论文部分内容阅读
本文针对挤注水泥或注入凝胶等堵剂对油层造成伤害的问题,研究泡沫封堵管外窜槽的相关理论与技术问题。理论分析了管外窜槽油水产出规律,建立管外窜槽物理模型,使用75cm×4.5cm×4.5cm的人造岩心模拟油水层,在水窜层压力高于油层压力下研究了管外窜槽油水产出规律,指出发生管外窜槽后,油水层压力和注入压力存在两种情况:油水层压力相同和水窜层压力大于油层压力。
研究管外窜槽油水层注入低粘度堵剂的注入特性:当油水层压力不变时,油水层分流率不随注入速度改变,油水层压力决定了分流率;在油水层渗透率一定的情况下,窜流通道渗透率越小,水窜层分流率越小;窜流通道渗透率越大,窜流通道对水窜层分流率影响越小,最终分流率趋于一定值。指出在油层压力不大于水窜层压力时,注入的堵剂如果不是因为段塞封堵起作用,而是堵剂进入油层,将对油层造成巨大伤害。理论分析认为,有效的泡沫封堵抑制了粘性指进;分流率相同的实质是流度相同;在油水层压力相同情况下,泡沫有效封堵时,高低渗层泡沫前缘运移速度之比等于高低渗层孔隙度反比。实验研究指出,对油水层压力相同的情况,先注入气体或先注入液体,都可以实现泡沫的有效封堵,油水层分流率趋于相同,泡沫在油水层有效封堵后产出的气体出流速度下降,并趋于相同,说明油水层压力相同时注入泡沫,将会污染油层,但对水窜层也有封堵作用。优选了气-发泡剂溶液-气的注入方式,利用气体升高油层压力到大于水窜层压力,减少泡沫流体进入油层,使泡沫流体主要进入水窜层,实现对水窜层的封堵。注入的实验结果表明,如果升高油层压力到大于水窜层压力,气-发泡剂溶液-气注入方式可以实现泡沫流体主要进入水窜层的目的。
评价模拟油水层的岩心的封堵强度,油层达到1.07MPa/m,水窜层为2.59MPa/m。水窜层封堵强度远高于油层,达到了封堵水窜层、减少油层污染的目的。油水层封堵强度的综合比较也说明封堵水窜层,减少油层污染的关键是可以升高油层压力到不小于水窜层压力。实验评价泡沫在75cm×4.5cm×4.5cm人造岩心上的封堵有效期,封堵有效期远远高于用容积器皿评价的泡沫半衰期,说明一直使用的泡沫稳定性评价方法用在多孔介质中是不适合的;油的存在使泡沫封堵有效期大大降低,实现了对油层的暂堵;油只是使驱替流体在多孔介质中运移速度加快,对最终封堵效率影响不大。研究不同注入方式的封堵特性,气-液-气注入方式具有最大的封堵强度。对使用的发泡剂OA,封堵效果最好的气液比和段塞大小为0.3PV:0.1PV,注入速度为8.8m/d。泡沫封堵后气体回吐,泡沫压力降低可以增强封堵强度。分析使用优选的泡沫注入方法对油水层位置不同的管外窜槽和边底水水窜封堵的可行性,说明优选的泡沫注入方法对这两种情况同样适用。矿场实验结果表明,根据优选的泡沫注入方法,起到了降水增油的作用。