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摘 要：乐安油田草20区块为一复杂疏松砂砾岩特稠油油藏，自开发以来，在油藏开采过程中形成了一套独具特色的特稠油油藏开发后期系列配套工艺技术。本文主要阐述了复合泡沫驱油配套工艺技术在草20区块的应用情况，并对经济效益做了简单评价。现场开发实践表明，应用复合泡沫驱油配套工艺技术是实现草20区块稠油高效稳产开发行之有效的方法之一。本文同时为其他同类稠油油藏开发提供可借鉴经验。
关键词：草20区块 特稠油油藏开采 复合泡沫驱油 应用情况 经济效益
乐安油田草20区块属于特稠油油藏，该区块自投产开发以来，其原油生产一直占到整个乐安油田总产量的1/3以上，是乐安油田稠油上产的重要区块之一。近年来，随着该区块进入高轮次吞吐开发阶段，井间汽水窜、边水内侵不断加剧，热采效益逐年变差，油井综合含水日益升高，开采难度日益加大。针对上述问题与矛盾，加强技术试验攻关，在加强成熟工艺推广应用同时，更加注重新工艺新技术的研究应用，逐步形成了井下自生气复合泡沫驱油等多种技术的工艺配套模式，为乐安油田原油生产任务的完成打下坚实的基础，整体区块开发见到可喜的效果。
一、油藏概况
草20区块位于乐安油田东区北部，包括下第三系馆陶组和奥陶系两套主要含油层系。其中馆陶组纵向上分为Ng1、Ng2、Ng3三个砂体，埋深880-960m，探明含油面积11.2Km2，地质储量1874×104t，原始地层压力9.4MPa，温度50-60℃。50℃下脱气原油粘度10000-43000mPa.s，属特稠油，粘温关系敏感。奥陶系潜山埋深938-1020m，含油面积2.05 Km2，地质储量282×104t，原始地层压力9.26MPa，温度59℃，50℃脱气原油粘度34500mPa.s，属特稠油，粘温关系敏感。
二、草20区块配套工艺技术进展
草20馆陶组油层厚度小，埋藏较深，原油粘度高、密度大。经过多年的持续强化热采，目前大部分油井已进入蒸汽吞吐末期，井间汽水窜现象日益突出，开发效果逐年变差。而奥陶组油藏底水锥进突出，油田递减快，因此工艺挖潜就成为实现该区块稳产的重要手段。围绕区块存在问题，在推广成熟工艺基础上，通过不断开辟新思路，积极探索新路径，重点研究并推广了适应于草20稠油油藏开采特点的多项特殊配套工艺技术，为改善和提高热采开发效果提供了技术保障。
三、井下自生气复合泡沫驱油技术
该技术主要针对稠油热采汽窜严重的问题，改地面泵送气体为地下生成气体，形成泡沫驱油机理。优选32口井进行现场试验，取得了显著的增油效果。该技术特点为施工简便，经济高效，在乐安老区及同类油田开发上具有很大的推广价值和应用前景。
1. 作用机理
尿素溶液在高温下发生快速分解反应，反应方程式为：
CO（NH2）2+H2O CO2+2NH3
反应生成物NH3具有良好的碱驱效果；CO2具有降粘增能保温功用，而当CO2与泡沫剂结合时又具有泡沫驱的效果。
（1）气驱机理分析
根据测算，10吨尿素标准状况下完全反应可生成CO2 3.2×106 m3，相当于注氮车50小时的工作效果，而费用却极其低廉。
CO2辅助注汽与在乐安油田已成熟运用的N2辅助注汽技术作用类似，具有降低原油粘度，抑制蒸汽压力急剧下降、提高汽驱波及系数的效果。随着注入蒸汽作用半径增大，压力迅速下降，大量挥发的氨气同样可起到气驱的作用。
（2）碱驱效果机理分析
草20区块稠油成分主要是烷烃（23.8%），芳烃（27.28），非烃（30.10%），呈酸性，PH值6.5，当与CO2伴生的氨气溶于水时，则形成碱性液，与原油中的有机酸发生中和反应，就地产生表面活性剂，使稠油乳化，形成O/W型的分散体，从而达到降低原油粘度的目的。
（3）泡沫驱机理分析
在实验中生成的有效泡沫主要是CO2泡沫，该类泡沫可大幅度降低气相流度，提高波及系数；同时所选泡沫剂本身做为一种活性很强的阴离子表面活性剂，还可以通过乳化等作用提高驱油效率，其作用机理有以下几个方面：
