CN103698484A - 一种泡沫再生能力的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泡沫再生能力的评价方法，包括步骤a：配置不同浓度、不同类型的泡沫剂溶液，测定泡沫剂溶液对应的泡沫体积以及半衰期；步骤b：根据目标油井的原始数据参数确定目标油层的渗透率，根据目标油层的实际测试确定目标油层的油藏温度及压力；步骤c：利用目标油层油砂样制作填砂模型，泡沫剂溶液通过泡沫驱替实验操作获得产出液，测定产出液的泡沫体积以及半衰期；步骤d：对比评价泡沫剂溶液的泡沫体积、半衰期与产出液的泡沫体积、半衰期，确定适合目标油层的最佳泡沫剂；本发明可应用于油田泡沫调驱提高采收率技术领域，应用本发明能够实现快速评价泡沫剂，能够为目标油田快速、高效筛选出最适合该油田的泡沫剂。

Description

一种泡沫再生能力的评价方法

技术领域

本发明涉及油田泡沫调驱提高采收率技术领域，尤其是一种泡沫再生能力的评价方法。

背景技术

目前，泡沫在地层内流动行为主要体现为：生成-封堵-运移-破灭-再生的周期反复过程，但由于泡沫剂在多孔介质内吸附和储层流体的稀释弥散作用，使得实际应用中泡沫再生能力大幅度降低或消失，这将直接影响泡沫的调剖、封堵与驱替的作用。因此，针对目标油田优选抗吸附和抗稀释弥散作用强的泡沫剂更利于泡沫再生能力的保持，更利于呈现泡沫在储层内的作用。

现有技术中，评价泡沫剂吸附损失的方法主要采用油砂静态吸附和多孔介质动态吸附法。其中油砂静态吸附主要采用MIST法和导数光谱法进行测定，该方法测试操作较为复杂，同时也不能代表多孔介质油藏实际情况；多孔介质动态吸附主要采用多段塞驱替法、示踪剂大段塞法、物质平衡法或者循环法，上述方法均需测定表面活性剂具体吸附损失，评价实验测试周期较长，不利于泡沫剂的快速评价优选；此外上述方法均没有评价吸附损失后泡沫剂体系的泡沫再生能力。

另外，现有技术中关于泡沫再生能力的评价方法，也只是通过压力响应变化进行推测，不能有效获得泡沫剂体系吸附损耗前后的再生能力及其有效性；其次根据可视泡沫发生和运移模型进行泡沫再生能力的机理性认识，同样该方法不能给出泡沫在实际多孔介质内的吸附后的泡沫再生能力及其有效性，也不能具体给出反应其再生能力的具体参数，同时也存在评价操作效率低下、评价结果不准确的缺陷。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种泡沫再生能力的评价方法，能够克服现有技术中的评价操作存在的复杂、低效、不准确的缺陷，能够实现快速评价泡沫剂，能够为目标油田快速、高效筛选出最适合该油田的泡沫剂。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种泡沫再生能力的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤a：配置不同浓度、不同类型的泡沫剂溶液，测定所述泡沫剂溶液对应的泡沫体积以及半衰期；

步骤b：根据目标油井的原始数据参数确定目标油层的渗透率，根据目标油层的实际测试确定所述目标油层的油藏温度及压力；

步骤c：利用目标油层油砂样制作填砂模型，所述泡沫剂溶液通过泡沫驱替实验操作获得产出液，测定所述产出液的的泡沫体积以及半衰期；

步骤d：对比评价所述泡沫剂溶液的泡沫体积、半衰期与所述产出液的泡沫体积、半衰期，确定适合目标油层的最佳泡沫剂。

优选地，上述泡沫再生能力的评价方法还可具有如下特点，所述步骤a中测定所述泡沫剂溶液操作具体为：通过搅拌法或者泡沫扫描法测定所述泡沫体积以及半衰期，所述半衰期包括排液半衰期和泡沫半衰期。

优选地，上述泡沫再生能力的评价方法还可具有如下特点，所述不同浓度、不同类型的泡沫剂溶液包括：质量浓度为0.3%、0.5%、0.7%的第一泡沫剂，质量浓度为0.3%、0.5%、0.7%的第二泡沫剂。

优选地，上述泡沫再生能力的评价方法还可具有如下特点，所述步骤c中制作填砂模型具体为：将所述目标油层油砂样品填充至模型管中，填充过程中，采用人工敲击法或者机械定压法进行模型填制，填砂模型制作完成后进行抽空饱和地层水操作。

