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吉林油田黑79区块小井距CO2驱试验区,由于储层非均质性,试验区出现驱替平面不均衡、吸气和吸水剖面变差、形成气窜通道、影响混相驱采收率等生产技术难题。由于试验区油藏温度高(96.7℃),常规CO2泡沫体系的稳定性较差,油藏压力高达23.9MPa,CO2泡沫在高压下条件下的发泡性能有待探究。本文针对黑79区块油藏地质及开发特征,研发高温高压(96.7℃、23.9MPa)油藏条件下的CO2纳米颗粒泡沫体系,并进行应用性能评价,取得以下成果与认识:(1)在油藏高温高压(96.7℃、23.9MPa)条件下起泡,研发出CO2纳米颗粒泡沫体系配方为:0.4%YI-1+0.1%YU-1+0.05%ZW-2,起泡体积为707mL、半衰期为213min、综合指数为112943mL min。从界面吸附、脱附能、最大毛细压理论、颗粒与颗粒之间的作用等方面,探讨了纳米颗粒稳定CO2泡沫的机理。(2)添加纳米颗粒的CO2泡沫能够提升泡沫耐温抗盐性。在相同温度条件下,含纳米颗粒泡沫的半衰期和综合指数比不含纳米颗粒泡沫的半衰期和综合指数分别提升了 76min和36000mL·min以上;在地层水条件下,含有纳米颗粒泡沫的半衰期和综合指数比不含纳米颗粒泡沫的半衰期和综合指数分别提升了70.4%;当NaCl浓度为1%时,含有纳米颗粒泡沫半衰期和综合指数比不含纳米颗粒泡沫的半衰期和综合指数分别提升了 29.7%和31.6%;CaC12浓度对CO2纳米颗粒泡沫性能影响较大,当CaCl2浓度为0.2%时,含有纳米颗粒泡沫半衰期和综合指数比不含纳米颗粒泡沫的半衰期和综合指数分别提升了 31.1%和37.4%;压力越高,CO2泡沫稳定性越好,在油藏压力23.9MPa条件下泡沫半衰期和综合指数比常压条件下的提高209min和112043mL·min。(3)通过普通显微镜(放大150倍)观察高温高压(96.7℃、23.9MPa)条件下的泡沫形态,CO2泡沫直径更小、更加致密、结构基本一致,不易消泡。通过环境扫描电子显微镜观察,含有纳米颗粒泡沫呈现出致密的网状结构,结构规律性较强,增强了 CO2泡沫的稳定性;不含纳米颗粒的泡沫结构连接疏松,泡沫间规律性不强,不利于泡沫稳定。(4)通过流变仪测试C02泡沫界面性质,有无纳米颗粒的CO2泡沫黏度都随着剪切速率的增加而降低。两种泡沫液的储能模量(G’)和损耗模量(G”)的数值在同频率下基本没有差别,含有纳米颗粒泡沫主要具有黏性行为,并且也具有一定弹性行为。(5)耐温抗盐的C02纳米颗粒泡沫体系抗吸附性比不含纳米颗粒泡沫的抗吸附性好;含有纳米颗粒泡沫阻力因子和残余阻力因子分别为21.75和6.13,是不含有纳米颗粒泡沫阻力因子的2.4倍;当气液比为2:1、注入速度为0.2mL/min、段塞/周期为0.15PV/6,泡沫具有较好的封堵效果,阻力因子为39.25。泡沫能够有效封堵高渗填砂管,使流体转向低渗填砂管,高、低渗填砂管分流率从76%和24%经过泡沫封堵分流后变成54.9%和45.1%;低渗填砂管经泡沫驱和后续气驱提高采收率为26.83%,高渗填砂管经泡沫驱和后续气驱采收率提高为17.95%。本文取得CO2纳米颗粒稳定泡沫控制气窜研究成果,对于提升黑79区块小井距试验区的开发效果具有一定的参考意义。