一是泡沫剂是一种活性很强的磺酸盐类阴离子表面活性剂，能大幅度降低油水界面张力，改善岩石表面的润湿性，使原来呈束缚状态的原油通过油水乳化、液膜置换等方式成为可流动的油。二是泡沫流动需要很高的压力梯度，高压力梯度能克服毛管力作用，把小孔隙中原来呈束缚状态的原油驱出。三是泡沫液膜与油膜接触，由于泡沫液膜的高剪切力，使原来附着在岩石表面的油膜受剪切作用而成为可流动的原油。
2.实验性能评价
实验表明：尿素液的分解速率随温度升高而增加，随压力增大而减少，尿素溶液的浓度对分解速率影响不大；尿素溶液分解生产的CO2和氨气，溶于油后，可大大降低原油粘度；加入尿素溶液尤其是加入泡沫—尿素溶液可大大改善驱油效果。
3.现场应用
优选平均含水低于85%的油井，配制尿素溶液浓度在15-30%之间，碱性泡沫剂占总溶液比例的3-5%，在注汽前将泡沫剂与尿素溶液段塞式注入井内。
在草20区块开展尿素—泡沫辅助注汽技术试验32井次，增油12400吨，见表3。其中C20-8-8，施工前周期排水期8天，平均日油4.2t，周期产油932t，施工后排水期0 天，最高日产38 t，生产期内平均日油13t，累油1100t。
四、经济效益评价
草20共实施井下自生气复合泡沫驱油技术32井次，投入总费用2364万元，累计产油15200吨，按原油价格4200元/吨计，创产值6384万元，获直接经济效益4020万元，投入产出比为1：2.7。
由此可见，尽管乐安油田草20块稠油藏地质条件较差，热采后期开发难度大，但只要坚持采用井下自生气复合泡沫驱油技术等各种先进的综合配套工艺技术，措施得当，仍能取得投入少，产出高的好效益。
5.结论
（1）热采后期井下自生气复合泡沫驱油技术在草20区块的研究与应用，有效的控制了产量综合递减，提高了区块整体开发水平，实现了区块高效稳产。说明只要加强复合泡沫驱机理工艺技术配套，低品位油藏仍能取得稳定的开发效果及良好的经济效益。
（2）随开发时间延长，井间汽水窜、管外窜、边底水侵入矛盾日益突出，特稠油热采后期井下自生气复合泡沫驱油技术将是油藏挖潜的主要手段之一。
（3）特稠油热采井下自生气复合泡沫驱油技术在乐安油田草20区块的成功应用，取得了砂砾岩特稠油油藏开发的经验，为其它油田同类型油藏的开发提供了指导。
参考文献：
[1]万仁博.中国不同类型油藏水平井开采技术[M].北京： 石油工业出版杜， 1997.
[2]张朝辉.水平井开发稠油油藏[M].北京： 石油工业出版杜.1991.
[3]刘显太. 胜利油区水平井开发技术[J]. 油气地质与采收率，2002.
关键词：草20区块 特稠油油藏开采 复合泡沫驱油 应用情况 经济效益
乐安油田草20区块属于特稠油油藏，该区块自投产开发以来，其原油生产一直占到整个乐安油田总产量的1/3以上，是乐安油田稠油上产的重要区块之一。近年来，随着该区块进入高轮次吞吐开发阶段，井间汽水窜、边水内侵不断加剧，热采效益逐年变差，油井综合含水日益升高，开采难度日益加大。针对上述问题与矛盾，加强技术试验攻关，在加强成熟工艺推广应用同时，更加注重新工艺新技术的研究应用，逐步形成了井下自生气复合泡沫驱油等多种技术的工艺配套模式，为乐安油田原油生产任务的完成打下坚实的基础，整体区块开发见到可喜的效果。
一、油藏概况
草20区块位于乐安油田东区北部，包括下第三系馆陶组和奥陶系两套主要含油层系。其中馆陶组纵向上分为Ng1、Ng2、Ng3三个砂体，埋深880-960m，探明含油面积11.2Km2，地质储量1874×104t，原始地层压力9.4MPa，温度50-60℃。50℃下脱气原油粘度10000-43000mPa.s，属特稠油，粘温关系敏感。奥陶系潜山埋深938-1020m，含油面积2.05 Km2，地质储量282×104t，原始地层压力9.26MPa，温度59℃，50℃脱气原油粘度34500mPa.s，属特稠油，粘温关系敏感。
二、草20区块配套工艺技术进展
草20馆陶组油层厚度小，埋藏较深，原油粘度高、密度大。经过多年的持续强化热采，目前大部分油井已进入蒸汽吞吐末期，井间汽水窜现象日益突出，开发效果逐年变差。而奥陶组油藏底水锥进突出，油田递减快，因此工艺挖潜就成为实现该区块稳产的重要手段。围绕区块存在问题，在推广成熟工艺基础上，通过不断开辟新思路，积极探索新路径，重点研究并推广了适应于草20稠油油藏开采特点的多项特殊配套工艺技术，为改善和提高热采开发效果提供了技术保障。
