氮气抑水增油技术在河南古城油田的推广及应用
河南稠油热采氮气辅助热处理技术研究及应用
１ 稠 油 油 藏 地 质 概 况
１ ９ ８ ５ 年 以来 ，河 南 油 田在 泌 阳 凹陷 北 部斜 坡 带 相 继 发现 了井 楼 、古 城 、新 庄 、杨 楼 、付 湾 等 ５个
稠油 油 田 。这 些油 田主要含 油层 位 为古 近 系核桃 园组 三段 。稠 油 油 藏分 布 在 凹 陷边 缘地 带 ，距 物 缘 近 ，
０ ．１ ～０ ．５ ｋｍ
２ 氮 气 辅 助 热 处 理 技 术 实 施 背 景
２ ． １ 技 术 原 理
通过 文献 调研 ］ ，氮气 辅助 蒸汽 热处 理吞 吐 工艺 提高采 收率 的技术原 理 主要有 三个 方面 ：一 是氮 气
的重力 进入 微 构造 高 部位 形 成 次生 小 气顶 ，驱替 顶部 原 油
目前井楼 、 城稠 油热采 老 区经过 高 周期 吞 吐 后 ，地层 平 均 温度 比原始 温 度上 升 了 ３ ０ ℃ ，测 温 资 料 显示 ，部 分井 区 目前 地层 温 度 比原 始 温 度 上 升 了甚 至 ４ Ｏ ℃ ，地 层 储 热 大 ，油 层 温 度 下 原 油 黏 度 在
，
［ 摘 要 ］ 稠 油 热采 高周 期 吞 吐 后 ， 地 层 温 度 上 升 幅度 高 ，边 水 淹 严 重 ，为 改 善 热 采 井 高 周 期 吞 吐 后 的 开 发 效 果 ，进 行 氮 气 改 善 开 发 效 果 的文 献 调 研 及 物模 试 验 ， 得 知 在 “ 贾敏效应” 作用下 ，氮气具有堵水 功能。
河 南 稠 油 热 采氮 气 辅 助 热 处 理 技 术研 究及 应 用
三 吉 素 华 ： 陈 ： 谢 桂 青 （ ， 中 ｍ 石 、 化 河 ｎ ｌ 南 ｆ 章 １ 油 田 田 Ｌ 分 牛 公 ＼ 司 亓 ｌ 第 二 采 油 厂 Ｊ ， 河 、 ｎ ｌ 南 ｆ 宰 Ｉ 南 ｆ 卓 １ 阳 ｌ Ｈ ４ ｄ ／ ７ ３ ４ 正 ０ 『 ｌ ０ ｌ ） １ 王至 晓 华 口 田川厶 厢一
氮气在油田生产中的应用
收稿日期:2004-10-25;改回日期:2005-04-19 作者简介:沈光林(1958-),男,副研究员,硕士研究生,毕业于大连理工大学化学工程专业,现从事气体膜分离的应用研究和技术开发,完成国家级课题3项,已发表学术论文60余篇、申请专利10多项。
文章编号:1006-6535(2005)04-0100-03氮气在油田生产中的应用沈光林(中国科学院大连化学物理研究所膜技术国家工程研究中心,辽宁 大连 116023)摘要:膜法富氮在油田中应用广泛,可用于包括稠油和低渗透油藏在内的各种油田提高采收率、钻井、完井等,一般均具有明显的综合效益。
特别是移动式制氮系统的诞生,极大地增强了膜法富氮的市场竞争力。
关键词:膜法富氮;移动式制氮系统;采收率;钻井;完井;油田中图分类号:TE357 文献标识码:A前 言由于氮气与油、水互不相溶,而且来源广,是气体非混相驱提高采收率的重要气源。
所以氮气在油田系统中的应用非常广泛[1～15],可用于二、三次采油,油气井保护,保持压力和储存气体,钻井平台的惰气保护,管路及设备的吹扫,易燃、易爆物品运输时的保护气等。
随着膜法制氮技术的日趋成熟,特别是移动式制氮系统的诞生,更加适应灵活多变的应用现场,而且具有投资少、流程简单、膜组件寿命长且免维护、能耗低、体积小、露点低、可靠性强、操作弹性大、能适应各种恶劣环境、开启迅速、浓度和流量可在线监控等特点。
同时,所用原料是取之不尽、用之不竭的空气,所以采用膜法可以得到价廉、洁净、质量稳定、易于控制的富氮空气。
氮气浓度一般在9310%～9919%范围内,如果和其它技术集成可满足任意所需的浓度,极大地增强了膜法富氮的市场竞争力。
1 提高采收率随着油田的不断开发,油田利用天然和人工能量开采的阶段完成后,将进入提高油田采收率的三采阶段。
三采的方法主要有热力驱、气驱和化学驱等。
就多数油田而言,气驱应用较多,是国内、外采收率研究的发展趋势。
气驱提高采收率方法的发展趋势是非烃气替代烃类气,其中应用最多、效果最好的是二氧化碳。
常规稠油边水油藏氮气泡沫抑制水侵试验
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ
Ｖｏ １ ． ３ ７ Ｎｏ ． ２ Ａｐ ｒ ． ２０１ ３
Ｗ ＡＮＧ Ｊ ｉ ｅ — ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ，Ｗ ＡＮ Ｇ Ｔ ｅ ｎ ｇ － ｆ ｅ ｉ ，ＲＥＮ Ｗｅ ｎ — ｌ ｏ ｎ ｇ，ＨＡＮ Ｌ ｅ ｉ ，ＸＩ Ａ Ｊ ｉ ｎ － ｎ ａ （ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ，Ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ２ ６ ６ ５ ８ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
