泡沫辅助减氧空气驱关键技术及应用

沈焕文，陈建宏，曹 丽，饶天利，郭西锋，孟令为，李化斌

（中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750006）

试验区为三角洲前缘沉积，油层横向连续性好，纵向非均质性强，油层平均孔隙度12.7%、渗透率1.81 mD，地层压力系数0.66，属典型的特低渗三低油藏。目前综合含水68.8 %，地质储量采出程度22.9 %，可采储量采出程度95.2 %，标定采收率24.0 %，进入中高开发阶段后，纵向、平面水驱矛盾突出，注水有效率下降，剩余油分布零散且呈分米-厘米级规模相间分布，依靠常规水驱技术挖潜采收率的空间变小。

根据试验区储层特征和开发矛盾，结合泡沫辅助减氧空气驱室内研究的基础上，在特低渗油藏A 区块开展泡沫辅助减氧空气驱试验，先后经历了井组试验、先导试验、扩大试验、工业化试验四个阶段，目前形成22 注97 采的注采格局，完成方案设计总注入量0.5 PV的33.5 %，通过关键技术参数优化和配套水驱治理，历经十年现场应用表明，在改善水驱、提高采收率方面效果显著[1]。

1 关键技术应用

泡沫辅助减氧空气驱驱油机理为泡沫封堵+基质气驱，泡沫选择性封堵油藏高渗层段，减氧空气进入更细微的孔喉，驱替低渗层段，有效提高波及体积；同时起到补充地层能量的作用[2]。围绕技术作用机理，在理论研究基础上，重点开展注入方式、气液比、注采比等关键技术参数优化和配套水驱组合治理[3]，现场应用效果显著。

1.1 注入方式优化

驱替试验表明，气液段塞注入阶段驱替压力明显上升；而注泡沫过程中，压力保持稳定，后续水驱压力降低，确定了气液同注的注入方式。现场试验证实，气液同注注入压力稳定，较水驱仅上升2.0 MPa，且注入过程中视吸水、气指数曲线保持平稳，注入性良好。

1.2 注入参数优化

通过物理模拟试验、数值模拟研究，结合现场试验动态，重点对注入量、注入速度、气液比等关键参数进行优化，不断提升试验效果，形成了泡沫辅助减氧空气驱参数优化技术。理论研究合理注入量为0.4 PV～0.6 PV，现场实际设计注入量为0.5 PV，当气液比高于3:1 后，累产油量增幅减缓，现场实际气液比为2.0～3.0，当单井日注量过大后累产油增幅减小，现场实际设计注入速度为15 m3/d～25 m3/d。

现场调整效果表明，当气液比在2.8:1～3.1:1、日注气量20 m3～25 m3，日注液量10 m3～15 m3，注采比在1.5～2.0 时，试验区含水上升速度得到有效控制，同时地层压力保持水平趋于合理，主侧向压差由2.9 MPa下降到2.5 MPa，试验效果明显提升。

1.3 堵水组合配套

针对大孔道泡沫封堵较差的井，采取堵水调剖+泡沫空气驱组合技术，不断改善水驱效果。对比单一效果，堵水组合井组低渗层段吸水厚度增加，高渗层段注入强度减弱，吸水形态变好，井组含水上升得到有效控制。

1.4 地面工艺优化

自主研制了减氧增压一体化集成装置、产出气含氧在线监测装置和伴生气安全防控装置，建立SCADA监控平台，形成了低含氧、低风险、安全可控的空气泡沫驱地面工艺流程，现场检测氧含量6.5 %，远低于理论安全值10.0 %，确保了现场试验安全运行。

2 现场应用效果

2.1 波及体积有效扩大

纵向上，室内试验和注气剖面测试表明[4]，气液同注时低渗层段吸气比例达到94.5 %、高渗层段吸液比例达到72.4 %，低渗层段以气驱动用、高渗层段泡沫封堵为主，整体水驱动用程度由60.0 %上升到66.8 %，有效扩大了波及体积。平面上，通过参数优化、加大堵水联作工作，主向井含水上升幅度由0.88%下降到-0.05%，侧向井递减由2.45%下降到1.03%，侧向波及范围增加。

2.2 地层能量快速补充

规模注入后地层补能效果较好，地层压力年上升0.35 MPa，压力保持水平由107.7 %上升到121.9 %，主侧向压差由2.9 MPa 下降到2.5 MPa，主向井流压由5.1 MPa 下降到4.8 MPa，侧向井流压由2.4 MPa 上升到2.7 MPa，说明有效压力驱替系统建立，地层能量平面分布更加均匀。

2.3 试验区控水效果好于注水区

试验区含水上升率变化优于同期水驱，试验区整体注入后阶段年均含水上升率3.29 %，目前含水上升率0.37 %。同期注水区阶段年均含水上升率5.62 %，目前含水上升率0.52 %。

试验区正常试验期间降递减优势明显，试验区递减呈下降态势，递减最低降低至-0.87 %；同期注水区域递减呈缓慢上升态势，目前递减11.9 %。

2.4 采收率提升幅度明显

泡沫辅助减氧空气驱试验区整体注入后，见效油井60 口，见效率95.2 %，平均单井增油峰值0.35 t，通过不断优化注入参数和堵水技术组合拳应用，试验区含水与采出程度曲线向右偏移，截至目前阶段累计增油7.3×104t，预测最终采收率提高10.21 %。

3 结论及下步攻关方向

3.1 结论

（1）合理的注入方式、气液比、注入速度、注采比是泡沫辅助减氧空气驱技术效果提升的关键核心技术参数，堵水组合是提升效果的辅助手段。

（2）快速补能和波及体积有效扩大。地层能量快速恢复且平面分布均匀，说明有效压力驱替系统建立，同时纵向上，低渗层段的剩余油得到有效驱替，高渗层段封堵效果明显；平面上，优势水驱方向封堵，弱水驱方向有效驱替，试验动态与作用机理相符。

（3）提高采收率发展趋势良好。通过不断优化注入参数和堵水技术组合拳应用，油井见效率95.2 %，试验区含水与采出程度曲线向右偏移，预测最终采收率提高10.21 %。

（4）空气减氧撬装注入装置和在线含氧监测有效结合，既保证了灵活方便低成本注入又保证了运行安全。

3.2 下步攻关方向

（1）针对因储层非均质性影响，注入端物性较好层段吸水强度大，注入单向突进，低渗层段不吸水或弱吸水，下步开展泡沫辅助减氧空气驱精细分层注液、注气技术攻关。

（2）针对采出端物性较好层段水洗程度高，物性较差的油层顶部、底部剩余油富集的问题，开展精细小层挖潜、射孔技术优化以及开展水平井开发试验技术攻关。