泡沫排水采油技术在高压低渗油田的应用

引言

‚十四五‛石油天然气发展规划明确提出，要提高低渗、特低渗油气藏的开发效率，保障国内油气供应安全[1]。高压低渗油田作为我国重要的油气资源类型，其储层孔隙喉道细小、连通性差，地层压力普遍超过 30MPa，单井日产量常小于 5m³ ，流体流动动力不足，导致排水困难成为制约其高效开发的关键问题。常规排水技术如气举、抽油机排水因对低产液、高渗阻井适应性差，难以有效解决积液问题。泡沫排水采油技术因具有高视粘度携液、减阻作用，在低压低渗油田应用效果显著，但在高压低渗环境下，其泡沫体系性能、工艺参数匹配及现场配套技术等方面仍存在诸多制约，影响了技术的推广应用[2]。

一、高压低渗油田开采特征及泡沫排水采油技术的适配性分析

（一）高压低渗油田的开采难点解析

高压低渗油田的地质特征首先体现为孔隙结构复杂——储层喉道细小、孔隙连通性差，渗透率普遍低于10mD，直接限制了流体在储层中的渗流通道。其次是开发过程中地层压力高，原始地层压力多超过 30MPa，而产液量低，单井日产量常小于 5m³ ，流体流动动力先天不足。这些特征共同加剧了排水困难：孔隙结构复杂与渗透率低使得渗流阻力大幅增加，液体难以从储层向井筒流动。高压环境下进入储层的水易形成水锁效应，堵塞孔隙喉道，进一步降低储层渗透率。再者，常规排水技术如气举、抽油机排水对低产液、高渗阻井适应性差[3]。

泡沫排水采油技术的核心原理与适配性

泡沫排水采油技术的核心原理在于泡沫的高视粘度携液特性与减阻作用。泡沫由气体与泡沫剂溶液混合形成，具有较高的表观粘度，能显著提高液体携带能力，将井筒中的积液以泡沫形式带出地面。泡沫的高视粘度能改善低渗储层的流体流动状态，增加波及体积，推动储层中滞留的液体向井筒流动，缓解因渗透率低导致的渗流困难。泡沫的压缩性好，能适应高压环境，在高压下仍保持较好稳定性，减少排水过程中的压力损失，缓解高压对排水设备的要求。

二、泡沫排水采油技术在高压低渗油田的应用现状与制约因素

（一）现场应用现状与效果评价

目前，泡沫排水采油技术在高压低渗油田的现场应用已逐步规模化，主要采用连续注入与间歇注入两种工艺类型。实际应用中，该技术的排水效率较常规气举或抽油机排水提高 30%-50% ，单井日增油 0.3-1t，有效缓解了低产井因积液导致的产量下降问题，体现了其在高压低渗油田的应用价值。

（二）泡沫体系的性能制约因素

高压低渗环境对泡沫体系的性能制约主要体现在三个方面。高压会显著降低泡沫稳定性，泡沫半衰期由60min 缩短至 20-30min，下降 40%-60% ，泡沫的携液能力随稳定性降低而减弱，无法满足长井筒的排水需求。低渗储层的孔隙结构会加剧泡沫剂吸附损耗，泡沫剂在岩石表面的吸附量可达 20%-30mg/g，不仅增加了泡沫剂的用量，还会因吸附导致储层孔隙喉道堵塞，进一步降低渗透率。

（三）工艺实施的技术瓶颈

注入参数与低渗储层的匹配难度大，引发储层损害。注入压力过低则无法将泡沫推送至目标层位，影响排水效果。现场监测手段局限，目前主要通过井口压力、产液量等间接指标判断泡沫作用效果，无法实时跟踪泡

沫在储层中的分布情况，导致工艺调整缺乏及时的数据支撑。

三、高压低渗油田泡沫排水采油技术的优化路径与实践方案

（一）耐高压低吸附泡沫体系的研发与优化

针对高压低渗环境对泡沫体系的性能要求，研发耐高压泡沫剂，采用氟碳表面活性剂与聚合物复配体系，能在高压下保持分子结构稳定，聚合物则通过增加溶液粘度延长泡沫半衰期，使泡沫在 30MPa 高压下半衰期保持在 30min 以上，满足长井筒排水需求。其次设计低吸附泡沫体系，以非离子表面活性剂为基础，添加聚乙二醇类防吸附剂，通过竞争吸附减少泡沫剂在岩石表面的附着，使吸附量降低至 5mg/g 以下，减少泡沫剂无效消耗。再者优化配伍性，根据地层水矿化度调整配方，当矿化度超过 10×10³mg/L 时，加入乙二胺四乙酸二钠等螯合剂，络合地层水中的钙、镁离子，缓解盐敏效应，使泡沫破裂时间延长 40%以上。

（二）工艺参数的精准设计与动态调整

基于储层特征与井况，精准设计工艺参数以提升排水效率。首先是注入方式选择，针对低渗储层波及范围小的问题，采用间歇注入结合段塞式工艺。注入量与压力匹配，通过数值模拟软件建立储层渗流模型，根据渗透率、地层压力等参数确定最佳注入量，确保注入压力不超过储层破裂压力，避免压力过高导致储层损害。最后是气液比调整，根据井内气液情况优化为 1:3-1:5，当气液比偏低时，增加气体注入量以提高泡沫生成量，当气液比偏高时，减少气体注入量以避免泡沫过度破碎，使携液效率较优化前提高 35%_c 。现场试验数据显示，参数优化后单井日增油由 0.5t 提升至 0.8t，排水效率稳定在85%以上。

（三）现场配套技术的完善与成本控制

完善现场配套技术以提升技术的可操作性与经济性。一是应用实时监测系统，采用光纤监测或示踪剂技术，解决传统监测手段无法实时跟踪的问题，使工艺调整响应时间由 24 小时缩短至 4 小时。简化施工工艺，开发小型化移动注入设备，设备重量小于2 吨，可适应高压低渗油田井位分散的特点，施工效率较固定式设备提高50%_∘ 通过泡沫剂循环利用与生物基替代材料降低费用——将井口排出的泡沫液进行过滤、浓缩，回收其中的泡沫剂，或采用生物基表面活性剂替代传统化学泡沫剂，价格较氟碳表面活性剂降低 30% ，使泡沫剂费用占比由 70%降至 50%以下。这些措施使技术的现场应用成本降低 20%-30%，推广范围扩大至 100 余口高压低渗井。

结语

本文通过对高压低渗油田泡沫排水采油技术的研究，揭示了该技术在高压低渗环境下的适配性规律——泡沫的高视粘度与减阻作用可有效改善低渗储层流体流动、缓解高压排水压力，但需针对高压、低渗、高矿化度等环境优化泡沫体系与工艺参数。研究结果表明，优化后的耐高压低吸附泡沫体系、精准工艺参数及完善的现场配套技术，可使泡沫在 30MPa 高压下半衰期保持在 30min 以上，吸附量降低至 5mg/g 以下，携液效率提高50%，单井日增油由0.5t 提升至 0.8t，施工成本降低20%-30%，显著提升了技术的适应性与经济性。

参考文献

[1]魏垚镔,费星.涪陵页岩气田排水工艺应用现状与分析[J].天津化工,2025,39(S1):32-36.

[2] 范佳宝, 韩薇薇, 刘延强, 等.天然气井排水采气用泡排剂研究进展[J]. 日用化学工业( 中英文),2025,55(04):495-507.

[3]高建国,罗皓,刘建,等.气田泡沫排水采气用缓蚀起泡剂的研究与应用[J].当代化工,2025,54(02):279-283.