优选地，上述泡沫再生能力的评价方法还可具有如下特点，所述步骤c中泡沫驱替实验操作具体为：

将饱和地层水操作后的填砂模型放入驱替系统中，驱替系统温度为所述目标油层的油藏温度，驱替系统压力为所述目标油层的油藏压力；

通过设定注入速度测试填砂模型的水测渗透率，并控制填砂模型的渗透率与所述目标油层的渗透率一致；

在所述目标油层的油藏压力下，采取所述设定注入速度进行填砂模型的注入所述泡沫剂溶液的驱替实验操作；

在填砂管的中间位置或者出口位置接取采出液，并测试所述采出液的泡沫体积和半衰期；其中，所述采出液的泡沫体积和半衰期测试方法与所述泡沫剂溶液的泡沫体积和半衰期测试方法相同。

优选地，上述泡沫再生能力的评价方法还可具有如下特点，在所述目标油层的油藏温度和压力下，注入操作中的气液比为1:1。

本发明上述技术方案具有如下有益效果：

本发明通过配置不同浓度、不同类型的泡沫剂溶液，测定泡沫剂溶液对应的泡沫体积以及半衰期的操作、根据目标油井的原始数据参数确定目标油层的渗透率，根据目标油层的实际测试确定目标油层的油藏温度以及油层压力差的操作、利用目标油层油砂样制作填砂模型，泡沫剂溶液通过泡沫驱替实验操作获得产出液，测定产出液的的泡沫体积以及半衰期的操作、对比评价泡沫剂溶液的泡沫体积、半衰期与产出液的泡沫体积、半衰期，确定目标油层的最佳泡沫剂溶液的操作，能够实现克服现有技术中的评价操作存在的复杂、低效、不准确的缺陷，能够实现快速评价泡沫剂，能够为目标油田快速、高效筛选出最适合该油田的泡沫剂的技术效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合具体实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明提供了一种泡沫再生能力的评价方法，具体根据泡沫在多孔介质内运移会发生吸附和稀释弥散作用，由于储层矿物组成及泡沫剂化学组成的复杂性，目前技术并不能进行准确描述。因此，本发明关键点在于泡沫在经历吸附和稀释弥散作用后，其起泡量及稳定性会改变多少。本发明提供的技术方案重点考察泡沫在地层多孔介质中流动一定距离后的泡沫再次起泡能力（也称为泡沫再生能力），而不同的起泡能力对应着不同的泡沫剂浓度，故可推算出泡沫在流动过程中相对吸附量。另外，改变泡沫流动的距离，测定不同距离泡沫的损失量，可以考察泡沫在不同储层位置的流动效果，也可为泡沫驱油藏数值模拟提供可靠的数据。下文将结合具体实施例进行详细说明：

本发明提供了一种泡沫再生能力的评价方法，可以包括如下步骤：

步骤a：配置不同浓度、不同类型的泡沫剂溶液，测定泡沫剂溶液对应的泡沫体积以及半衰期；

优选地，本发明具体操作中，步骤a中测定泡沫剂溶液操作可以为：通过搅拌法或者泡沫扫描法测定泡沫体积以及半衰期，半衰期包括排液半衰期和泡沫半衰期；其中，本发明具体操作中，不同浓度、不同类型的泡沫剂溶液包括：质量浓度为0.3%、0.5%、0.7%的第一泡沫剂，质量浓度为0.3%、0.5%、0.7%的第二泡沫剂。需要说明的是，上述记载的搅拌法或者泡沫扫描法为本领域技术人员的惯用技术手段，其具体测定过程此处不再赘述。

步骤b：根据目标油井的原始数据参数确定目标油层的渗透率，根据目标油层的实际测试确定目标油层的油藏温度以及油层压力差；

储层注入泡沫的目的是为了有效封堵水窜层或高含水层，从而有效扩大中低渗透层或原波及效果差的层，为此需确定目标油藏窜流通道的程度，即渗透率大小；通过结合储层沉积相（主力层为沉积相物性好的层）、厚度（水窜通道的层厚一般大于3m）、吸水剖面（小层吸水强度）、油水井连通关系及井间含水动态表现等条件，综合分析判断水窜层位和方向，给出当前窜流通道的渗透率大小；实际操作中，本领域的技术人员可以根据目标油井的原始数据获得目标油层的渗透率，具体可以通过采取平均值的方式获得目标油层大致的渗透率。而目标油层的油藏温度和压力，按照当前实际测试数据为准；泡沫注入量采用连续驱替方法，保证同一浓度不同类型泡沫剂驱替过程取样时间和取样量一致即可。

