汽%2f气%2f泡沫复合驱物理模拟及数值模拟的研究.pdfVIP

汽／气／泡沫复合驱物理模拟及数值模拟研究 程林松庞占喜李春兰 (中国石油大学(北京)石油天然气工程学院) 摘要注蒸汽开采稠油过程中，存在着蒸汽的超覆和窜槽，从而降低了蒸汽的波及效率。 国内外采用在注蒸汽的同时添加非凝析气体和耐高温起泡荆的汽，气，泡沫复合驱，取得了令人满 意的效果。本文进行了汽，气，泡沫复合驱驱替实验研究和数值模拟研究。实验研究表明：汽I气I 泡沫复合驱可以有效改善蒸汽的驱替效果，在本次实验中蒸汽驱转汽I气I泡沫复合驱后，最终采 收率提高30．99％，达到帅．28％。针对辽河油田高二、高三块的数值模拟研究表明：汽／气，泡沫 复合驱的最终采收率远高于单一蒸汽驱的最终采收率；泡沫封堵蒸汽窜流通道，抑止蒸汽的超 覆，改善油藏的温度分布；氮气和起泡剂在汽，气，泡沫复合驱中存在着最佳浓度值，所研究区块 的最佳氨气含量为15％．最佳起泡剂浓度为40％。 一、引 言 汽／气／泡沫复合驱是在蒸汽驱的同时向地层内注人地面预制的泡沫，或者向地层内注入 非凝析气体和耐高温表面活性剂使其在地层内产生泡沫…。汽，气I泡沫复合驱可以有效地改 善蒸汽的注入剖面，使蒸汽和热水均匀地在地层中推进，有效抑制了蒸汽的超覆和窜槽，提 高了注入热能的利用率‰“，因此可以在蒸汽开采稠油的基础之上进一步提高稠油油藏的采 收率，是一种行之有效的改进蒸汽开采稠油的三次采油技术。 二、室内物理模拟实验研究及开采机理 (一)汽／气，泡沫单管驱油效率实验 实验装置流程图如图I所示。物理模型为填砂管，管长60era，直径为3．8crn，填砂后孔 隙度为38．01％，渗透率为4．98 pm2。实验所用的油样为辽河冷家油田的地面脱气原油。实 验用发泡剂为十二烷基苯磺酸钠，质量分数为0，5％。实验结果如图2所示，曲线第一段为 蒸汽驱驱油效率曲线，拐点之后为汽，气／泡沫复合驱驱油效率曲线。结果表明：汽，气／泡沫 复合驱可以在蒸汽驱的基础之上进一步提高驱油效率，汽／气／泡沫复合驱的最终驱油效率比 蒸汽驱的最终驱油效率提高了30．99％。 当驱替液中存在氮气和表面活性剂时，氮气在稠油中的溶解作用和表面活性剂降低界 面张力的作用降低了稠油的粘度，改善了稠油的流动能力；另外由于氮气和表面活性剂的 存在在含油饱和度降低到一定程度(低于20％)时形成大量的泡沫，泡沫有效封堵蒸汽 驱，侈成的窜流通道“。j，从而降低蒸汽的流度，提高驱替液的波及系数，增大驱油效 率。 图1汽，气，泡沫复合驱物理模拟驱替实验流程图 享．姗羹桀 帅∞加蚰蛐蚰如加加。 2 4 6 注入孔隙体顿倍教，Pv 图2单管蒸汽后续汽／气／泡沫复合驱驱油效率变化曲线 (二)汽／气，泡沫复合驱中起泡剂对驱油效率的影响 向填砂管内同时注入蒸汽和氮气而不注入表面活性剂溶液。实验结果如图3所示，图中 两条曲线代表两种不同驱替方式在蒸汽驱驱油效率的基础上所增加的驱油效率。由图可以看 出，汽／气，泡沫复合驱在初试阶段可以大幅度的提高驱油效率，而无表面活性剂时驱油效率 增幅缓慢，这因为表面活性剂的存在大幅度降低界面张力，从而提高稠油的流动能力和驱替 液的洗油能力”J。宜至岩心内的含油饱和度降低到一定程度(低于20％)，岩心内产生大量 的稳定泡沫，有效地封堵了蒸汽的窜流通道，改善了蒸汽的流动剖面，从而使驱油效率进一 步提高。 ·9l· 35