氮气泡沫辅助蒸汽吞吐提高采收率机理研究_王大为.pdf
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1、第52 卷第2 期 当 代 化 工 Vol.52,No.2 2023年2月 Contemporary Chemical Industry February,2023 基金项目基金项目:中海石油(中国)有限公司重大科技项目,渤海典型稠油油藏热采提高采收率及关键工艺技术研究(项目编号:YXKY-2021-TJ-01)。收稿日期收稿日期:2021-12-31 作者简介作者简介:王大为(1982-),男,吉林省辽源市人,高级工程师,博士,2012 年毕业于西南石油大学油气田开发工程专业,研究方向:海上稠油热采技术。氮气泡沫辅助蒸汽吞吐提高采收率机理研究 王大为,廖辉,葛涛涛,杜春晓,崔政(中海石油(中
2、国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300459)摘 要:边底水稠油油藏注蒸汽热采开发中,水体和蒸汽容易沿大孔道发生窜流,引起含水上升,热采开发效果变差。通过开展注蒸汽后氮气泡沫封堵实验,研究泡沫封堵机理,分析氮气泡沫的增产效果。结果表明:注入氮气泡沫后,改变了底水水侵流动方向,促使底水向水平段两端运移,扩大了水驱波及范围,有效抑制了水淹。注入氮气泡沫能够实现增压、降水、增油的效果,实验生产压差从 350 kPa 增至 390 kPa,含水率从 90%降至 80%,产油量从 0.02 mLmin-1增至 0.05 mLmin-1,最终采出程度接近 60.0%,比单纯蒸汽驱提高 11.5
3、%。此研究成果对于边底水热采稠油油藏水平井开发过程中实现抑水增油,具有参考价值和指导意义。关 键 词:稠油;蒸汽吞吐;氮气;泡沫;封堵 中图分类号:TE345 文献标识码:A 文章编号:1671-0460(2023)02-0346-04 Mechanism of Enhanced Oil Recovery by Nitrogen Foam Assisted Steam Huff and Puff WANG Da-wei,LIAO Hui,GE Tao-tao,DU Chun-xiao,CUI Zheng(Bohai Petroleum Institute,Tianjin Branch of C
4、NOOC,Tianjin 300459,China)Abstract:During the thermal recovery of heavy oil reservoir with edge-bottom water by steam injection,water and steam flow easily along the large channels,resulting in the increase of water cut and poor thermal recovery effect.Through the experiment of nitrogen foam pluggin
5、g after steam injection,the foam plugging mechanism was studied,and the effect of nitrogen foam production was analyzed.The experimental results showed that after injecting nitrogen foam,the flow direction of bottom water was changed,and the bottom water moved to both ends of the horizontal section,
6、which expanded the range of water flooding and effectively suppressed the water flooding.The injection of nitrogen foam could achieve the effect of increasing the pressure difference,reducing water cut and increasing oil production.The experimental production pressure difference increased from 350 k
7、Pa to 390 kPa,the water cut decreased from 90%to 80%,the oil production increased from 0.02 mLmin-1to 0.05 mLmin-1,and the final recovery degree was close to 60%,which was 11.5%higher than that of pure steam flooding.This research result has reference value and guiding significance for the realizati
8、on of water suppression and oil increase in the development of horizontal wells in the thermal recovery of heavy oil reservoirs with edge-bottom water.Key words:Heavy oil;Steam huff and puff;Nitrogen;Foam;Plugging 蒸汽吞吐是稠油油田开发的主要手段之一,由于边底水的存在,随着吞吐轮次的增加,发生边水侵入、底水锥进,高渗层前缘突破井比例逐渐增加,导致油井含水大幅度上升,热采效果变差,影响
9、整体开发效果1-3。为解决边底水对稠油热采的影响,开展了氮气泡沫辅助蒸汽吞吐提高采收率机理实验研究。对于采用水平井蒸汽吞吐开发的边底水稠油油藏,利用可视化机理模型,研究了吞吐后向地层中注入氮气泡沫改善开发效果的机理4-5。通过可视化实验,直观清晰地观察地层中各种流体的运动形态和规律,分析了水平井底水脊进规律,探讨了泡沫堵水增油的机理6-8。1 泡沫封堵实验研究 1.1 实验设备 按照实验流程图 1 连接设备进行实验。其基本实验参数为:最高注入温度 300,最高压力 1 MPa,注入流量 0.10.5 mLmin-1,模型尺寸 20 cm20 cm,颗粒直径 20 目(0.83 mm),高清相机
10、和微距镜头。将球形玻璃珠粘贴于石英玻璃板的内侧,然后将两块石英玻璃板黏合后再利用不锈钢加持外壳进行固定。模型顶部布置一口水平井,一方面用于注入蒸汽和氮气泡沫,另一方面用于生产;底部开一个通槽用于模拟底水,用恒压泵向水DOI:10.13840/21-1457/tq.2023.02.040 第 52 卷第 2 期 王大为,等:氮气泡沫辅助蒸汽吞吐提高采收率机理研究 347 槽内连续注入 50 蒸馏水模拟底水。图 1 可视化实验流程图 Fig.1 Flow chart of visual experiment 1.2 实验流程 1)模型采用耐温密封胶粘接并安装到位,将电加热带缠绕在底水注入端,保温带
11、缠绕在蒸汽注入端。2)打开恒温箱和电加热带,恒温至 85,向模型内低速注入原油达到饱和。3)恒温箱恒温至 50,水平井以 0.2 mLmin-1向模型内注入 2 mL 冷水当量蒸汽,焖井 1 min 后开井生产。4)生产至含水率 90%时,以 0.1 mLmin-1向模型内注入发泡剂,并以 2 mLmin-1注入氮气,共注入 5 min,焖井 1 min 后开井生产。5)实验中不断记录入口端压力和出口端产油及产液量,直至不出油时实验结束。1.3 实验结果 1.3.1 驱油可视化分析 注蒸汽及泡沫后的生产过程宏观可视图像如图 2 所示。由图 2 可知,从宏观图片上看不出注蒸汽的过程对驱油的影响,
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