CN107063937B - 一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法 - Google Patents

一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，包括以下步骤：1）选取一段填砂管作为发泡器，2）根据井间距离计算出注入速度，将发泡剂与空气注入发泡器内，3）发泡器末端接入填砂模型和可视化装置，将发泡器生成的稳定泡沫注入填砂模型，4）注入地层水进行后水驱替，记录不同阶段的压力变化，阻力因子发生突降的部分即为泡沫段塞的有效作用距离，5）观测阻力因子发生突降部分的前后可视化装置，有效运移长度与整个填砂模型长度的比值即为泡沫的有效运移距离。本发明提供的这种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，操作简便，模拟系统更加真实，测定时可实时观测，能更加了解实验过程。

Description

一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法
技术领域
发明涉及实验测定方法，尤其是一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法。
背景技术
泡沫体系能够选择性封堵地层孔隙，提高波及效率，增加油藏的弹性能量，进而提高原油采收率。实际矿场一般将气体和发泡剂体系同时注入地层，二者在多孔介质中剪切混合形成泡沫，进而发挥作用。泡沫在多孔介质中封堵效果受泡沫的再生能力和稳定性的影响。但泡沫生成需要的最小流速较高时，若近井地带生成的泡沫的稳定性差，无法有效传播到远井时，就会降低泡沫驱提高采收率的效果。目前井场只能靠打探井的方法监测泡沫在某一位置处是否存在，成本太高。而目前的室内实验主要研究无油条件下连续泡沫驱的阻力因子，研究长距离泡沫驱的过程仅仅通过压力变化这一指标，无法精准的测定空气泡沫的有效运移距离。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简便，测定时可实时观测的测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法。
为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，包括以下步骤：
1)选取一段填砂管作为发泡器，在出口端设定回压2-3MPa；
2)根据井间距离计算出注入速度，按计算所得速度将发泡剂与空气注入发泡器内，直到入口压力稳定，出口产出稳定的泡沫；
3)发泡器末端接入填砂模型和可视化装置，将发泡器生成的稳定泡沫注入填砂模型，结束后关闭阀门；
4)注入地层水进行后水驱替，记录不同阶段的压力变化，计算填砂模型各部分最高压力对应的阻力因子，阻力因子发生突降的部分即为泡沫段塞的有效作用距离；
5)观测阻力因子发生突降部分的前后可视化装置，计算有效运移的长度，有效运移长度与整个填砂模型长度的比值即为泡沫的有效运移距离。
作为优选，步骤1中填砂管的壁面上涂有一层环氧树脂并粘上一层地层砂，填砂管的长度为8-12cm，防止注入流体在长填砂管的壁面发生窜流，提高实验的准确度。
作为优选，步骤2中计算注入速度时流体的流向为平面径向稳定流。
作为优选，步骤2中发泡剂与空气注入的流量之比为1:2，保证稳定的产出泡沫，提高泡沫的产出量和提高泡沫的质量。
作为优选，步骤2中发泡剂的成分及其重量份为：十二烷基硫酸钠8-27份，氧化胺5-19份，水41-67份，分散剂9-21份，盐酸萘乙二胺0.01-0.03份，溴甲酚绿0.04-0.06份，本发泡剂通过上述成分制备，能有效提高发泡的效率，以及产生泡沫量，为了便于实验观测泡沫，在发泡剂中加入盐酸萘乙二胺和溴甲酚绿，通过化学反应，使发泡剂产生的泡沫具有一定的颜色，在获取数据时更加方便。
作为优选，步骤3中填砂模型通过填砂管串联组成，填砂模型上均匀设有压力传感器和可视化装置，便于在测定空气泡沫在运移过程中的实时监测，通过压力传感器可便于操作人员及时了解该段运移时的压力情况，便于操作人员做好防御准备，可视化装置便于操作人员对空气泡沫运移的状况以及空气泡沫的泡沫量和泡沫的大小。
作为优选，步骤3中填砂模型接入前抽真空4-5小时，饱和地下水，计算渗透率，注入饱和油，提高实验装置与地面的相似度，确保实验过程中获取的数据在实际测量中达到一致，并便于空气泡沫的运移，实现装置的可行性。
作为优选，步骤4中后水驱替注入速度与泡沫注入速度相同，水流较大或者较小会影响泡沫的运移速度，影响测定结果。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供的这种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，操作简便，模拟系统更加真实，测定时可实时观测，方便对泡沫的观测，确保测定结果的准确度，能更加了解实验过程。
