王其偉（中石化勝利油田分公司地質科學研究院，山東東營 257015）
引用格式：王其偉
. 泡沫驅油發展現狀及前景展望［j］. 石油鑽採工藝，2013，35（2）：94-97.
摘要：簡要介紹了泡沫驅油在國內外的發展歷史、驅油機理，以及近幾年國內外泡沫驅油研究方向，對泡沫驅油在油田的應用及取得的效果做了簡單的介紹，分析了泡沫驅油的優缺點，對存在的問題做了闡述，並提出了在泡沫驅油推廣應用中應該注意的問題。討論了間斷式注入泡沫段塞對改善水驅油及其他驅油方式的作用及優缺點，研究了泡沫驅油的制約因素。
研究認為泡沫體系的穩定性、耐油性差及注氣成本高是制約泡沫驅油發展的關鍵因素，研製新型的成本低、具有良好泡沫效能，同時具有良好介面效能及洗油能力的泡沫劑，以及研製以煙道氣及空氣等廉價氣體作為氣源的泡沫體系，改善注入方式及工藝，是泡沫驅油的重要研究方向。
關鍵詞：泡沫驅油；發展方向；應用前景
中圖分類號 ：
te319
我國東部老油田多數已進入開發後期，開發矛盾日漸突出，目前聚合物驅及二元驅是較為成熟的三次採油技術［1］，但是面臨著優質三採資源匱乏的問題，泡沫驅油由於其良好的封堵效能及對油水的選擇性，被認為是一項很有發展前途的三次採油方式［2-4］。泡沫流體在油田的應用研究已有 50 多年的歷史，現已成為油氣田開發中的乙個重要發展方向。近年來，雖然我國石油工業在泡沫流體應用技術方面已積累了一些經驗，但還不十分成熟。
1泡沫驅提高**採收率原理
提高**採收率主要的機理主要有提高驅油波及面積（波及係數）和提高驅油效率兩個方面。泡沫流體同時具有這兩種特性。泡沫驅是利用各種氣體（包括 n2氣、天然氣或其他氣體）與泡沫劑混合形成泡沫作為驅替介質的驅替方法，泡沫具有選擇性封堵、堵水不堵油、堵高不堵低的特性，泡沫的這些特點已經被從事泡沫驅研究的技術人員及管理者普遍認可。
泡沫的特點使泡沫驅油技術在油田開發中擁有巨大的發展前景。
泡沫作為驅替過程的流度控制液，能改善流度比，防止水驅中的竄流、指進或水的錐進，擴大水驅和氣驅波及程度，提高採收率；作為蒸汽吞吐和蒸汽驅的調剖液，能封堵蒸汽汽竄通道，防止氣藏漏氣及注氣中的串槽和指進，調整油層吸汽剖面，提高蒸汽波及係數；作為選擇性封堵劑，能選擇性封堵高滲通道，降低高滲區的載流量而不破壞低滲區。
1.1提高波及係數
氣體及泡沫劑溶液形成的泡沫視黏度比組成它的單純泡沫劑溶液及氣體的黏度高得多，泡沫在非均質多孔介質運移時，首先進入滲透率大的孔道，根據賈敏效應的疊加原理，隨泡沫注入量增多，流動阻力逐步增大，注入壓力增高，迫使泡沫進入更多低滲透小孔道中驅油，由於泡沫的視黏度具有剪下變小的性質，在高滲條帶的黏度大於低滲條帶，且由於油藏的低滲區殘餘油飽和度較高，泡沫易破滅，封堵能力低，因此，泡沫在油藏中能較為均勻的向前推進，最終導致泡沫波及效率擴大。泡沫驅相對水驅，大大改善了油層非均質的影響，可克服注水易舌進、指進的問題，使驅動趨於均勻，從而提高了波及係數。
1.2提高洗油效率
在油層中油與岩石表面的黏附功，可用下式表示
w黏附=fos（1+cos ） （1）
泡沫含有表面活性物質，它具有降低油水介面張力fos、增大**與岩石表面潤濕角的作用，因此注入泡沫後，黏附功將大大降低，油易被驅走，洗油效率提高。
2泡沫驅國內外發展歷史
