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空气泡沫驱作为一项重要的三次采油技术,在降低汽油比、增加原油产量、提高采收率等诸多方面具有较大的发展潜力,被认为是一项极有发展前景的提高采收率的方法。其主要机理是当泡沫进入地层后,由于贾敏效应,渗流阻力逐渐增加,随着注入压力的升高,泡沫驱油体系逐渐进入低渗透层,从而提高泡沫在油层中的波及效率,达到提高采收率的目的。本文在理论及实验研究的基础上,运用数值模拟技术研究了油层特征对空气泡沫驱油效果的影响以及其适用范围,主要研究了油层渗透率非均质变异系数Vk、原油粘度、井网井距、油层韵律以及纵向渗透率等因素对空气泡沫驱油效果的影响规律,为空气泡沫驱矿场应用提供有利的理论依据。在华北油田文120油藏地质条件下,通过室内泡沫筛选评价和泡沫封堵性能评价研究实验,得到了起泡性好、稳定性强的空气泡沫驱油体系。结果筛选出有效浓度为0.1%的泡沫体系X-1。当气液比为1:1~1:2时,阻力因子达到最大值,此时泡沫的封堵能力最强。空气泡沫体系封堵能随着岩心渗透率的增加而增强,但渗透率增加到一定程度后,泡沫封堵能力开始缓慢下降,拐点为1000×10-3μm2。泡沫体系在孔隙介质中渗流时阻力因子RF在30~90之内,残余阻力因子RRF达到2.3,能有效的封堵高渗层和大孔道,具有较好的驱油效果。利用室内实验得到空气泡沫驱油体系的参数,利用数值模拟方法研究油层特征及井网对空气泡沫驱油效果的影响。结果表明,对于非均质性弱、中等及强的储层,注入段塞0.4PV时,泡沫驱提高采收率能达到的最大值分别为13%、23%、25%。所以,泡沫驱适用于非均质性中等和非均质性强的储层。对于中高粘度的原油油层而言,空气泡沫驱油效果最为明显。在注入段塞0.6PV时,粘度25mPa·s时泡沫驱所提高的采收率24.11%,粘度46mPa·s时泡沫驱所提高的采收率24.77%,粘度60mPa·s时泡沫驱所提高的采收率24.54%。对于稠油来说,泡沫驱油的效果一般,在注入段塞大小0.6PV时,粘度100mPa·s时泡沫驱所提高的采收率22.63%。在空气泡沫驱提高采收率技术中,九点法井网适用于低渗透层,五点法井网适用于中低渗透层,直列法适用于中等及中高渗透层,七点法适用于高渗透层。且在油层非均质性较严重Vk=0.77的条件下,当井网和其他条件一致时,井距越小水驱采收率越好。空气泡沫驱对于正韵律储层的采收率最高,累注水最多,开发效果最好;反韵律储层的采收率最低,累注水最少,开发效果最差。