空气泡沬驱油机理及注入方式

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1、三、泡沫与泡沫驱油对投入开发的油藏，剩余油的分布有以下几种分布方式存在：不连续状的油珠存在于孔隙中间部位；低渗区孔隙存在大部分未启动油；亲水岩石个别孔隙中也存在油膜状态的剩余油；亲油岩石表现粘附油。原油采收率为波及效率与洗油效率的乘积；因此，提高采收率主要有二个途径，一是提高波及系数，主要是通过加入聚合物来减少驱替液的流度而达到目的；二是提高洗油效率，主要方法是改变岩石表面的润湿性和减少毛细管现象的不利影响，一般利用表面活性剂。泡沫驱是提高采收率的方法中最有发展前途的三次采油方法之一，空气泡沫驱既能显著地提高波及系数，又能提高洗油效率。1、泡沫的物理特性①压缩性：泡沫是由以液

2、膜壁分开的气泡组成，泡沫总体积中气体部分体积含量称为泡沫质量，液体部分的体积含量称为泡沫湿度；通常泡沫质量的变化范围是50-99%。若泡沫质量低于50%，这种水-气混合物的状态是液体中悬浮着气泡和没有气泡的单一流体。由于气体的存在，这种流体可以压缩。泡沫的液体部分本质上是不可压缩的，而气体部分是可以压缩的，所以这种流体为半压缩体。②流变性：泡沫是一种假塑性流体，在低剪切速率下具有很高的表观粘度，但其粘度随剪切速率的增加而降低。在一定剪切速率下，泡沫的表观粘度随泡沫质量的增加而升高。③稳定性：泡沫具有十分巨大的气液界面面积，因而有较高的表面自由能。从热力学角度看，泡沫是不稳定体

3、系，自由能具有自发减少的倾向；导致泡沫的逐渐破灭，直至气、液完全分离；然而体系中表面活性剂的存在，大大降低了气液之问的界面张力；使泡沫具有了相对的暂时稳定性。泡沫稳定性通常是以一定数量的泡沫样品在单位时间内的排出液量来量度的。排出液量越多，则泡沫越不稳定。泡沫稳定性与泡沫质量和体系中的液相粘度有关。泡沫质量越高，泡沫稳定性越好；液相粘度增加，可增加液膜的机械强度，因而稳定性变好。但是，如果液相粘度过高，不仅阻碍气体在液相中的分散，而且不利于活性剂分子在液膜中的移动，体系在受到物理和机械作用时，便会产生严重的降解。这时，泡沫稳定性是随泡沫质量的升高而降低的。④油敏性：泡沫的油敏

4、性反映泡沫与油类接触时的稳定性特征。泡沫在空气中静置时，一般在30-50分钟后才能排出全部液体，而当与油类接触时，只需几分钟即可将液量全部排出。可以说，无论用何种表面活性剂配制的泡沫，接触油类后稳定性总是降低的。2、泡沫在多孔介质中的渗流特性泡沫在多孔介质中渗流时表现出以下独特的渗流特性：①泡沫在渗流时不断地破灭与再生；泡沫在多孔介质内渗流时，并不是以连续相的形式通过介质孔隙的，而是不断地破灭与再生，气体在泡沫破灭、再生过程中向前运动，液体则通过气泡液膜网络流过孔隙介质；液体是连续相，气体是非连续相。孔隙介质的作用像一个可变的滤器，泡沫的两相以不同的速度在孔隙介质中移动，气体

5、比液体移动得快。②泡沫在孔隙介质中具有很高的视粘度，视粘度随介质孔隙度的增大而升高；泡沫在多孔介质中渗流时，其视粘度(表观粘度或有效粘度)比活性水和气体的粘度都高得多，并随介质孔隙度(或渗透率)的增大而升高。泡沫是假塑性流体，粘度随剪切应力的增加而降低。孔道大则流速低，剪切应力小，因而视粘度较高。泡沫的这种特性，不利于它在大孔道中的流动，而有利于在小孔道中的流动，非常适合于非均质油层驱油。③泡沫在含油孔隙介质中稳定性变差，并随介质含油饱和度的升高而降低；泡沫在含油孔隙介质中的稳定性，可通过不同含油饱和度多孔介质中泡沫带的形成，泡沫的运行速度与距离，泡沫的破灭与再生情况以及压力

6、等方面的观察来对比分析。实验证明，随介质含油饱和度的增加，泡沫稳定性明显变差，泡沫运行距离相对缩短。但是，驱油试验表明，进入有残余油存在的多孔介质的泡沫，在继后的水驱过程中并不很快消失，需要注入数十倍孔隙体积的水才能排尽。这说明泡沫的稳定性足以维持到驱油过程结束。3、泡沫驱油实验①泡沫驱油效果泡沫驱油直接观察：在饱和油的平面非均质模型中，泡沫首先进入高渗透大孔道，随着注入量的增多，逐步形成堵塞，阻止泡沫进一步流入大孔道，迫使泡沫更多地进入低渗透小孔道驱油，直到泡沫进入整个岩心孔隙，此后驱动流体便能比较均匀地推进，将大小孔道(即高、低渗透率岩心)内的原油全都驱扫。②驱油效果及原

7、因分析泡沫能有效地改善驱动流体在非均质油层中的流动状况(流度比)，提高注入流体的波及效率，油层非均质越严重，对泡沫驱油越有利。岩石绝对渗透率越大，泡沫液粘度越大，因为当渗透率较低时，孔隙较小，泡沫容易受挤压而破裂，因而粘度较小；在渗透率较高的介质中的泡沫能降低较强的相对气体的运移。有泡沫时，地层的含气饱和度上升比无泡沫时慢，并且气相推进的前缘比较平缓，不易产生指进，地层的气相压力上升比较慢，注采井压力梯度比较大，这表明流动阻力大。泡沫的粘度随着结构的变细(即泡沫密度)的变大而增大，即较小的泡沫产生较大阻