【正文】 填砂管的滲透率在1200103181。m2，水測滲透率在850103181。m2左右。串聯(lián)1填砂管用來注入復(fù)合泡沫體系實驗，串聯(lián)2填砂管用來注入氮氣實驗。實驗結(jié)果如表42和圖447所示。表42 填砂管中泡沫和氮氣滲流實驗結(jié)果填砂管號滲透率(103181。m2)水測滲透率(103181。m2)泡沫壓差(MPa)阻力系數(shù)串聯(lián)11200850260串聯(lián)212108618圖46 氮氣注入PV數(shù)對壓力影響曲線圖47 復(fù)合泡沫注入PV數(shù)對壓力影響曲線從表42中可以看出，串聯(lián)2填砂管中，阻力系數(shù)為8；串聯(lián)1填砂管中，阻力系數(shù)達到260，說明在多孔介質(zhì)中形成了穩(wěn)定泡沫。從圖447中可以看出：注入氮氣時，5個測壓點起始壓力相同，隨著注入量的增加，各測壓點壓力增加幅度不大，并且有一定波動。注入復(fù)合泡沫時，5個測壓點起始壓力相同，隨著注入量的增加，5個測壓點壓力依次增大。壓力升高的先后順序依次是測壓點1→4，測壓點1的注入壓力開始增加，復(fù)合泡沫傳播到測壓點2，復(fù)合泡沫傳播到測壓點3，復(fù)合泡沫傳播到測壓點4，相鄰兩個測壓點壓差基本相同。說明復(fù)合泡沫封堵時壓力有一個傳導(dǎo)過程。在傳導(dǎo)過程中，隨著注入量的增加，從填砂管入口到出口各點壓力依次增大，說明在巖心內(nèi)部產(chǎn)生了穩(wěn)定的復(fù)合泡沫，泡沫流達到穩(wěn)定后填砂管各段具有相同的壓力梯度。第5章 復(fù)合泡沫體系驅(qū)油效果研究泡沫驅(qū)是在水驅(qū)基礎(chǔ)上三次采油技術(shù)，而本實驗是在聚合物驅(qū)后進行復(fù)合泡沫驅(qū)油，研究評價進一步提高原油采收率的幅度大小。 實驗條件與步驟 實驗材料實驗用油：二廠原油；實驗用水：二廠污水，礦化度4300mg/L；化學(xué)試劑：國產(chǎn)表面活性劑HY3；HPAM聚合物；羧甲基纖維素納氣體：氮氣模型：二維縱向非均質(zhì)正韻律物理模型，30cm。 實驗儀器和設(shè)備電子天平、壓力表、磁力攪拌器、布氏粘度計等。實驗流程如圖51所示。圖51 實驗流程圖1 ——高壓恒速恒壓泵 2 ——中間容器 3 ——指針壓力表4 ——回壓閥 5 ——泡沫發(fā)生器 6 ——觀察窗 7 ——數(shù)字壓力表 8 ——實驗巖心 9 ——氣液分離器 10 ——量筒高溫高壓巖心驅(qū)替裝置、恒溫箱、高壓恒速恒壓泵、真空泵、中間容器 實驗步驟（1）恒溫箱恒溫45℃，巖心模型抽空4h，飽和地層水，放置8h；（2）巖心水測滲透率，飽和原油，計算含油飽和度，放置8h，巖心出口回壓加至20MPa；（3）（1m/d）速度進行水驅(qū)油實驗，至巖心出口含水98%，記錄壓力、油量等參數(shù)，計算水驅(qū)采收率；（4），后續(xù)水驅(qū)至巖心出口含水達到98%，記錄數(shù)據(jù)，計算聚驅(qū)采收率；（5）改變復(fù)合泡沫段塞大小、溫度、注入速度等條件，進行復(fù)合泡沫驅(qū)油實驗，后續(xù)水驅(qū)至巖心出口含水達到98%，記錄壓力等參數(shù)，計算不同條件下復(fù)合泡沫驅(qū)的采收率。 實驗結(jié)果與分析 復(fù)合泡沫段塞大小對驅(qū)油效果的影響水驅(qū)后，（中分子聚丙烯酰胺，%），水驅(qū)至含水98%，然后進行4種不同段塞注入實驗方案：a. （氮氣+ %HY3 發(fā)泡劑+%HPAM穩(wěn)泡劑），后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束；b. ，后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束；c. ，后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束；d. ，后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束。