基于泡沫质量优化提升含油环境下泡沫流度控制能力的方法

本发明涉及基于泡沫质量优化提升含油环境下泡沫流度控制能力的方法，属于油气田开发。

背景技术：

1、泡沫是一种气体在液体中的分散体系。其中气体是分散相，液体是分散介质。在驱油过程中，泡沫液膜捕集气相并产生贾敏效应等附加毛管阻力减小了气、液相渗透率，降低气、液相的流度，起到防气、液窜的作用。同时，泡沫能够提高高渗透带的流动阻力，使后续驱油剂能够进入低渗透带，起到调剖作用。

2、泡沫流度控制能力受限于泡沫稳定性，大多数研究人员期望通过构建具有较长析液半衰期或泡沫半衰期的高稳定泡沫来提高其在多孔介质中流度控制能力。泡沫的流度控制能力还受到注入方式、注入参数等的影响。一般的气液注入方式有两种：气液同注与气液交替注入。研究发现，气液同注时产生的泡沫随着注入量的增加，其产生的流动阻力要大于相同情况下气液交替注入产生泡沫的流动阻力。因为气液同注是在进入岩心前相遇发泡，产生连续的泡沫；而气液交替注入是在进入岩心内间断地产生泡沫。当改变注入气液比时，随着气液比的增加，泡沫粘度先增加，然后稳定，再呈下降的趋势。当改变注入速度时，随着注入速度的增加，泡沫会表现出剪切增厚或剪切稀化行为，导致产生泡沫的强度发生变化，但最佳泡沫质量不会发生明显改变。

3、然而，现场应用与实验研究均发现，泡沫对原油有较强的敏感性，原油的存在一方面会消耗起泡剂，另一方面其与泡沫体系接触后产生的乳化小油珠可能会渗透到泡沫液膜表面迅速铺展，导致液膜在向前流动过程中不断破裂，泡沫强度与稳定性显著下降。因此在无油条件下构建的高稳定泡沫、优化的注入参数通常在含油环境中无法发挥较强的流度控制能力。

4、因此，亟需建立一种能够在实际油藏环境下有效改善泡沫在含油多孔介质中流度控制能力的新方法。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明旨在提供基于泡沫质量优化提升含油环境下泡沫流度控制能力的方法。

2、本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：基于泡沫质量优化提升含油环境下泡沫流度控制能力的方法，包括以下步骤：

3、步骤一、选取目的储层代表性岩心，抽真空并饱和地层水，再测量其孔隙度、渗透率；

4、步骤二、通过油、气以及泡沫体系三相同注泡沫稳态流动实验得到各含油饱和度下的岩心中段稳定驱替压差；

5、步骤三、根据各含油饱和度下的岩心中段稳定驱替压差分别计算各含油饱和度下的泡沫有效粘度；

6、步骤四、用作图软件制作不同含油饱和度下，泡沫质量与泡沫有效粘度的关系曲线图，并利用该图确定各含油饱和度下的最佳泡沫质量，其最佳泡沫质量即为令泡沫达到最大有效粘度的泡沫质量；

7、步骤五、选择使得r2＞95％的拟合方法建立含油饱和度与最佳泡沫质量定量关系，利用该关系获得目的储层在后续开发过程中最适宜的注入气液比。

8、进一步的技术方案是，所述油、气以及泡沫体系三相同注泡沫稳态流动实验的具体过程为：

9、步骤s10、根据地层渗流速度确定各泡沫质量所需的气、油以及泡沫体系注入速度；

10、步骤s20、采用三相同注泡沫稳态流动实验装置进行实验，其中将实验所需原油、气体和泡沫体系分别装入中间容器；设置烘箱温度为地层温度，通过往回压阀中泵入氮气以模拟地层压力，在驱替过程中用手摇泵动态调节围压，使其始终高于入口压力3mpa；

11、步骤s30、选择一个泡沫质量下所需的气、油以及泡沫体系注入速度开始实验，利用双缸泵将原油、气体和泡沫体系同时注入岩心；通过连接在多测压点岩心夹持器上的压力传感器实时监测岩心各段压差变化，直到各段压差稳定为止，记录岩心中段压差△p2的稳定值；

12、步骤s40、每一个泡沫质量下的实验数据测量完毕后，使用石油醚对岩心进行清洗以去除残留在岩心中的原油，当出口端的石油醚溶液变为无色时表示清洗完成，再用地层水对岩心冲洗2pv；

