[发明专利]蒸汽吞吐井泡沫固化调剖剂及注入工艺

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种适合稠油油田蒸汽吞吐热采井在注蒸汽时用的泡沫固化调剖工艺方法，适合稠油蒸汽吞吐开采油田的高含水井调剖应用，具体地说是一种热采井注蒸汽之前用的蒸汽吞吐井泡沫固化调剖剂及注入工艺，属于石油开发领域。

二、背景技术

我国原油储量中有三分之一以上属于稠油油藏，由于稠油的物性原因(地下粘度高，流动性差，胶质、沥青质含量高)，蒸汽吞吐是稠油油藏开发的主要技术。孤岛油田稠油热采自92年开始以来规模不断扩大，经过10余年的持续强化热采，目前大部分油井已进入蒸汽吞吐末期，由于边底水的侵入，导致油井含水大幅度上升，开发效果逐年变差。但是稠油油藏的非均质性以及热采技术特点，多轮吞吐后胶质、沥青质的沉积，蒸汽、水等密度的差异致重力超覆引起蒸汽在高渗层窜流，发生水窜、汽窜，蒸汽沿高渗透带突进，使得蒸汽波及系数小，大大降低蒸汽有效波及面积和利用率；多轮吞吐后地层压降增大，受边水、底水侵袭等影响，降低了稠油热采的效益和效果。从而制约了注蒸汽开采的效果，单井原油产量逐渐衰减，因此调堵技术已成为稠油注蒸汽开采不可缺少的措施。

近几年来，在孤岛油田应用氮气车开展了氮气泡沫调剖辅助注汽技术的推广应用，以调剖驱油、提高热采效果。氮气泡沫作为调驱流体具有低界面张力甚至超低界面张力(10^-3mN/m)和提高波及效率的机理，2001-2002年在孤岛油田热采区高含水热采井进行了氮气泡沫调剖试验，试验结果表明氮气泡沫调剖对治理边底水的有较好的应用效果，该工艺能够有效地封堵蒸汽窜流通道，控制底水锥进，扩大波及体积，从而达到提高采收率的目的。现场应用结果表明泡沫调剖对治理边底水的有较好的应用效果。在美国，蒸汽驱中使用泡沫剂控制汽窜已经得到广泛应用。在国内，新疆、辽河等油田也正在开展蒸汽驱加泡沫剂的现场试验。

经过多年的研究开发，泡沫剂耐高温性已基本得到解决，但泡沫稳定性差导致的有效期短的问题一直未能得到很好解决。现有的氮气发泡体系由表面活性剂和水组成，与气体混合后形成以水为分散介质的气/液两相泡沫，表面活性剂在气液界面上起到稳定界面的作用。该泡沫是气泡在液体内的分散体系，泡沫流体是多相流体，泡沫渗流是一种十分复杂的力学过程，伴随一系列的物理化学变化和气/液、液/液、气/固的界面作用。因此泡沫这种分散体系一般很不稳定，泡沫剂的性质、浓度、相对于孔隙流速的剪切速率、温度和压力对泡沫质量和稳定性均有影响。在蒸汽吞吐开采过程中，地层中温度、压力和流体流动状态均在不断的变化着，因此会导致泡沫合并及破裂，从而降低泡沫的稳定性。在油藏这个非稳态的环境中，利用表面活性剂和非凝聚性气体形成的泡沫最终是要衰灭的，通过发泡剂的优选可以延长泡沫的寿命而不能避免其消失。因此对于现有的表面活性剂水溶液发泡体系，相对于蒸汽吞吐采油的周期，其形成泡沫的寿命是有限的，其调剖有效期较短，同时存在回采时存在耐液体冲刷能力差的问题。

三相泡沫是一种比较稳定的流体，在油层中可产生附加的气液阻效应-一贾敏效应，在水层内可改变渗流方向和吸水剖面，减缓主要水流方向的水线推进速度，扩大注入水的扫油面积，提高驱油效率。三相泡沫流体挤入地层后首先进入高渗透层和大孔道。由于液膜层具有异常粘度，固相(膨润土)颗粒附着在孔道壁上，使孔道半径缩小，主要吸水层段内贾敏效应增强，迫使注入水进入较小的孔隙驱油。多年来的现场试验表明，三相泡沫是一种较好的选择性调剖剂，它的应用大幅度提高了采收率，取得了显著的经济效益。

为解决现有泡沫体系寿命短及耐液体冲刷能力差的问题，通过室内研究以及热采井开发动态研究，发明了一种泡沫固化堵调技术，提高泡沫的耐冲刷能力和有效期，改善高含水井开发效果，在压制底水锥进，改善原油流动性，延长吞吐周期等方面具有显著的优点。从而有效提高稠油注蒸汽开采的采收率，对保证稠油油田稳产、增产具有十分重要的意义。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种适用于稠油蒸汽吞吐开发油田热采井注蒸汽之前的蒸汽吞吐井泡沫固化调剖剂及注入工艺，降低油井含水，提高油井蒸汽吞吐效果。

本发明所述的蒸汽吞吐井泡沫固化调剖剂，其组成包括不同比例的固化浆体发泡液和氮气：

a、泡沫固化调剖剂的配方优化配比为固化浆体与发泡液质量份数比为1∶1＝固化剂15-40％+缓凝剂4-8％+水52-81％∶发泡剂3-8％+稳定剂1.5-2.5％+水91-95.5％。