方案巖心號滲透率（103181。m2）孔隙度（%）含油飽和度（%）水驅(qū)采收率（%）聚驅(qū)采收率（%）復(fù)合泡沫段塞（PV）復(fù)合泡沫驅(qū)采收率（%）avk7211236bvk7221218cvk7231216dvk7241227表51 不同復(fù)合泡沫段塞提高采收率結(jié)果表51是在45℃條件下，相同滲透率巖心模型，按照方案ad驅(qū)替實驗結(jié)果匯總。在實驗過程中，表面活性劑和氣體通過泡沫發(fā)生器產(chǎn)生復(fù)合泡沫進入巖心入口觀察窗后，在觀察窗中可以觀察到直徑比較大的白色透明狀均勻泡沫；，在巖心出口可以觀察到直徑較小的細泡沫和油交替出現(xiàn)。這一現(xiàn)象說明，復(fù)合泡沫在孔隙介質(zhì)中通過液膜遺留、氣泡截斷和液膜分割等作用，泡沫膜受到剪切發(fā)生斷裂，最后形成小氣泡。圖52 復(fù)合泡沫提高采收率幅度與段塞關(guān)系曲線圖53 復(fù)合泡沫驅(qū)壓差與段塞關(guān)系曲線從圖52和圖53可以看出，復(fù)合泡沫段塞大小對驅(qū)替壓差和提高采收率幅度都有很大影響，隨著注入復(fù)合泡沫段塞的增大，驅(qū)替壓差和復(fù)合泡沫驅(qū)采收率隨之增加，但是，出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點，驅(qū)替壓差開始穩(wěn)定，%%，提高幅度開始減小。，由于注入的氣體和發(fā)泡劑比較少，在巖心內(nèi)部地層水的稀釋和油的消泡作用下，只能形成少量的低強度泡沫，所以驅(qū)替壓差和采收率提高幅度較低，隨著復(fù)合泡沫段塞大小的增加，泡沫形成能力越來越強，驅(qū)替壓力增加，采收率提高幅度迅速增大，巖心內(nèi)部足以形成穩(wěn)定泡沫，驅(qū)替壓力開始穩(wěn)定，所以即使再增加注入量，采收率提高的幅度也不會繼續(xù)增加。 復(fù)合泡沫段塞組合方式對驅(qū)油效果的影響水驅(qū)后，（中分子聚丙烯酰胺，濃度1500mg/L），水驅(qū)至含水98%，然后進行4種段塞組合方式實驗方案。其中，%的HY3 發(fā)泡劑+ %的HPAM穩(wěn)泡劑；復(fù)合泡沫體系是氮氣+起泡體系組成。a. ，后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束；b. ，，后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束；c. ，，后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束；d. ，后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束。表52 復(fù)合泡沫段塞組合方式對驅(qū)油效果的影響方案巖心號滲透率（103181。m2）孔隙度（%）含油飽和度（%）水驅(qū)采收率（%）聚驅(qū)采收率（%）復(fù)合泡沫采收率（%）注入方式avk72121238+bvk72131229+++cvk72141232++dvk7231216由表52結(jié)果可知，起泡體系與氮氣交替注入效果比氣液同注差。主要是氣液同時注入情況下，泡沫進入巖心后，在巖心高滲透率區(qū)域泡沫注入體系前端遇油消泡，由于泡沫的連續(xù)注入，后面泡沫及時補充。