文獻記載 1956 年 fried 首次對泡沫驅油開展了研究，1958 年，bond 等人發表了世界上第 1 份泡沫驅油的專利，第 1 個文獻記載的泡沫礦場試驗案例是 1964 年 10 月至 1967 年 3 月美國聯合油公司在伊利諾斯州 siggins 油田進行的，取得了良好的效果，泡沫試驗區的水油比從 15% 降到 12%。水的流度降低了約 70%，注入井的吸水剖面得到了顯著的改善。1994 年，英國和挪威在北海油田的 3 個試驗區對泡沫進行了為期 4 年的試驗研究，研究了泡沫對高 gor 生產井錐進和指進的改善作用。
泡沫試驗區的試驗表明，泡沫能有效地延遲氣體錐進並成功減少油井的產氣量［5］。近幾年國外泡沫驅的研究受石油**波動及國家政策的影響，主要集中在室內機理及相關因素研究，現場報道較少。相比較而言，國內泡沫驅研究從室內到現場更加豐富，並且取得了較好的效果，但由於泡沫驅的複雜性，儘管室內研究報道，驅油機理清楚，物模效果好，多個現場試驗也取得了較好的試驗效果，由於成本及其他因素的影響，總體效益並不理想，截止到目前，除了高溫泡沫劑在稠油蒸汽吞吐及蒸汽驅過程中作為流度控制劑已經工業化外，世界範圍內還沒有真正意義上的泡沫驅推廣生產。
我國 1965 年在玉門老君廟油田開展了國內第 1個泡沫驅試驗。注泡沫後見到了一定效果，但生產狀況不理想。克拉瑪依油田於 1971 年 5 月進行泡沫驅現場試驗。
注入泡沫後，一方面吸水剖面得到了調整，另一方面，改善了平面指進狀況。試驗有效期達 27 月之久，產油量上公升了一半，綜合含水下降了一半，取得了良好的試驗效果。百色油田於 1996 年在砂岩油藏上進行了空氣泡沫驅油實驗，收到了良好的控水增油和提高採收率的效果，試驗區塊含水率下降，產液量、產油量明顯上公升，累計增油 1 945 t，投入產出比為 1 :
3.89［6］。1997 年，大慶油田在薩北油田北二區東部的南端進行泡沫復合驅試驗，試驗區面積 0.
125 km2，滲透率 335 m d，地質儲量 12.02×104 t，注採井距 176 m，之前曾進行過注氣試驗，到注泡沫復合體系時，綜合含水為 97.2%，累計採出程度高達 43.
8%。大慶油田的泡沫復合驅由鹼、表面活性劑、聚合物組成，注入氣體為天然氣。試驗後，注入井注入壓力上公升，吸水指數下降。
注入壓力由水驅時的7.0 mpa，上公升到注液 14.0 mpa，注氣 18.
8 mpa。受效高峰時，中心井北 2- 丁 6-70 井含水由見效前的96.2% 下降到最低時的 50.
7%，累計增油 10 508 t，階段採出程度 18.6%，累計採出程度 62.4%；中心井北2- 丁 6-71 井含水由見效前的 98.
3％下降到最低時的45.1%。累計增油 13 561 t，階段採出程度 24.
1%，累計採出程度 67.9%。試驗區綜合含水下降 10.
3%，日增產** 40 t，日產液下降 222 t，吸液剖面和產液剖面明顯改善，中心井採收率提高 23%［7］。1999 年遼河油田在錦 90 斷塊興 1 組開展了氮氣 + 熱水 + 發泡劑非混相驅現場試驗取得較好的效96
石油鑽採工藝
2013 年 3 （第 35 卷）第２期果，試驗位於錦 90 斷塊中部，地層溫度 50 ℃，地質儲量259×104 t，9 口注水井，46 口採油井。設計注入 0.2 pv 非混相段塞，氮氣與化學劑混注段塞為注 10 d 停10 d 的小段塞方式。
水連續注入，化學劑濃度 0.3%，平均注入流體速度 180 m3/d， 2005 年 7 月，擴大試驗區擴大到注入井13口，氣液比0.8，化學劑濃度1.
