在我国的石油资源中,约20%以上属于陆上稠油资源,已探明储量约40亿吨,分布在我国70多个油田中。我国稠油油藏普遍埋藏较深、非均质性严重,储层有胶结疏松、高渗透、高孔隙等特点,制约了我国稠油开采的步伐。
在稠油开采过程中,为预防边水渗入、控制石油中水体含量,需要加入堵水剂。泡沫结构独特,能克服静液柱压力低、滤失损失小、携砂与助排能力强等问题,对地层的伤害也较小,所以泡沫堵水技术引起研究人员的关注。
泡沫有黏度高、弹性强、柔软度好等特性,而且泡沫的分散介质是水,可以在含水量高的储层中保持稳定,却对油非常敏感,“遇油消泡”,无法在富集油料的地层中长久存在。泡沫堵水技术就是利用气阻效应阻止液体沿微观大孔道、宏观高渗层或高渗区窜流,从而有效区分了高渗透部分和低渗透部分、富集水部分和富集油部分,最终封堵高含水层。
在上世纪60年代,玉门油田老君庙L3油层开始尝试泡沫堵水技术,此后这一技术先后在大庆和新疆等地的油田中应用,并取得一定成效。此后,泡沫堵水技术在稠油开采中的应用中地位显著提高,并在我国的陆上及海上石油资源开采进程中不断得到实践和完善。
在实施泡沫堵水之前,必须对被实施的油井进行如下考察:油井附近是否有可采的油;油层厚度是否足够大;油层埋深是否在条件范围内;油井产液中含水率是否超过适用值;井况是否良好。只有符合上述条件,才可以组合泡沫堵水段塞,确定施工压力和排量等。
发泡剂溶液一般分为二相泡沫和三相泡沫两种,前者的稳定性劣于后者、施工难度更大,所以一般选择后者。
泡沫的制备方法中,技术最为成熟的是机械法,也就是将惰性气体直接压入调制好的溶液、随后注入地层。但是这种方法的成本较高,生产的泡沫稳定性一般,操作过程也需要一定的技巧和经验,否则可能在注入端形成气堵,导致注入压力激增,严重时会影响现场施工。因此,使用机械法注气时必须严格按照操作标准,还要在按照油田的实际情况进行各项微调和改变,以最大限度地保证工程顺利进行。