延长油田L井区空气泡沫驱效果评价

2020-04-09康园园宿永鹏

延安大学学报（自然科学版） 2020年1期

康园园，宿永鹏

(1.延安大学石油工程与环境工程学院，陕西延安716000；2.中国石油集团油田技术服务有限公司，北京100027)

现今，大多数的油田都早已到了注水开发的后期，水驱采收率已经达到了极限。但由于油藏原因或技术原因，造成了地层中大部分的原油未能被开采出来[1，2]。通过前两次技术开发以后，最后得到的采收率通常只有原始储量的20%～40%。因此，三次采油在剩余油的开采上则显得尤为重要[3，4]。

空气泡沫驱油技术是三次采油的重要手段。该技术所用材料成本低，而且来源广，安全无污染，能够通过注入空气和泡沫液对地层进行封堵和调剖，提高产量[5，6]，气泡沫驱油对于提高采收率取得了十分显著的效果。胜利油田空气泡沫驱油的成功为国内油田解决剩余油问题提供了思路[7]。

L井区注水后地层能量较低，产量下降速度迅速，经过多次常规注采调控和井网部署调整，采出效果仍然不够理想，剩余油开采难度高。空气泡沫驱中的空气相比水而言易于注入特低渗透储层中，而且利用气体的重力分异作用可以动用水洗程度低的油层部位。同时泡沫的存在又可以封堵高渗透层和裂缝，起到很好的调剖作用，从而实现增油控水[8，9]。综合以上考虑，研究区选择水驱后采用空气泡沫驱并于2017年11月开始空气泡沫驱试验。

本文拟通过对比空气泡沫驱前后的产液量、产油量以及含水率等参数，论述延长油田低渗透油藏实施空气泡沫驱的矿场实践效果，为同类油藏应用该技术提供指导。

1 基本概况

研究区的构造位置位于鄂尔多斯盆地一级构造单元陕北斜坡的中南部，内部为简单的鼻状构造，方向为近东西向。本区主要含油层位为统延长组长4+5、长6油层组。该地区的孔隙度最大值为13.6%，最小值为1.3%，平均值为8.75%；渗透率最大值为6.2×10-3μm2，最小值为0.005×10-3μm2，平均值为0.51×10-3μm2。该区天然裂缝发育，其方向在NE60°～80°之间。

L井区自2006年1月开始投入生产，在开发初期充分利用天然能量，由于地层能量的亏空，产量急剧下降。2012年6月开始转为注水开发，将其中8口采油井进行转注。截止到2018年5月，油井共开井56口，水井共8口。

通过对L井区注水效果进行评价可知，仅有40%左右的油井注水效果明显，10%油井暴性水淹，其余油井见效不明显，但其产量递减率不同程度地变缓，因此需要寻求其他技术来提高产量，降低暴性水淹井的含水率。研究区天然裂缝发育，暴性水淹井多数由裂缝存在引起，同时水驱后的波及系数低，而且有些注水井注水压力高，注水困难。

2 空气泡沫驱效果评价

目前L井区现场有配注间2间，注入井共有5口，采油井35口，建成投运以后当月主要进行的是注泡沫液。12月以后泡沫液与清水按照1∶3.5的比例进行交替注入，1月15日至27日一直注清水，28日以后按照5天注空气间隔2天注泡沫液进行注入，空气的日注入量是4～5 m3，泡沫液单井日注入量是6 m3，后来空气日注入量提高至11 m3，泡沫液单井日注入量提高至9 m3。一直到2018年5月底，井区共累积注水29124 m3，共累积注入空气2767 m3，共累积注入泡沫液1832.7 m3，累积注入气液比为1.33∶1，因为前期是泡沫液与清水交替注入，未注入空气，所以与计划气液比3.2∶1差距较大。2018年4月月注入空气1428.26 m3，月注入泡沫液363.25 m3，月注入气液比为3.93∶1。

从试验前后的生产数据对比可知，全区受益采油井共28口，产液含水下降，产油稍有上升，有一定效果，其中4口油井的含水急剧下降，6口采油井的含水有小幅下降。受益油井中有19口产油都有小幅度上升，占受益井总数的67.8%，其中月增油2.5 t以上井2口，月增油2～2.5 t井4口，月增油1～2 t井5口。

