針對高溫高鹽油藏的特點，采用分子模擬和室內(nèi)實驗等手段，研制了低張力氮氣泡沫體系。室內(nèi)評價結(jié)果表明，當溫度為80℃時，不同質(zhì)量分數(shù)的氮氣泡沫體系在吸附前后發(fā)泡體積均保持在200 mL左右，半衰期大于5 000 s，表明其具有良好的起泡性能和泡沫穩(wěn)定性能。為了驗證該體系在高溫高鹽油藏中的起泡性能、泡沫穩(wěn)定性能及對高滲透條帶的封堵性能，優(yōu)選合理的注入方式和氣液比，于2011年8月30日在勝坨油田二區(qū)沙二段3砂組高溫高鹽油藏開展了為期1個月的低張力氮氣泡沫驅(qū)單井試驗，30 d累積注入泡沫劑溶液2 087 m3，3口受效油井平均綜合含水率由試驗前的98.5%降至試驗結(jié)束后的97.8%，平均單井產(chǎn)液量保持穩(wěn)定，產(chǎn)油量由6.3 t/d上升到9.2 t/d。油水井動態(tài)變化及吸水剖面變化結(jié)果表明：低張力氮氣泡沫體系在高溫高鹽油藏條件下能夠形成穩(wěn)定的泡沫，且封堵高滲透條帶性能好；氣液混合注入滲流阻力大，封堵效果好；試驗條件下最佳氣液比為1∶1。

近年來，中國東部主力油區(qū)相繼進入特高含水開發(fā)階段，三次采油技術(shù)已成為老油區(qū)大幅度提高采收率的主要手段，在大慶、勝利、河南等油區(qū)聚合物驅(qū)和復(fù)合驅(qū)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，并取得了較好效果。受油藏高溫高鹽的限制，很大一部分油藏難以實施化學驅(qū)。由于泡沫具有超低的界面張力、較強的耐溫抗鹽能力且阻力系數(shù)較高，不但能夠擴大波及體積，還可提高驅(qū)油效率，因此泡沫驅(qū)成為一種很有前途的提高采收率方式。目前，中外學者開展了大量低張力泡沫驅(qū)室內(nèi)實驗研究，研制了具有超低界面張力的配方，評價了泡沫體系的性能，優(yōu)化了注入方式，但由于室內(nèi)實驗所用模型的局限性，實驗結(jié)果難以反映驅(qū)油體系在實際油藏中的性能。為研究新型低張力泡沫體系在高溫高鹽油藏中的起泡性能、泡沫穩(wěn)定性能及對高滲透條帶的封堵性能，優(yōu)選合理的注入方式和氣液比，在勝坨油田二區(qū)沙二段3砂組高溫高鹽油藏開展了為期1個月的低張力氮氣泡沫驅(qū)單井試驗，以期為低張力泡沫體系的研制和方案優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。

1低張力氮氣泡沫體系的研制

通過分子模擬和室內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)，烷基苯磺酸鹽、帶有陰離子磺酸根的陰-非兩性表面活性劑和磺基甜菜堿型的陰陽兩性表面活性劑均具有耐溫抗鹽、泡沫性能好及超低界面張力的特點。磺基甜菜堿分子結(jié)構(gòu)中具有強酸根基團，是集典型的陰離子型和陽離子型于一體的季銨內(nèi)鹽型兩性表面活性劑。通過原料及合成條件的優(yōu)化，合成了磺基甜菜堿泡沫劑，對其相關(guān)性能進行了評價。

將研制的磺基甜菜堿泡沫劑與洗凈烘干的油砂以質(zhì)量比為3∶1的比例混合，在80℃的水浴中振蕩24 h，取出后進行離心處理，測定質(zhì)量分數(shù)為0.5%的磺基甜菜堿泡沫劑吸附前后與原油的界面張力。結(jié)果（圖1）表明，無論是吸附前還是吸附后，在20 min內(nèi)磺基甜菜堿泡沫劑與原油的界面張力均能達到超低，且與吸附前相比，吸附后兩者的界面張力變化不大。

圖1磺基甜菜堿泡沫劑吸附前后與原油的界面張力

配制質(zhì)量分數(shù)為0.05%，0.10%，0.20%和0.30%的磺基甜菜堿泡沫劑，再分別充入純度為99.9%的氮氣，利用羅氏泡沫儀測試氮氣泡沫體系吸附前后的泡沫性能。評價結(jié)果（表1）表明，當溫度為80℃時，不同質(zhì)量分數(shù)的氮氣泡沫體系在吸附前后發(fā)泡體積均保持在200 mL左右，半衰期大于5 000 s，表明均具有良好的起泡性能和穩(wěn)定性能。

表1氮氣泡沫體系性能評價結(jié)果

2試驗井組概況

試驗井組位于勝坨油田二區(qū)沙二段3砂組，為單斜構(gòu)造油藏，油層自東北向西南方向傾斜，構(gòu)造簡單，地層平緩，傾角為2°～5°。油藏分為6個含油小層，其中34和35小層為主力層，儲層物性較好，平均孔隙度為28%，平均空氣滲透率為1 780×10-3μm2，地層原油粘度為11 mPa·s，地層水礦化度為17 435 mg/L，鈣鎂離子質(zhì)量濃度為475 mg/L，原始地層壓力為22.07 MPa，原油飽和壓力為11.9 MPa，原始地層溫度為80℃。試驗井組包括注入井ST2-0-206，生產(chǎn)井ST2-0-139，ST2-1-173和ST2-0X305，井距為350 m，主要層位為32，33和34共3個小層，井組內(nèi)連通性好。試驗井組于1966年投入開發(fā)，試驗前ST2-0-206井注水量為120 m3/d，井口注入壓力為12 MPa，3口受效油井的平均產(chǎn)液量為140 m3/d，含水率高達98.5%，采出程度為49.9%，水驅(qū)提高采收率難度很大。