【摘 要】
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海上稠油油藏注水开发中后期,含水率上升,层内非均质性加强,大部分水井需要调剖,泡沫流体因“堵大不堵小,堵水不堵油”的特性,在改善非均质性油藏产液剖面上应用广泛。但常规注泡沫技术,设备占地面积大、注入压力高、气源运输困难,受海上平台空间、安全和经济因素的制约,不能有效应用。自生泡沫技术是一种具有技术集成特点的提高石油采收率新技术,可以有效解决上述面临问题,然而目前围绕自生泡沫体系提高采收率的研究相对
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海上稠油油藏注水开发中后期,含水率上升,层内非均质性加强,大部分水井需要调剖,泡沫流体因“堵大不堵小,堵水不堵油”的特性,在改善非均质性油藏产液剖面上应用广泛。但常规注泡沫技术,设备占地面积大、注入压力高、气源运输困难,受海上平台空间、安全和经济因素的制约,不能有效应用。自生泡沫技术是一种具有技术集成特点的提高石油采收率新技术,可以有效解决上述面临问题,然而目前围绕自生泡沫体系提高采收率的研究相对较少,其提高采收率机理和微观结构演变规律定量表征亟待完善,这限制了自生泡沫技术在海上稠油油藏的现场应用。鉴于此,本文主要以自生泡沫提高采收率机理和微观结构演变定量表征为目的开展实验和理论研究。首先根据能效、储层保护和经济等方面因素确立了自生热N2泡沫和自生CO2泡沫两种自生泡沫体系配方;其次开展二维微观可视化、一维均质非均质岩心物理模拟和核磁共振（NMR）实验,研究自生泡沫体系驱油可行性及剩余油分布特征,并从三个方面分别系统分析两种体系提高采收率机理;基于分形理论揭示自生泡沫分形特征,通过分形维数定量研究自生泡沫体相和多孔介质中微观结构演变规律;最后指导现场应用。研究结果表明:自生热氮气泡沫生气体系为铵盐/亚硝酸盐体系,最优引发剂为一水合柠檬酸,自生二氧化碳泡沫生气体系为碳酸盐/盐酸体系,耐盐耐温耐酸生物表面活性剂ZYGK-3为两种体系起泡剂。自生热氮气泡沫体系能够有效提高二维微观模型、均质岩心、非均质岩心的驱油收率,其提高采收率机理包括:（1）化学反应产热使岩心内部平均温度升高12.6℃,原油粘度降低34.0%,且使胶质沥青质污染性地层的产液速率升高,含水率降低;（2）渗透率级差为6.12的并联岩心,体系能够实现高低渗透岩心间的分流反转;（3）体系热反应和泡沫之间存在协同效应:生热体系产生的均一泡沫,能够波及盲端和边缘等绝大部分孔喉结构,且自生泡沫阻力因数约为常规泡沫的两倍;泡沫可以实现多孔介质中的均匀布温,并且产生的泡沫不影响多孔介质中化学反应程度。自生二氧化碳泡沫体系能够有效提高均质和非均质岩心的采收率,其提高采收率机理包括:（1）二氧化碳的溶解和萃取作用使产出油四组分发生变化,降低原油粘度,并且自生热泡沫体系可有效降低界面张力;（2）深度封堵和调剖;（3）非均质地层和高渗地层的均匀布酸和高效酸化,实现“智能酸化”。自生泡沫在体相和多孔介质中都满足分形特征,自生泡沫分形维数在1到2之间,分形维数越大,泡沫粗化聚并越严重,均一性越差。体相中常规泡沫分形维数呈“指数”演变规律,自生泡沫分形维数呈“对号”演变规律,温度、起泡剂浓度等参数影响具体的分形维数值,但不影响演变规律的适用性;演变规律可用于评价和预测重力作用下的自生泡沫微观结构变化。多孔介质中自生泡沫结构分形维数演变呈“类对号”规律,且温度、起泡剂浓度等参数不影响演变规律的适用性。自生热氮气泡沫体系在海上油田实施40井次,增油效率超过70%。
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