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新疆莫北油田2井区J1s21油藏特点为中-低孔、低-特低渗,平均孔隙度13.57%、平均渗透率3.19mD,该油藏目前正处产量递减阶段,储层非均质性引起了严重的水淹水窜现象,导致部分井组综合含水率超过90%、生产井关井比例高、开发效果差,现阶段水驱采出程度仅为12.8%,亟需开展提高原油采收率工艺技术的研究与应用。由于氮气泡沫调驱技术具有既调又驱、对储层伤害小等优势,能在该类油藏起到较好的控水增油效果,因此根据油藏特征,本文开展了氮气泡沫调驱技术的相关研究,取得了以下认识:(1)开展了泡沫体系配方筛选及油藏适应性评价。筛选出适用于注入水配液的配方为:起泡剂FA-2浓度0.2%,起泡剂FA-3浓度0.4%,稳泡剂FS-3浓度0.05%,起泡体积720mL,泡沫半衰期128min;适用于地层水配液的配方为:起泡剂FA-2浓度0.1%,起泡剂FA-3浓度0.5%,稳泡剂FS-3或FS-4浓度0.03%～0.05%,起泡体积600mL,泡沫半衰期95min,该配方具有较好的耐温性、耐盐性、稳定性和遇油消泡性能;(2)开展了泡沫体系等流度注入参数优选研究。通过并联高、低渗岩心建立三组渗透率级差(设定值分别为:3、6、9),在不同级差下分别优选出具有最佳剖面改善效果的气液比为:2:1、1:1、1:1,注入速度为:0.6mL/min、0.8mL/min、0.6mL/min,段塞尺寸为:0.2PV、0.3PV、0.3PV,注入方式为气液同时注入;并通过制作可视化模型观察到泡沫对非均质多孔介质吸水剖面的改善过程;(3)开展了泡沫体系驱油效果评价研究。泡沫对并联岩心组合的剖面改善效果随高、低渗岩心残余油饱和度差异的增大而变好;水驱后在三组并联岩心组合中采用泡沫调驱,原油采收率分别提高了 20.33%、25.48%、12.81%,提高幅度随渗透率级差的增大呈现先增大后减小的趋势;(4)对典型井组进行了施工方案设计与应用效果分析。矿场先导试验井组取得了良好的控水增油效果:施工井组平均日产油量增加8.4t/d,平均单井产水率降低26.3%。本文基于2井区J1s21油藏开展的氮气泡沫调驱技术相关研究对于莫北油田低渗透油藏提高原油采收率技术的研究与应用具有一定的借鉴意义。