隨著驅(qū)替的進行，巖心中油量減少，高滲透率區(qū)域含油飽和度逐漸降低，形成的穩(wěn)定連續(xù)泡沫起到暫時封堵作用，注入壓力隨之增大。低滲透率區(qū)域泡沫形成較少，流體進入低滲透率區(qū)驅(qū)替原油，采出油量增加；而對于起泡體系與氮氣交替注入方式來說，泡沫注入體系前端遇油消泡，由于體系的交替注入，注入的氮氣和起泡體系需要混合后再生成泡沫，后面泡沫的補充速度較慢，巖心內(nèi)部形成壓力較小，因而采收率提高幅度較小。方案a、b比較，進行氣液交替方式注入，交替次數(shù)的增加，對采收率影響的幅度不大。交替注入泡沫體系，注入壓力有所降低，有利于體系注入。 注入速度對復(fù)合泡沫驅(qū)油效果的影響復(fù)合泡沫的產(chǎn)生需要一定的注入速度，用以克服發(fā)泡所需做的功。因為流速較大時，產(chǎn)生的流動能力較大，足以克服發(fā)泡所需做的功。因此，體系的起泡能力有較大提高，對地層的封堵能力增強。而流速較低時，不足以克服發(fā)泡所需要的能量，因而產(chǎn)生泡沫數(shù)量較少，泡沫性能較差。進行不同注入速度泡沫體系驅(qū)油實驗，當(dāng)溫度45℃，%時。從表53可以看出，注入速度對復(fù)合泡沫驅(qū)采收率的影響不大，%。這說明，能夠產(chǎn)生較大的流動能力，在巖心內(nèi)部可以形成性能穩(wěn)定的泡沫，對地層具有一定的封堵能力，采收率較高。，所以，流速繼續(xù)增大，采收率的提高幅度不大。表53 不同注入速度下復(fù)合泡沫提高采收率表巖心號注入速度（mL/min）滲透率103181。m2孔隙度（%）含油飽和度（%）水驅(qū)采收率（%）聚驅(qū)采收率（%）泡沫驅(qū)采收率（%）泡沫段塞（PV）vk7231216vk7291231vk72101228 巖心滲透率對復(fù)合泡沫驅(qū)油效果的影響進行巖心滲透率對復(fù)合泡沫驅(qū)油效果的影響實驗，實驗溫度45℃，%。由表54實驗結(jié)果可知，滲透率對復(fù)合泡沫提高原油采收率能力具有一定影響。注入同樣的復(fù)合泡沫段塞，滲透率越高，復(fù)合泡沫驅(qū)采收率提高幅度越大。這是由于在低滲透巖心中，孔隙的幾何尺寸較小，形成的泡沫性能較差，并且體系的剪切程度較大，因此，在低滲透巖心中，其真實粘度要比高滲透巖心中低，泡沫的穩(wěn)定性較差，驅(qū)油效率較低。表54 滲透率對復(fù)合泡沫驅(qū)采收率的影響巖心號滲透率（103181。m2）孔隙度（%）含油飽和度（%）水驅(qū)采收率（%）聚驅(qū)采收率（%）泡沫驅(qū)采收率（%）泡沫段塞（PV）vk7215605vk7231216vk72162023 氮氣及單一氣體提高采收率能力研究氮氣是一種有效的驅(qū)油劑，在油層中始終保持一定的氣體狀態(tài)，具有一定的彈性，能不斷地擴大波及體積，有效驅(qū)動地層中的原油在45℃條件下進行氮氣及單一氣體驅(qū)油實驗。由表55實驗結(jié)果可知，氮氣具有一定的提高采收率能力，但是與復(fù)合泡沫比較，氮氣擴大波及體積能力較弱，提高采收率幅度較低。聚驅(qū)后單一氣體提高采收率的能力差。表55 氣體提高采收率能力巖心號介質(zhì)滲透率（103181。m2）孔隙度（%）含油飽和度（%）水驅(qū)采收率（%）聚驅(qū)采收率（%）氣體采收率（%）氣體段塞（PV）B8N212450 溫度對復(fù)合泡沫體系驅(qū)油效果研究在實驗溫度為45℃條件下水驅(qū)后，（中分子聚丙烯酰胺，%），水驅(qū)至含水98%，分別改變實驗溫度到70℃、90℃、和120℃，（氮氣+ %HY3發(fā)泡劑+%羧甲基纖維素納穩(wěn)泡劑），后續(xù)水驅(qū)至含水98%結(jié)束；研究在不同溫度條件下，復(fù)合泡沫體系的驅(qū)油效果。