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层内自生CO2泡沫调驱技术是一种新型的提高采收率技术,该技术通过生气剂和促进剂在地层中产生二氧化碳气体,然后与起泡剂接触产生泡沫,从而实现调驱提高采收率目的。本文通过对生气剂、促进剂、起泡剂和稳泡剂的筛选,形成并优化出了层内自生CO2泡沫体系。利用生气装置,研究了自生CO2体系的影响因素,包括体系浓度、混合方式及温度的影响。通过填砂管模型和可视化模型装置开展了自生CO2泡沫调驱物模实验,研究了渗透率、非均质性、含油饱和度、注入方式及段塞大小对调驱的影响,并进一步研究分析了自生CO2泡沫调剖和驱油机理。通过上述研究,取得以下认识:(1)综合考虑生成气量、生气效率及成本因素,生气剂碳酸氢盐A是最佳的单液体系;对于双液法体系,在促进剂过量条件下,碳酸氢盐A、碳酸氢盐B和碳酸盐D的生气效率高,均可达到95%以上。(2)阴-阳离子表面活性剂AM-YY和阴离子表面活性剂S-AN的复配体系表现出优良的协同效应,筛选的复配起泡剂体系(0.5%AM-YY+0.5%S-AN)具有良好的泡沫性质,其起泡体积615ml,半衰期为5.58min。筛选了可明显提高泡沫稳定性的稳泡剂WP3,当稳泡剂WP3浓度为0.1%时,泡沫复配体系(0.5%AM-YY+0.5%S-AN+0.1%WP3)起泡体积为500ml,半衰期为22.4min。(3)对于双液法层内生气体系,在生气剂物质的量不变的情况下,生气速度随生气剂和促进剂浓度的增加而增加。混合方式仅对体系的生气速度有影响,同时加入的方式生气速度最快,促进剂中滴加生气剂方式的生气速度次之,生气剂中滴加促进剂的生气速度最慢。层内生气体系存在生气剂和促进剂正好完全反应的最佳比例,超过体系的最佳比例,增加促进剂的量不能提高生气效率。随着温度的增加,层内生气体系的生气量增加,生气效率和生气速度均提高。(4)在单填砂管驱油实验的渗透率范围内(424.4mD～8084mD),随着渗透率的增大,自生CO2泡沫调驱提高采收率幅度先增加后减小。在并联填砂管驱油实验的非均质范围内(渗透率级差3.8～16.9),随着级差的增大,提高采收率幅度先增加,当级差大于10.7后自生泡沫调剖能力有限,提高采收率幅度降低。(5)调驱效果影响因素物模实验表明,随着含油饱和度增加,自生CO2泡沫调驱提高采收率幅度逐渐增加。先注生气剂后注促进剂的注入方式提高采收率效果最好。提高采收率幅度随着体系注入量增加而增加,注入量从0.1PV增加到0.25PV时,采收率迅速增加,当注入量从0.25PV增加到0.35PV时,采收率的提高幅度很小。(6)层内生气CO2泡沫体系在多孔介质中生成运移及驱油特征是"运移中不断生成,驱替中均匀波及",其主要驱油机理是抑制粘性指进,使流体改向、气阻效应、剥离油膜和乳化、携带。调剖机理主要是形成的泡沫在多孔介质中表现出来的特殊流变性、贾敏效应等使高渗层的渗流阻力增加。本研究对自生CO2泡沫调驱技术的进一步深入研究和推广应用有积极指导意义。