5%，累注水 142×104 m3，累注氮氣 2 798×104 m3，累注化學劑 11 208 t；開井 67 口，日產油 157 t，綜合含水87.7%，注入壓力由 6 mpa，上公升到 9~10 mpa。累產油 31×104 t（原 9 井組產油 27×104 t），階段採出程度 7.
31%（原 9 井組為 10.5%），累計採出程度 51.93%（原 9 井組 52.
7%）［8］。勝利油田於 2003 年 5 月在孤島中 28-8 井注入強化泡沫進行驅油試驗，設計注入週期為 180 d，分為前置段塞及主段塞 2 部分。注入泡沫段塞後，44層的相對吸水量由 6.
08% 提高到 41.13%，而 42 層的相對吸水量由 92.56% 下降到 58.
14%，層間吸水狀況得到有效改善，竄聚現象得到有效控制，29-3 井含水下降 50%。整個井區綜合含下降 4.4%，日產油量增加 67 t，強化泡沫驅試驗取得了較好的效果。
3 泡沫驅存在的問題
目前泡沫驅油技術受到廣泛的關注，近幾年國內多個油田及研究院所相繼開展泡沫驅研究及現場試驗，從國家層面上，通過重大專項及 863 課題進行支援，對於泡沫驅在油田的應用持肯定的態度，對於泡沫選擇性封堵及大幅度提高水驅後剩餘油採收率形成了較為統一的觀點，現場試驗也取得了較好的效果，普遍見到降低生產井含水、提高**產量的效果，採收率也有較大幅度的提高。但從已經報道取得較好現場效果的油田的後續推廣來看，都不盡人意，推廣的力度較小，還沒有形成規模性推廣，分析原因主要有以下幾點。
（1）泡沫驅的適用條件確定：目前尚未建立起泡沫驅的系統標準。泡沫驅注入引數，例如：
注入方式、注入速度、表面活性劑的濃度等重要的施工引數還未形成一套行之有效的標準，注入方式、注入段塞大小等引數還有進一步研究的空間。
（2）目前相關的室內及礦場試驗報道，主要報道了泡沫驅有利的資料，對於泡沫驅存在的弱點及問題，研究不多，甚至採取迴避的方法，致使在實施過程中暴露出許多問題，影響了泡沫驅的效果及推廣。
（3）雖然泡沫驅具有選擇性封堵，堵水不堵油的優點，但是泡沫的穩定性差、遇油消泡、有效期短、注氮成本高、注氮裝置複雜、驅油效率低於聚合物、產出液乳化較為嚴重的特性沒有受到足夠的重視及研究出好的措施加以解決。
（4）設計的泡沫注入量偏小，注入方式沒有特色。泡沫調驅礦場應用過程中，考慮到投資和**期的問題，實際設計的泡沫注入量偏小，並且多數是按照聚合物驅及其他的方式設計，還沒有形成針對泡沫驅特點的注入段塞、注入方式設計，導致調驅效果不明顯、有效期短等問題。
（5）泡沫的穩定性：泡沫調驅礦場應用過程中幾乎都存在氣竄的問題，導致波及係數降低，驅替效率下降；泡沫體系乙個很大的缺點即為穩定性差，施工後有效期短。泡沫復合驅及強化泡沫驅在一定程
度上解決了該問題，但是聚合物以及鹼的加入，雖然提高了泡沫的穩定性及驅油效率，但並沒有從根本上解決泡沫的穩定性問題，並且聚合物的引入，使泡沫驅的使用範圍大大縮小，高溫高鹽油藏不能使用，並且氮氣及空氣中的氧對聚合物的效能具有致命性的破壞作用，配置水也有嚴格的限制；鹼的引入同時引起裝置腐蝕，井筒結垢及產出液嚴重乳化的後續問題，因此，研究更穩定的泡沫劑是泡沫驅研究的重要出路，目前還沒有突破性的進展，還需要在化學劑的合成領域做更深入的研究。
（6）表面活性劑的吸附：泡沫驅的注入過程中，表面活性劑被大量吸附在岩石表面，降低了液相的表面活性劑濃度，嚴重影響了地層中泡沫的生成，增加了泡沫驅的作業成本，研製高效能、低吸附量的泡沫劑也是泡沫驅發展的關鍵技術［9］。
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