表56 溫度對體系的驅(qū)油效果表方案驅(qū)替類型溫度（℃）滲透率（103181。m2）孔隙度（%）含油飽和度（%）水驅(qū)采收率（%）聚驅(qū)采收率（%）泡沫采收率（%）1聚驅(qū)后復(fù)合泡沫驅(qū)45℃1216270℃1252390℃12904120℃1320圖54 溫度對泡沫提高采收率影響從表56和圖54可以看出，隨著溫度的增加，聚驅(qū)后復(fù)合泡沫驅(qū)提高采收率的幅度增加，這說明增加溫度，降低了原油的粘度，提高了原油的流動度，使殘余油飽和度降低。在實驗溫度為120℃時，%。結(jié) 論對10種表面活性劑進行了篩選評價，結(jié)果表明，表面活性劑HY3，具有較好的發(fā)泡性能，是一種效果較好的發(fā)泡劑。泡沫半衰期隨著發(fā)泡劑濃度的增加而增大，達到一定濃度后增幅變小。綜合考慮起泡能力、半衰期、泡沫綜合指數(shù)等因素，%。聚合物的加入具有很好的穩(wěn)泡作用。聚合物濃度增加，泡沫綜合指數(shù)增大，聚合物濃度為500mg/L時，泡沫具有較高的起泡能力和穩(wěn)定性，可以形成超強泡沫。復(fù)合泡沫體系加入穩(wěn)泡劑后，提高了溶液的粘度，增加了復(fù)合泡沫的強度，提高原油采收率的幅度。發(fā)泡體系與氮氣同時注入方式提高采收率的效果好于交替注入效果。高壓滲流實驗表明，巖心滲透率越高，阻力系數(shù)越大，復(fù)合泡沫封堵效果越好；非均質(zhì)巖心注入泡沫后封堵效果明顯好于均質(zhì)巖心；注入速度有一定影響，速度越高，復(fù)合泡沫封堵能力越好。氣液比為1：1時在巖心中就可以形成穩(wěn)定泡沫，氣液比太大會發(fā)生氣體竄流，影響體系的發(fā)泡效果。隨著復(fù)合泡沫段塞的增大，驅(qū)替壓差和泡沫驅(qū)采收率隨之增加，驅(qū)替壓差較高，泡沫驅(qū)提高采收率的幅度開始增加緩慢。注入速度對復(fù)合泡沫驅(qū)采收率的影響不大，，%。參考文獻[1] Fried . The Foam Drive Process for Increased Recovery of Oil[C]. United States Bureau of Mines Report5866，1961.[2] Heller .,Lien Kuntamukkula .. FoamLike Dispersions for Mobility Control in CO2 Floods[C]. SPE 11233，1982.[3] Hadlow . Update of industry Experience with CO2 Injection[C]. SPE 24928， 1992. [4] Bond . and Bernard .. Rheology of Foams in Porous Media[C]. The SPEAICHE Joint Sympoosium，Dallas，1966.[5] Bernard .. Effect of Foam on Recovery of Oil by GasDrive[M]. Producers Monthly，1963:1821.[6] David L H. Improvements Enhance CO2 Flooding[J]．SPEJ，1997，40(9)：113116．[7] David A. and Marsden . The Rheology of Foams[C]. SPE 2544，1969.[8] George G. Bernard and L. W. HOLM and MEMBERS AIME. Effect of Foam o