泡沫堵水规律及适用性研究

摘要

油井出水是油田开发过程中不可避免的问题，影响油井产量，堵水技术是控水稳油的关键。泡沫流体因其具有遇水稳定、遇油消泡、对渗透层具有良好的选择封堵性、对地层伤害小等特性，近年来越来越多地应用于油田降水增油技术中，并且取得了较好的应用效果。但是目前国内外对于泡沫封堵性能的研究主要集中采用一维岩心驱替、以及二维岩心驱替等方法，模拟油藏驱替情况，存在一定的局限性。因此，有必要使用三维岩心，对横向和纵向上的波及效率进行研究。 本文首先对油田现场常用SD型起泡剂的起泡性能进行了综合评价，实验表明SD型起泡剂的最优使用浓度为1.0%，并对两种稳泡剂聚合物进行筛选，结果表明浓度为0.1%海水速溶型聚合物具有更好的稳泡性能，因此筛选出泡沫堵剂体系为“1.0%SD型起泡剂+0.1%海水速溶型聚合物”。其次，采用三维非均质压制岩心进行堵水规律实验，综合考虑平面以及纵向方向上的波及效率和洗油效率，研究了影响泡沫堵水效果的工艺参数。最后通过数值模拟方法，对泡沫堵水的适用性进行了研究。结果表明：当油藏低渗基础渗透率为500×10-3μm2，级差在小于10倍范围内，注入泡沫体系进行堵水，可以提高采收率22%~25%左右，当地层渗透率级差太大时，容易出现水窜，泡沫堵水效果降低；气液混注产生的泡沫质量优于段塞注入，对油井的堵水效果好；随着气液比的增加，泡沫的封堵性能逐渐增强，对于三层非均质岩心存在的最佳气液比为1:1-2:1；泡沫的封堵性能随着堵剂含量的增加，先增大后降低，室内实验段塞大小在0.3-0.5PV时的堵水效果较好，且均匀浓度段塞的使用效果优于非均匀浓度段塞；当油井含水率为80%-90%时，泡沫堵剂能够封堵水窜通道，控制油井出水；随着原油粘度的增加，原油的流动性变差，对泡沫堵水效果产生不利影响，在原油粘度小于100mPa·s时，泡沫堵剂对水层产生明显封堵，当原油粘度过高时，应先对原油进行降粘，再使用泡沫堵剂进行堵水。数值模拟结果与室内实验结果相一致，符合程度较高，论文得出了泡沫堵水规律的气液比图版、以及氮气注入量图版，为油田现场应用，提供帮助。

目录

声明

第一章 前 言

1.1 研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 注水井调剖与油井堵水研究现状

1.2.2 泡沫堵水研究现状

1.3 研究内容

第二章 泡沫堵水剂配方优选

2.1 起泡性能评价

2.1.1 实验药品与设备

2.1.2 实验方法与步骤

2.1.3 实验结果及分析

2.2 稳泡剂筛选实验

2.2.1 实验药品与设备

2.2.3 实验结果及分析

2.3 泡沫堵水剂性能评价

2.3.1 实验方法与步骤

2.3.2 实验结果与分析

2.4 本章小结

第三章 泡沫驱堵水规律实验研究

3. 1 工艺参数优选实验基本参数

3.1.1 实验材料

3.1.2 实验装置及流程

3.1.3 实验条件

3. 2 注入方式优选实验

3.2.1 实验注入参数

3.2.2 实验步骤

3.2.3 实验结果与分析

3.3 气液比优选实验

3.3.1 实验注入参数

3.3.2 实验步骤

3.3.3 实验结果与分析

3.4 堵剂段塞优选实验

3.4.1 实验注入参数

3.4.2 实验步骤

3.4.3 实验结果与分析

3.5 注入速度优选实验

3.5.1 实验注入参数

3.5.2 实验步骤

3.5.3 实验结果与分析

3.6 泡沫段塞浓度优选实验

3.6.1 实验注入参数

3.6.2 实验步骤

3.6.3 实验结果与分析

3.7 原油粘度优选实验

3.7.1 实验注入参数

3.7.2 实验步骤

3.7.3 实验结果与分析

3.8 含水时机优选实验

3.8.1 实验注入参数

3.8.2 实验步骤

3.8.3 实验结果与分析

3.9 地层渗透率级差优选实验

3.9.1 实验注入参数

3.9.2 实验步骤

3.9.3 实验结果与分析

3.10 本章小结

第四章 泡沫堵水适用性研究

4.1 油藏数值模型建立

4.2 工艺参数影响分析

4.2.1 原油粘度影响分析

4.2.2 渗透率级差影响分析

4.2.3 含水时机影响分析

4.2.4 气液比影响分析

4.2.5 注入速度影响分析

4.2.6 堵剂注入量影响分析

4.3 注入工艺参数图版

4.3.1 气液比图版

4.3.2 氮气注入量图版

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