步骤c：利用目标油层油砂样制作填砂模型，泡沫剂溶液通过泡沫驱替实验操作获得产出液，测定产出液的的泡沫体积以及半衰期；

优选地，本发明具体操作中，步骤c中制作填砂模型具体为：将目标油层油砂样品填充至模型管中，填充过程中，采用人工敲击法或者机械定压法进行模型填制，填砂模型制作完成后进行抽空饱和地层水操作。

优选地，本发明具体操作中，步骤c中泡沫驱替实验操作具体为：将饱和地层水操作后的填砂模型放入驱替系统中，驱替系统温度为目标油层的油藏温度，驱替系统压力为目标油层的油藏压力；

通过设定注入速度测试填砂模型的水测渗透率，并控制填砂模型的渗透率与目标油层的渗透率一致，或者误差小于10%；如不一致或着超出误差范围，则重复上述步骤，直至符合设定标准；

在目标油层的油藏压力下，采取设定注入速度进行填砂模型注入泡沫的驱替实验操作；

运用量筒或试管在在填砂管的中间位置或者出口位置接取采出液，并测试采出液的泡沫体积和半衰期。具体操作中，可以在填砂模型管的进口、出口以及中间的不同位置可以根据需要设定不同取样点，为此可根据实验需要在不同的取样点取样，以考察泡沫运移至不同位置时的泡沫再生能力。

其中，在目标油层的油藏压力下，注入操作中的气液比为1:1；具体可以采用PVT关系进行换算，使得注入储层下的气体体积和液体体积相等。需要说明的是，上述记载的驱替实验操作装置为本领域技术人员的惯用技术手段，其具体实现不用于限定本专利的保护范围，这里不再赘述。

步骤d：对比评价泡沫剂溶液的泡沫体积、半衰期与产出液的泡沫体积、半衰期，确定目标油层的最佳泡沫剂溶液。

本实验方法提供了实际应用实例：针对目标油藏，进行不同类型泡沫剂（第一泡沫剂、第二泡沫剂）再生能力评价，目的是优选出适合目标油藏的泡沫再生能力最强的泡沫剂；测试数据获得过程及分析如下，测试数据见下表所示：

（1）表中“原样”一栏，是测定泡沫剂溶液未注入岩心前的样品，即原始样品，并测定该溶液的发泡后的泡沫体积和排液半衰期（采用warningblender搅拌法，搅拌速度为8000r/min，搅拌2min；该方法也是现在最为常用筛选泡沫剂的方法）作为后续评价泡沫再生能力的基础对比数据。

（2）表中“驱替0.5PV后”、“驱替1.0PV后”和“驱替1.5PV后”三栏，是原始泡沫剂溶液样品注入岩心不同阶段测试的数据，其中PV数是岩心孔隙体积的倍数，即0.5PV是整个岩心孔隙体积的0.5倍，例如：岩心孔隙体积为100ml，则注入泡沫量为50ml。在泡沫体系注入过程中，岩心出口同时收集产出液，当产出液累计为0.5PV、1.0PV和1.5PV时，针对收集后的样品采用原始样品同样的测试方法测定泡沫体积和排液半衰期，从测试结果可以看出第二泡沫剂在注入0.5PV左右时泡沫剂溶液再次生成的泡沫体积和半衰期基本接近原始样品，而相对第一泡沫剂在注入1.5PV后才接近原始样品的泡沫体积和半衰期。

（3）通过上述方法可快速高效的筛选出适合目标油藏的泡沫剂，即为第二泡沫剂；

由此可知，第一泡沫剂吸附损失大，注入1.5PV后泡沫剂再生能力逐渐恢复；相比之下，第二泡沫剂吸附损失要小，注入0.5PV后泡沫剂再生能力逐渐恢复，可见第二泡沫剂对于目标储层更利于其在储层内发挥泡沫及其再生能力的作用。

