超低渗透油藏减氧辅助空气泡沫驱提高采收率技术试验研究

户 彬，陈春坤，胡方芳，蔡绪森，贾彬红

（中国石油长庆油田分公司第九采油厂，宁夏银川 750006）

1 试验区概况

G271长X属于超低渗油藏，长X1为主要含油层系，砂体以水下分流河道为主，砂体呈北西～南东向。油气分布主要受岩性控制，储层裂缝发育，非均质性强。针对区块井网适应性差，2014-2015年在G269实施加密调整，由原来的480 m×130 m菱形反九点井网变成目前270 m×110 m反九点井网。试验区位于加密区G269单元，油层平均有效厚度：11.1 m；孔隙度：11.0%；平均渗透率：0.38 mD；平均原始含油饱和度：56%；油面积：0.74 km2；地质储量：38.3×104t。

2 试验区开发矛盾

（1）注水开发递减大。试验区符合指数递减规律，加密后月度递减率1.86%；2014年加密前采出程度4.3%，预测水驱采收率18.5%；加密后目前采出程度6.5%，预测水驱采收率21%。

（2）地层能量分布不均。试验区2015年压力保持水平79.7%，自实施加密调整后，主侧向压差逐步降低，但仍然有较大的差距。

（3）储层裂缝较发育，平面水驱不均。2014年加密后，含水上升率逐年下降，但水驱优势方向未发生根本性的改变，平面水驱不均矛盾依然突出。

（4）调剖后水驱矛盾依然突出。持续跟踪历年调剖效果，调剖前后平均注水压力上升2.1 MPa以上，措施平均有效期为7～8个月，失效后再次治理难度增大。

3 减氧辅助空气泡沫驱试验研究

3.1 减氧辅助空气泡沫驱机理

空气泡沫驱兼具气驱和泡沫驱的优点[1-8]，可边调边驱，空气补充地层能量；发泡剂界面活性提高驱油效率；泡沫封堵作用扩大波及体积（见图1～图3）。

（1）补充地层能量：气体能够快速补充地层能量，保持和提高油藏压力。对于超低渗透油藏可以快速补充地层能量，建立有效驱替压力系统，改善开发效果。

（2）扩大波及体积：泡沫在相对高渗、水窜孔道形成有效的封堵作用，改变平面上注水流向，增加薄差层的吸水量，调整吸水剖面，可以改善和提高油藏开发效果。

图1 空气泡沫驱提高采收率机理

图2 空气泡沫驱作用机理

图3 空气泡沫驱扩大波及体积示意图

（3）洗油作用：泡沫剂能大幅降低油水界面张力利于提高驱油效率。实现封堵与洗油的协同作用，提高富集油地带的动用程度。

（4）空气泡沫与原油多次接触：膨胀降黏和抽提作用，提高驱油效率。

3.2 精细试验区油藏特征认识

（1）建立精细三维地质模型：采用分层数据建立G271区构造模型，选用序贯高斯模拟法建立岩向和属性模型[9]。通过建立精细三维地质模型，对井间渗透率非均质特征认识更加准确直观。顺物源方向，砂体连通性较好，但渗透率差异较大；垂直物源方向，砂体横向连续性相对较差，储层非均质性更强（见图4，图5）。

图4 试验区顺物源方向砂体（上）、渗透率（下）剖面图

图5 试验区垂直物源方向砂体（上）、渗透率（下）剖面图

（2）剩余油分布规律研究：结合动静态资料，建立数值模拟模型，拟合生产历史，量化剩余油分布。平面上：主力层整体采出程度较低，剩余油饱和度较高；剖面上：剩余油呈“互层式”分布，主要分布于物性相对较差，注入水仍未波及区域和油井射开程度低，水驱储量动用程度较低区域。

（3）储层非均质性导致水驱不均：G271长X油藏渗透率高值区沿北西～南东向或南北向呈椭圆状、透镜状分布。通过加密井取心岩心观察和岩心分析，区域纵向非均质性强，岩性变化快，剖面渗透率差异大。通过产出剖面分析，油井水淹仅为层内高渗层见水。

3.3 试验区注入参数确定

3.3.1 注入体系优化 根据G271区长X油藏储层物性差、微裂缝发育的特点，着重考察泡沫体系的起泡能力、稳定性、耐油性、抗吸附性等指标，使用注入体系为发泡剂：FP1688（浓度 0.4%）；稳定剂：WP-322（浓度0.05%）（见表1，表2）。该泡沫体系裂缝条带微调、对低渗基质具有降压增注作用，FP1688体系能有效降低驱替压力梯度（5%～21%），比常规水驱可提高驱油效率16.3%。

表1 油藏条件下的稳定剂性能评价结果

表2 油藏条件下的发泡剂性能评价结果

3.3.2 试验注入参数设计 试验初期的注入参数在考虑本区块地质油藏特征的基础上，后期经过不断的现场试注摸索调整优化（见表3）。

（1）发泡方式：采用地面发泡（气液同注+井筒发泡）方式试注。数值模拟结果表明：注剂量相同的条件下，气液同注起泡效果最好，开发效果也最好（见表4）。

表3 G271减氧辅助空气泡沫驱注入参数表

表4 注入方式与产油量数值模拟结果表

（2）总注入量优化，通过数值模拟发现：在气液比一定的条件下，注入量越高，累产油越高；但当注入量高于0.5 PV后，累产油增幅减缓，推荐注入量为0.5 PV，注入时间也从原来的2.2～3.6年变为6.3～9年。

