镇泾低渗透油藏注空气泡沫提高采收率技术研究

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空气驱技术在油田开发中应用广泛,无论是砂岩油藏还是碳酸盐岩油藏,无论是稠油油藏还是轻油油藏,无论是中高渗油藏还是低渗透油藏,无论是二次采油还是三次采油,国内外空气驱项目都取得了良好的开发效果以及明显的经济效益,没有发生安全事故。对于低渗透轻油油藏或注水开发困难的低渗透油藏,注空气低温氧化技术通过气驱及热效应作用,能够有效提高原油采收率。国内现场应用实例表明,在注空气采油技术基础上发展起来的空气泡沫驱技术综合了空气驱与泡沫驱的优点,适用于高含水、非均质性严重、存在裂缝或大孔道的油藏,是一种应用效果明显、成本低廉、安全可靠的提高采收率技术。
  针对镇泾低渗透油藏注水开发困难、地层能量不足的开发现状,通过综合分析国内外轻油油藏空气驱技术现场应用的油藏特点及原油性质,结合镇泾低渗透油藏长8储层的实际情况,研究认为,空气泡沫驱技术适合于研究区块提高油藏开发效果与原油采收率的要求。模拟地层条件下,通过对地层水、氮气、二氧化碳、空气、空气泡沫、氮气泡沫、二氧化碳泡沫七种注入介质的驱油效果进行比较,发现二氧化碳泡沫的驱替效果最好,其次是空气泡沫,二者最终驱油效率分别是70.73%与60.30%,而简易经济分析结果表明,空气泡沫驱比二氧化碳泡沫驱具有更低的投入产出比,二者分别为1.0∶11.4与1.0∶2.25。综合考虑驱油效果、气源及成本因素,优选出空气泡沫作为研究区块注气采油的最佳注入介质。
  为了对镇泾油田原油低温氧化性能及原油的动态氧化性做出定性描述,并得出产出气含量变化规律,在轻质油藏注空气低温氧化驱油机理研究的基础上,利用高压静态反应装置及高压氧化管分别开展了空气原油静、动态氧化实验研究。静态氧化实验结果表明,地层条件下镇泾原油能够与注入的空气发生氧化反应,氧化反应速率主要受温度及压力的影响,在实验范围内,温度或压力越高,原油氧化性能越好,氧化反应速率越快。天然岩心矿物组分、含水率对镇泾原油氧化反应速率的影响很小,而实验中用到的催化剂能够显著加快空气原油的氧化反应速率。动态氧化实验结果表明,注气过程中,空气在高压氧化管(内径3.1cm,长度47.0cm)中要流动较长时间才会发生气窜,模拟地层条件下,气体突破时间在6.42~25.42h;气体突破时,产出气中的氧气含量在1.29%~3.81%;气体突破后,最终产出气氧气含量稳定在11.08%~13.84%,CO2含量稳定在2.16%~2.79%。原油组分含量分析结果表明,不论是静态氧化还是动态氧化,参与反应的主要是原油中的C14-C36组分,而且,镇泾原油经空气氧化反应后,饱和烃含量基本没变,芳烃含量降低,而非烃和沥青质含量有所增加。
  室内长岩心驱替实验结果表明,空气泡沫驱阶段的驱油效率较水驱阶段的分别增加13.32%、13.09%和11.37%,具有良好的提高采收率的效果。空气泡沫的注入量、注入速度对空气泡沫驱驱油效率有较大影响。整个实验研究采用起泡剂溶液与空气(气液比1∶1)交替注入的方式,在0.01ml/min、0.02ml/min、0.05ml/min三个注入速度下,随着注入速度的增加,驱油效率呈上升趋势,但增幅逐渐减小。注入速度越大,气体突破时间越早,不过实验过程中并未发生明显的因气窜而导致驱油效率降低的现象;相同条件下,空气泡沫注入总量为1.0PV时的驱油效率要好于注入总量为0.6PV时,说明增加空气泡沫的注入量,能够增强泡沫驱效果,加大洗油效率,提高空气泡沫驱的驱油效率。通过室内物模实验筛选出的空气泡沫注入速度0.05ml/min,注入总量1.0PV等参数可用于后期的数模研究。
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