2.1 典型井组分析

(1)L7-1井组分析

L7-1处于研究区的东北方向，该井在长6油层射孔，射孔厚度9.5 m。生产层位于长612层。在2012年6月29日开始转为注水井，因周围只有这一口注水井，所以在2017年11月1日将其改为空气泡沫注入井，截止到2018年5月，累积注水5105.1 m3，累积注入空气360.39 m3，累积注入泡沫液267.97 m3，日注空气9.96 m3，日注泡沫液8.01 m3，空气与泡沫液按照时间比例3∶1交替注入，累积气液比1.34∶1。

L7-1井组共有受益油井5口，分别为L7-2、L7-3、L7-4、L7-6、L7-7。其中采油井L7-2井与注水井L7-1井之间存在裂缝，L7-1井从2012年7月开始注水，L7-2井于2007年1月份开始生产后，含水较为稳定，在40%～62.9%，平均含水率为45.7%，后于2008年1月份关井，于2013年12月重新开井生产，一开井立刻水淹，含水100%，目前含水已经由100%下降到了15%。同样L7-6井含水已经由100%下降到了10%，其由于暴性水淹，已关井3个月，且裂缝的存在造成水淹；L7-3井之前由于注水井的强注沟通了优势通道导致含水上升快，空气泡沫驱后含水已经由80%下降到了17%。分析认为，泡沫液在地层中形成泡沫，以非连续相通过介质孔隙，由于裂缝阻力最小，空气泡沫优先进入裂缝，随着注入量的增加，空气泡沫的视黏度增大，其流动阻力增加，在贾敏效应的作用下，实现对裂缝的封堵[10,11]。因此L7-2井与L7-6井的含水率从100%急剧降低。同样泡沫进入并封堵L7-3井和L7-1井之间的优势通道后，其含水率也迅速降低至17%。在驱替压力的作用下泡沫进入到更小的孔隙中，通过泡沫对孔隙壁面上油膜的挤压、剪切、携带作用，使油膜变薄、分散，最终被泡沫挤走，扩大了其波及系数。由于起泡剂也是表面活性剂，降低了油水界面张力，通过油的乳化和捕集作用，可有效地驱替盲端剩余油，提高驱油效率[12，13]。因此L7-4、L7-7、L7-3井产油都有小幅度上升(表1)。

总的来看，控水效果非常明显，油井产量增幅不大。

表1 L7-1受益井组试验前后生产对比表

(2)L7-10井组动态分析

注入井L7-10于2012年6月29日转注注水，从2017年11月1日开始改为空气泡沫注入井，截止2018年5月底，累积注水4662.38 m3，累积注入空气348.68 m3，累积注入泡沫液285.53 m3，日注空气10.14 m3，日注泡沫液8.63 m3，空气与泡沫液按照时间比例3∶1交替注入，累积气液比1.22∶1。

L7-10井周围有7口采油井，其中共有受益油井4口，分别为L7-11、L7-12、L7-13、L7-14。目前井组日产液1.69 m3，日产油1.45 m3，综合含水14.69%，2018年5月份月产液41.23 m3，月产油32.45 m3，月注入287.54 m3，月注采比6.97。

由表2知，L7-11、L7-12、L7-13井产油量均有不同程度的增加。L7-12、L7-13井的含水率有小幅降低。L7-14井在空气泡沫驱之前由于暴性水淹处于关井状态，试验后含水已经由100%下降到了15.6%。

分析原因认为，L7-14井与L7-10井之间存在天然裂缝，注水后注入水沿着裂缝渗透，导致L7-14井暴性水淹。采用空气泡沫驱后，泡沫封堵裂缝通道，迫使注入流体沿着渗透性差的通道流动，因此L7-14井含水由100%降低至15.6%。其他井如L7-11、L7-12、L7-13井的日产油量小幅上升，分析认为空气中的氧与原油发生氧化作用生成二氧化碳和氮气等，这些气体溶于原油使得原油体积膨胀，驱替水洗程度较低部位的原油[14，15]。