本发明提高的上述技术方案是针对目标油田快速、高效筛选出最适合该油田的泡沫剂；其中，泡沫的再生能力是泡沫调驱过程中最重要的指标，“再生”主要体现泡沫剂溶液和气体接触扰动后再次起泡的过程，只有这样才能有效发挥泡沫的调堵和驱替作用，为此泡沫再生能力直接关乎本技术方案最终的效果。而泡沫再生能力最为核心的是泡沫剂溶液的有效浓度，初期注入泡沫体系时，在岩石骨架、矿物、流体等作用下，会发生一系列的物理化学反应，使得泡沫剂溶液中的表面活性剂大幅度吸附损失，致使泡沫剂溶液有效浓度下降，此时就达不到泡沫再生能力的条件；而与此同时，评价泡沫能否再次起泡，主要通过泡沫剂溶液发泡后的泡沫体积和排液半衰期来表征，泡沫再生能力越好，说明经过岩心吸附后，有效泡沫剂溶液的发泡后的泡沫体积和排液半衰期越大。

本发明提供多次创造性的实验最终得出上述技术方案：采用目标油藏油砂填制驱替模型，能够代表储层岩石的性能，采用该模型进行测试能够快捷反应实际；运用目标油藏填制的模型，注入不同类型相同浓度的泡沫剂进行驱替，在驱替过程中，不同测压点取样进行发泡性能测试对比，直接给出不同类型泡沫剂的再生能力，直接快速优选出适合目标油藏的泡沫剂；结合上述多个关键点最终能够得出快速、高效、可靠的评价泡沫剂吸附损失及泡沫再生能力的方法；且上述评价方法已用于渤海油田，并通过泡沫调驱实现了提高采收率的技术效果。

综上所述，本发明提供的上述技术方案，能够通过优化的操作方法，最终能够克服现有技术中的评价操作存在的复杂、低效、不准确的缺陷，能够实现快速评价泡沫剂，能够为目标油田快速、高效筛选出最适合该油田的泡沫剂；能够满足现有技术中的生产需要，易于推广和实施。

本领域的技术人员应该明白，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种泡沫再生能力的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤a：配置不同浓度、不同类型的泡沫剂溶液，测定所述泡沫剂溶液对应的泡沫体积以及半衰期；

步骤b：根据目标油井的原始数据参数确定目标油层的渗透率，根据目标油层的实际测试确定所述目标油层的油藏温度及压力；

步骤c：利用目标油层油砂样制作填砂模型，所述泡沫剂溶液通过泡沫驱替实验操作获得产出液，测定所述产出液的的泡沫体积以及半衰期；

步骤d：对比评价所述泡沫剂溶液的泡沫体积、半衰期与所述产出液的泡沫体积、半衰期，确定适合目标油层的最佳泡沫剂。

2.根据权利要求1所述的泡沫再生能力的评价方法，其特征在于，所述步骤a中测定所述泡沫剂溶液操作具体为：通过搅拌法或者泡沫扫描法测定所述泡沫体积以及半衰期，所述半衰期包括排液半衰期和泡沫半衰期。

3.根据权利要求2所述的泡沫再生能力的评价方法，其特征在于，所述不同浓度、不同类型的泡沫剂溶液包括：质量浓度为0.3%、0.5%、0.7%的第一泡沫剂，质量浓度为0.3%、0.5%、0.7%的第二泡沫剂。

4.根据权利要求1或2或3所述的泡沫再生能力的评价方法，其特征在于，所述步骤c中制作填砂模型具体为：将所述目标油层油砂样品填充至模型管中，填充过程中，采用人工敲击法或者机械定压法进行模型填制，填砂模型制作完成后进行抽空饱和地层水操作。

5.根据权利要求4所述的泡沫再生能力的评价方法，其特征在于，所述步骤c中泡沫驱替实验操作具体为：

将饱和地层水操作后的填砂模型放入驱替系统中，驱替系统温度为所述目标油层的油藏温度，驱替系统压力为所述目标油层的油藏压力；

通过设定注入速度测试填砂模型的水测渗透率，并控制填砂模型的渗透率与所述目标油层的渗透率一致；

在所述目标油层的油藏压力下，采取所述设定注入速度进行填砂模型的注入所述泡沫剂溶液的驱替实验操作；

在填砂管的中间位置或者出口位置接取采出液，并测试所述采出液的泡沫体积和半衰期；其中，所述采出液的泡沫体积和半衰期测试方法与所述泡沫剂溶液的泡沫体积和半衰期测试方法相同。

6.根据权利要求5所述的泡沫再生能力的评价方法，其特征在于，在所述目标油层的油藏温度和压力下，注入操作中的气液比为1:1。