三、井下自生气复合泡沫驱油技术
该技术主要针对稠油热采汽窜严重的问题，改地面泵送气体为地下生成气体，形成泡沫驱油机理。优选32口井进行现场试验，取得了显著的增油效果。该技术特点为施工简便，经济高效，在乐安老区及同类油田开发上具有很大的推广价值和应用前景。
1. 作用机理
尿素溶液在高温下发生快速分解反应，反应方程式为：
CO（NH2）2+H2O CO2+2NH3
反应生成物NH3具有良好的碱驱效果；CO2具有降粘增能保温功用，而当CO2与泡沫剂结合时又具有泡沫驱的效果。
（1）气驱机理分析
根据测算，10吨尿素标准状况下完全反应可生成CO2 3.2×106 m3，相当于注氮车50小时的工作效果，而费用却极其低廉。
CO2辅助注汽与在乐安油田已成熟运用的N2辅助注汽技术作用类似，具有降低原油粘度，抑制蒸汽压力急剧下降、提高汽驱波及系数的效果。随着注入蒸汽作用半径增大，压力迅速下降，大量挥发的氨气同样可起到气驱的作用。
（2）碱驱效果机理分析
草20区块稠油成分主要是烷烃（23.8%），芳烃（27.28），非烃（30.10%），呈酸性，PH值6.5，当与CO2伴生的氨气溶于水时，则形成碱性液，与原油中的有机酸发生中和反应，就地产生表面活性剂，使稠油乳化，形成O/W型的分散体，从而达到降低原油粘度的目的。
（3）泡沫驱机理分析
在实验中生成的有效泡沫主要是CO2泡沫，该类泡沫可大幅度降低气相流度，提高波及系数；同时所选泡沫剂本身做为一种活性很强的阴离子表面活性剂，还可以通过乳化等作用提高驱油效率，其作用机理有以下几个方面：
一是泡沫剂是一种活性很强的磺酸盐类阴离子表面活性剂，能大幅度降低油水界面张力，改善岩石表面的润湿性，使原来呈束缚状态的原油通过油水乳化、液膜置换等方式成为可流动的油。二是泡沫流动需要很高的压力梯度，高压力梯度能克服毛管力作用，把小孔隙中原来呈束缚状态的原油驱出。三是泡沫液膜与油膜接触，由于泡沫液膜的高剪切力，使原来附着在岩石表面的油膜受剪切作用而成为可流动的原油。
2.实验性能评价
实验表明：尿素液的分解速率随温度升高而增加，随压力增大而减少，尿素溶液的浓度对分解速率影响不大；尿素溶液分解生产的CO2和氨气，溶于油后，可大大降低原油粘度；加入尿素溶液尤其是加入泡沫—尿素溶液可大大改善驱油效果。
3.现场应用
优选平均含水低于85%的油井，配制尿素溶液浓度在15-30%之间，碱性泡沫剂占总溶液比例的3-5%，在注汽前将泡沫剂与尿素溶液段塞式注入井内。
在草20区块开展尿素—泡沫辅助注汽技术试验32井次，增油12400吨，见表3。其中C20-8-8，施工前周期排水期8天，平均日油4.2t，周期产油932t，施工后排水期0 天，最高日产38 t，生产期内平均日油13t，累油1100t。
四、经济效益评价
草20共实施井下自生气复合泡沫驱油技术32井次，投入总费用2364万元，累计产油15200吨，按原油价格4200元/吨计，创产值6384万元，获直接经济效益4020万元，投入产出比为1：2.7。
由此可见，尽管乐安油田草20块稠油藏地质条件较差，热采后期开发难度大，但只要坚持采用井下自生气复合泡沫驱油技术等各种先进的综合配套工艺技术，措施得当，仍能取得投入少，产出高的好效益。
5.结论
（1）热采后期井下自生气复合泡沫驱油技术在草20区块的研究与应用，有效的控制了产量综合递减，提高了区块整体开发水平，实现了区块高效稳产。说明只要加强复合泡沫驱机理工艺技术配套，低品位油藏仍能取得稳定的开发效果及良好的经济效益。
（2）随开发时间延长，井间汽水窜、管外窜、边底水侵入矛盾日益突出，特稠油热采后期井下自生气复合泡沫驱油技术将是油藏挖潜的主要手段之一。
（3）特稠油热采井下自生气复合泡沫驱油技术在乐安油田草20区块的成功应用，取得了砂砾岩特稠油油藏开发的经验，为其它油田同类型油藏的开发提供了指导。
参考文献：
[1]万仁博.中国不同类型油藏水平井开采技术[M].北京： 石油工业出版杜， 1997.
[2]张朝辉.水平井开发稠油油藏[M].北京： 石油工业出版杜.1991.
[3]刘显太. 胜利油区水平井开发技术[J]. 油气地质与采收率，2002.