13、步骤s50、更换下一组原油、气体和泡沫体系注入速度，并重复步骤s30-s40，直至完成所有注入速度的实验。

14、进一步的技术方案是，所述步骤s10的具体过程为：

15、步骤s101、根据地层渗流速度确定三相总注入速度；

16、步骤s102、根据三相总注入速度确定不同含油饱和度下不同模拟泡沫质量所需的气体、原油和泡沫体系注入速度。

17、进一步的技术方案是，所述步骤s101中的计算公式为：

18、

19、式中：v实为室内实验总注入速度，ml/min；v地为地层渗流速度，m/day；vp为岩心孔隙体积，cm3；l为岩心长度，cm。

20、进一步的技术方案是，所述步骤s102中的计算公式为：

21、vo＝v实×so

22、vg＝(v实-vo)×fg

23、vl＝(v实-vo)×(1-fg)

24、式中：vg为气体注入速度，ml/min；vo为原油注入速度，ml/min；vl为泡沫体系注入速度，ml/min；v实为室内实验总注入速度，ml/min；vl为泡沫质量，％；so为含油饱和度，％。

25、进一步的技术方案是，所述三相同注泡沫稳态流动实验装置包括岩心夹持器、三个中间容器、四通、回压缓冲装置、回压阀、压力记录仪、数据采集系统，所述中间容器两端分别设有单流阀、双缸泵，所述四通分别通过管线与单流阀、岩心夹持器一端连通，所述岩心夹持器另一端与回压缓冲装置连通，所述回压缓冲装置与回压阀通过管线连通；所述岩心夹持器上轴向均布有四个压力传感器，所述压力传感器、压力记录仪、数据采集系统依次电连接。

26、进一步的技术方案是，所述步骤三中的计算公式为：

27、

28、式中：l为岩心长度，cm；q为岩心流量，cm3/s；k为岩心的渗透率，d；a为岩心横截面积，cm2；δp2为岩心中段稳定压力差，mpa；μ为泡沫有效粘度，mpa·s。

29、本发明具有以下有益效果：

30、1、模拟地层温压及流体环境，在含油多孔介质中对特定泡沫的流度控制能力进行优化、提升；

31、2、实验原理较为简单，参数计算简便，优化结果现场可实施性强。

技术特征：

1.基于泡沫质量优化提升含油环境下泡沫流度控制能力的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于泡沫质量优化提升含油环境下泡沫流度控制能力的方法，其特征在于，所述油、气以及泡沫体系三相同注泡沫稳态流动实验的具体过程为：

3.根据权利要求2所述的基于泡沫质量优化提升含油环境下泡沫流度控制能力的方法，其特征在于，所述步骤s10的具体过程为：

4.根据权利要求2所述的基于泡沫质量优化提升含油环境下泡沫流度控制能力的方法，其特征在于，所述步骤s101中的计算公式为：

5.根据权利要求2所述的基于泡沫质量优化提升含油环境下泡沫流度控制能力的方法，其特征在于，所述步骤s102中的计算公式为：

6.根据权利要求2所述的基于泡沫质量优化提升含油环境下泡沫流度控制能力的方法，其特征在于，所述三相同注泡沫稳态流动实验装置包括岩心夹持器、三个中间容器、四通、回压缓冲装置、回压阀、压力记录仪、数据采集系统，所述中间容器两端分别设有单流阀、双缸泵，所述四通分别通过管线与单流阀、岩心夹持器一端连通，所述岩心夹持器另一端与回压缓冲装置连通，所述回压缓冲装置与回压阀通过管线连通；所述岩心夹持器上轴向均布有四个压力传感器，所述压力传感器、压力记录仪、数据采集系统依次电连接。

7.根据权利要求1所述的基于泡沫质量优化提升含油环境下泡沫流度控制能力的方法，其特征在于，所述步骤三中的计算公式为：

技术总结
本发明公开了基于泡沫质量优化提升含油环境下泡沫流度控制能力的方法，包括选取目的储层代表性岩心，通过油、气以及泡沫体系三相同注泡沫稳态流动实验得到各含油饱和度下的岩心中段稳定驱替压差；根据各含油饱和度下的岩心中段稳定驱替压差分别计算各含油饱和度下的泡沫有效粘度；用作图软件制作不同含油饱和度下，泡沫质量与泡沫有效粘度的关系曲线图，并利用该图确定各含油饱和度下的最佳泡沫质量；选择使得R<supgt;2</supgt;＞95％的拟合方法建立含油饱和度与最佳泡沫质量定量关系，利用该关系获得目的储层在后续开发过程中最适宜的注入气液比。本发明模拟地层温压及流体环境，在含油多孔介质中对特定泡沫的流度控制能力进行优化、提升。

技术研发人员：孙琳,孙鸿应,魏兵,蒲万芬,孙雪慧,李正辉
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15