本发明采用了上述技术方案提供一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。
说明书附图
图1为本发明泡沫段塞驱和后续水驱的压力变化图；
图2为本发明泡沫驱过程中阻力因子和基础压差变化图；
图3为本发明不同位置处泡沫的微观形态图。
图3中a.观测点1、b.观测点2、c.观测点3、d.观测点4、e.观测点5。
具体实施方式
以下结合附图和实施例作进一步详细描述：
实施例1：
一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，包括以下步骤：
1)选取一段填砂管作为发泡器，在出口端设定回压2MPa；
2)根据井间距离计算出注入速度，按计算所得速度将发泡剂与空气注入发泡器内，直到入口压力稳定，出口产出稳定的泡沫；
3)发泡器末端接入填砂模型和可视化装置，将发泡器生成的稳定泡沫注入填砂模型，结束后关闭阀门；
4)注入地层水进行后水驱替，记录不同阶段的压力变化，计算填砂模型各部分最高压力对应的阻力因子，阻力因子发生突降的部分即为泡沫段塞的有效作用距离；
5)观测阻力因子发生突降部分的前后可视化装置，计算有效运移的长度，有效运移长度与整个填砂模型长度的比值即为泡沫的有效运移距离。
步骤1中填砂管的壁面上涂有一层环氧树脂并粘上一层地层砂，填砂管的长度为10cm，防止注入流体在长填砂管的壁面发生窜流，提高实验的准确度。
步骤2中计算注入速度时流体的流向为平面径向稳定流。
步骤2中发泡剂与空气注入的流量之比为1:2，保证稳定的产出泡沫，提高泡沫的产出量和提高泡沫的质量。
步骤2中发泡剂的成分及其重量份为：十二烷基硫酸钠27份，氧化胺19份，水41份，分散剂9份，盐酸萘乙二胺0.01份，溴甲酚绿0.04份，本发泡剂通过上述成分制备，能有效提高发泡的效率，以及产生泡沫量，为了便于实验观测泡沫，在发泡剂中加入盐酸萘乙二胺和溴甲酚绿，通过化学反应，使发泡剂产生的泡沫具有一定的颜色，在获取数据时更加方便。
步骤3中填砂模型通过填砂管串联组成，填砂模型上均匀设有压力传感器和可视化装置，便于在测定空气泡沫在运移过程中的实时监测，通过压力传感器可便于操作人员及时了解该段运移时的压力情况，便于操作人员做好防御准备，可视化装置便于操作人员对空气泡沫运移的状况以及空气泡沫的泡沫量和泡沫的大小。
步骤3中填砂模型接入前抽真空4小时，饱和地下水，计算渗透率，注入饱和油，提高实验装置与地面的相似度，确保实验过程中获取的数据在实际测量中达到一致，并便于空气泡沫的运移，实现装置的可行性。
步骤4中后水驱替注入速度与泡沫注入速度相同，水流较大或者较小会影响泡沫的运移速度，影响测定结果。
步骤1～5中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。
实施例2：
一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，包括以下步骤：
1)选取一段填砂管作为发泡器，在出口端设定回压3MPa；
2)根据井间距离计算出注入速度，按计算所得速度将发泡剂与空气注入发泡器内，直到入口压力稳定，出口产出稳定的泡沫；
3)发泡器末端接入填砂模型和可视化装置，将发泡器生成的稳定泡沫注入填砂模型，结束后关闭阀门；
4)注入地层水进行后水驱替，记录不同阶段的压力变化，计算填砂模型各部分最高压力对应的阻力因子，阻力因子发生突降的部分即为泡沫段塞的有效作用距离；
5)观测阻力因子发生突降部分的前后可视化装置，计算有效运移的长度，有效运移长度与整个填砂模型长度的比值即为泡沫的有效运移距离。
步骤1中填砂管的壁面上涂有一层环氧树脂并粘上一层地层砂，填砂管的长度为8-12cm，防止注入流体在长填砂管的壁面发生窜流，提高实验的准确度。
步骤2中计算注入速度时流体的流向为平面径向稳定流。
步骤2中发泡剂与空气注入的流量之比为1:2，保证稳定的产出泡沫，提高泡沫的产出量和提高泡沫的质量。
步骤2中发泡剂的成分及其重量份为：十二烷基硫酸钠8份，氧化胺5份，水67份，分散剂21份，盐酸萘乙二胺0.03份，溴甲酚绿0.06份，本发泡剂通过上述成分制备，能有效提高发泡的效率，以及产生泡沫量，为了便于实验观测泡沫，在发泡剂中加入盐酸萘乙二胺和溴甲酚绿，通过化学反应，使发泡剂产生的泡沫具有一定的颜色，在获取数据时更加方便。
步骤3中填砂模型通过填砂管串联组成，填砂模型上均匀设有压力传感器和可视化装置，便于在测定空气泡沫在运移过程中的实时监测，通过压力传感器可便于操作人员及时了解该段运移时的压力情况，便于操作人员做好防御准备，可视化装置便于操作人员对空气泡沫运移的状况以及空气泡沫的泡沫量和泡沫的大小。
步骤3中填砂模型接入前抽真空5小时，饱和地下水，计算渗透率，注入饱和油，提高实验装置与地面的相似度，确保实验过程中获取的数据在实际测量中达到一致，并便于空气泡沫的运移，实现装置的可行性。