（3）G271区长X油藏微裂缝相对发育，为延缓气驱前缘推进速度防止气窜，经过现场试验反复摸索，下调注气速度 15 m3/d～30 m3/d 至 15 m3/d～23 m3/d。

（4）G271长X油藏地面平均破裂压力为37 MPa，油藏中深2 650 m，当井筒完全被泡沫充满时，密度0.5 g/cm3～0.33 g/cm3（气液比1:1～1.5:1），计算出该区注空气泡沫时注入井井口压力在27.0 MPa～31.4 MPa，考虑到注入管线的耐压极限及安全因素，试验区注入压力保持在30 MPa以下。

4 应用效果分析

4.1 试验开展情况

现场试验分三个阶段实施：单井试注试验、先导试验和工业推广试验。目前处于5注26采先导试验阶段，平均单井日注液15.0 m3，日注气21.0 m3（地下体积），气液比1:1～1.5:1，累计完成注入0.088 PV，完成率17.7%。

4.2 试验取得的效果

4.2.1 空气泡沫体系具有较好的注入性 相比注水开发阶段，实施空气泡沫驱后，5口试验井注入压力上升5 MPa～11 MPa，实现了空气泡沫在超低渗透油藏的成功注入。对比试验前，J42-39井注水压力由19.0 MPa上升到25.9 MPa，目前最高注气压力29.0 MPa，最低压力25.9 MPa。

4.2.2 空气泡沫体系对裂缝具有一定的封堵作用J43-38于2017年7月开始试注，注入280 m3后J44-38气窜，通过调剖J44-38井气窜得到控制；累计注入1 756 m3后J42-38气窜，调整气液比由1.4下降到1.1（氮气：28m3下降到16.8 m3，泡沫液：由20 m3下降到15 m3），J42-38含水由100.0%下降到57.2%，液面由井口下降到2 007 m，见到了封堵效果。

4.2.3 注气井组递减减缓，开发效果得到改善 对比注气前，注气井组阶段自然递减由8.3%下降到-1.3%，含水上升率由3.3%下降到-3.5%，含水与采出程度关系曲线右偏，预计较注水开发可提高采收率5.0%以上，整体开发形势得到改善。

4.2.4 裂缝侧向井见效明显，但主向井见水未得到改善通过近两年注入，试验区NE108°裂缝侧向井见效明显，但主向井见水仍未得到有效改善（见图6）。

主向井：受天然裂缝和人工裂缝贯通影响，9口主向井中投产初期水淹6口。试验后明显见气井8口（NE108°方向7口）。通过对J41-38等4口井实施深部治理后，3口气窜井得到控制，其余5口治理效果不佳。对比注气前后含水分布情况，裂缝主向见水有进一步连通的趋势。目前空泡区气窜风险依然较大，泡沫体系封堵性能需进一步优化。

侧向井：明显见效6口，生产形势稳定8口，液量由24.4 m3上升到27.9 m3，油量由16.7 t/d上升到18.6 t/d，含水由19.3%上升到21.6%，注气前后平均月度递减由1.5%下降到-0.5%。

4.2.5 注气区压力保持水平提升明显 对比试验前，注气区裂缝侧向5口可对比井平均地层压力由14.6 MPa上升到18.3 MPa，压力保持水平由78.1%上升到98.3%，主侧向压差由16.1 MPa下降到9.5 MPa，侧向井平均流压由6.7 MPa上升到7.1 MPa。注气区可对比井解释渗透率由0.18 mD上升到0.5 mD，渗流能力增强；注气区侧向井压力保持水平98.3%高于注水区88.8%。

4.2.6 剖面吸水状况改善，有效驱替系统逐步建立试验区4口可对比井吸水厚度由9.6 m上升到10.2 m，水驱动用程度由70.9%上升到75.8%，剖面水驱得到改善；J42-39微地震注气前缘显示2口侧向井（J42-393、J42-391）受效明显，表明有效驱替系统逐步建立。

5 结论及认识

（1）对比注气前，试验井组阶段自然递减由8.3%下降到-1.3%，含水上升率由3.3%下降到-3.5%，压力保持水平由78.1%上升到98.3%，主侧向压差由16.1 MPa下降到9.5MPa，水驱动用程度由70.9%上升到75.8%。

（2）注入系统压力总体平稳，水驱波及范围不断增大，有效压力驱替系统逐步建立，地层能量得到有效补充。

（3）空气泡沫驱油技术可有效提高采收率，预计采收率可提高5%。

（4）区域裂缝方向复杂，平面驱替不均仍然存在，下步需从油水井两方面实施封堵治理；同时对裂缝侧向井实施措施引效，提高单井产能。

图6 减氧辅助空气泡沫驱试验前（左）、后（右）含水分布图