步骤4中后水驱替注入速度与泡沫注入速度相同，水流较大或者较小会影响泡沫的运移速度，影响测定结果。
步骤1～5中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，在此不作详细叙述。
实施例3：
如图1、2、3所示，根据一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法步骤进行以下实验测定，选取一注一采两口井，注入压力设定为8.1MPa，油井井底流压为4.2MPa，井距141m，井深1200米。假设流体为平面径向稳定流，其基本渗流方程为：
根据连续性原理，在稳定流时，Q＝v×A＝常数。因此，渗流速度可以表示为：
将产量公式；
代入得地层任一点的渗流速度的表达式：
计算出的速度分布如表1所示
表1：离注入井不同距离的流体速度
R,m 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 140
V,m/d 5.77 0.598 0.313 0.219 0.174 0.148 0.133 0.125 0.123 0.123 2.124
注：R地层中离注入井不同位置；v地层中的运移速度。
根据相似准则，将质量分数为0.4％发泡剂溶液以0.2m/d的速度，空气以0.4m/d的速度一起注入填砂管模型，整长距离模拟装置由5段长0.5m的填砂模型串联而成，中间连有5个可视化装置以及压力传感器，模拟距离注入井10米处的泡沫运移过程，填砂管模型为1.2D，含油饱和度为0.3，注0.6PV的泡沫段塞，泡沫注入结束后进行后水驱替，记录不同驱替阶段的压力变化如附图1所示，然后计算各填砂模型各部分的最高压力对应的阻力因子，绘制压差与阻力因子变化图如附图2所示，阻力因子发生突降的部分即为泡沫段塞的有效作用距离，同时观测相应部分出口端的采样室中是否存在泡沫以及泡沫的数量密度和形态如附图3所示，根据附图2获取泡沫的有效运移的长度为L1，然后观测阻力因子突降前后可视化装置，若“L1”前的观察窗中泡沫密度和形态发生突变，此时的泡沫的有效运移的长度为“L1+0.5”，若“L1”后的观察窗中泡沫密度和形态发生突变，此时的泡沫的有效运移的长度为“L1”，泡沫的有效运移的长度与整个填砂模型的长度“L”的比值即为泡沫的有效运移距离。
文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)选取一段填砂管作为发泡器，在出口端设定回压2-3MPa；
2)根据井间距离计算出注入速度，按计算所得速度将发泡剂与空气注入发泡器内，直至入口压力稳定，出口产出稳定的泡沫；
3)发泡器末端连接填砂模型和可视化装置，将发泡器生成的稳定泡沫注入填砂模型，结束后关闭阀门；
4)注入地层水进行后水驱替，记录不同阶段的压力变化，计算填砂模型各部分最高压力对应的阻力因子，阻力因子发生突降的部分即为泡沫段塞的有效作用距离；
5)观测阻力因子发生突降部分的前后可视化装置，计算有效运移的长度，有效运移长度与整个填砂模型长度的比值即为泡沫的有效运移距离。
2.根据权利要求1所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，其特征在于：所述步骤1)中填砂管的壁面上涂有一层环氧树脂并粘上一层地层砂，填砂管的长度为8-12cm。
3.根据权利要求1所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，其特征在于：所述步骤2)中计算注入速度时流体的流向为平面径向稳定流。
4.根据权利要求1所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，其特征在于：所述步骤2)中发泡剂与空气注入的流量之比为1:2。
5.根据权利要求1所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，其特征在于：所述步骤2)中发泡剂的成分及其重量份为：十二烷基硫酸钠8-27份，氧化胺5-19份，水41-67份，分散剂9-21份，盐酸萘乙二胺0.01-0.03份，溴甲酚绿0.04-0.06份。
6.根据权利要求1所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，其特征在于：所述步骤3)中填砂模型通过填砂管串联组成，填砂模型上均匀设有压力传感器和可视化装置。
7.根据权利要求1所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，其特征在于：所述步骤3)中填砂模型接入前抽真空4-5小时，饱和地下水，计算渗透率，注入饱和油。
8.根据权利要求1所述的一种测定空气泡沫在井间有效运移距离的方法，其特征在于：所述步骤4)中后水驱替注入速度与泡沫注入速度相同。
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