王杰祥 ，王腾 飞 ， 任 文龙 ， 韩 蕾 ， 夏金娜
（ 中国石 油大学 石 油工程学 院， 山东 青岛２ ６ ６ ５ ８ ０ ）
摘要 ： 稠油开发 中油藏边水 的存 在造成吞吐井 迅速 水淹 ， 产 量急剧 降低 。根 据河南 油 田边 水稠油 油藏 的特点 ， 建立
能够模拟 油藏 边水 的蒸汽吞吐物理模 拟试 验装置 ， 在 分析泡 沫剂 和稠油性 能基 础上对 氮气泡 沫抑制 边水 的影响 因 素及应用条件 进行研 究 。结果表 明： 氮气泡沫抑 制边 水技 术适用 于原油 黏度较 低 、 边水 能量适 中 、 非 均质性 较强 的 油藏 ， 且在强水淹 时实施 能取得较好的抑制边水效果 ， 应先注入 Ｎ ２ 段塞 ， 再注 Ｎ ：泡沫段塞 ， 然后 Ｎ ： 与蒸汽 混注 ； 试
ｈ ｅ ａ ｖ ｙ ｏ ｉ ｌ ，ａ ｎ ｄ ａ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｂ ｌ ｏ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｗ ｉ ｌ ｌ ｂ ｅ ｇ ｏ ｔ ｔ ｅ ｎ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｍ ｅ ｏ ｆ ｓ ｅ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｌ ｆ ｏ ｏ ｄ ｉ ｎ ｇ ．Ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍ ｕ ｍ ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｉ ｓ Ｎ ２
注气(氮气)驱油技术发展现状与启示
注气（氮气）驱油技术发展现状与启示注气（氮气）驱油技术发展现状与启示宋元飞伍晓妮（中国石油长城钻探工程技术研究院）来源：《科技展望》2016/24进入21世纪以来，由于经济发展的需要造成了大量的能源消耗；所以，现阶段实现石油天然气等能源的高效开发就变得至关重要。
在我国剩余的不可再生能源中，油气资源已经成为了主要的勘察对象，而且在该种油气资源开采的各种手段中，采取合理的驱油技术是保证获得最大经济效益的重要条件。
而且经过我国相关技术专家近些年的实践，我国在注气驱油方面已经取得了十分重要的进展。
但是，许多油气开发企业都受传统技术手段的束缚，对注气驱油技术的应用起步较晚，进而在采收率方面还有待提高；而且国内现在还存在注CO2与氮气谁更优的争议。
但是从技术手段、原料采取等方面分析，注氮气要比注二氧化碳具有更好的效果。
下面，本文及注氮气驱油技术发展现状与启示作具体阐述。
[关键词] 氮气注气驱油技术现状与启示1前言随着世界经济水平的不断提高，世界各国对油气资源的需求量不断扩大。
在这样的背景下提高油气田的采收率已成为世界各国关注的问题。
在我国经过石油行业技术人员的不懈努力纷纷诞生了许多高端的驱油技术;其中新水驱、蒸汽驱、SAGD、三元复合驱、火驱等都是近年来新兴起的驱油技术。
而且在过去，许多石油开采企业在注气驱油时所使用的原料气体大多是二氧化碳，这是因为降低二氧化碳的在空气中的含最能够降低温室效应，所以国家对其大力支持。
但是经过多年的探索和研究，氮气驱油技术在我国也有了更大的发展前景。
而且已经受到了广泛的关注。
下面本文通过结合氮气驱油技术现状对如何完善氮气驱油技术做深入探讨。
2使用氮气原料驱油的原因分析氮气是最常见的气体之一其化学式为N2，该气体具有不易燃烧、无毒无腐蚀的特性，而且通常状况下是一种无色无味的气体而且一般氮气比空气密度小，而且在许多化工领域，氮气经常被选作保护气体。
近年来在石油天然气的开采过程中俄国也开始选用氮气作为驱油的气体原料。
氮气压水锥控水增油技术工艺
4)注氮压锥参数 4)注氮压锥参数（续）：考虑 四种注氮速度(200ｍ 四种注氮速度(200ｍ3/ｈ、 (200 400ｍ3/ｈ、600ｍ3/ｈ、 400ｍ3/ｈ、600ｍ ｈ、600 800ｍ 进行模拟。 800ｍ3/ｈ)进行模拟。
5）2-38-16井三个周期的产能预测：注氮气与未注氮气相 38-16井三个周期的产能预测： 井三个周期的产能预测 比,单井日产油、周期产油均有明显上升,注氮三个周期 单井日产油、周期产油均有明显上升, 结束后,预计增产原油2659ｔ,提高采收率2.6%,少采水 结束后,预计增产原油2659ｔ 提高采收率2.6%,少 增产原油2659 2.6%, 838ｍ 838ｍ3。
1）向油井较长时间高压、大排量注入105数量级标方的 ）向油井较长时间高压、大排量注入 氮气，近井区域快速升压。 氮气，近井区域快速升压。注入气体不但弥补近井带 压力亏空，还形成升压漏斗，促使近井带水锥下移。 压力亏空，还形成升压漏斗，促使近井带水锥下移。 2）注入及关井期间，由于重力分异作用，纵向上气体上 ）注入及关井期间，由于重力分异作用， 水下移，形成次生气顶及新的气油、 移， 油、水下移，形成次生气顶及新的气油、油水界 面，近井带形成原油富集区域。 近井带形成原油富集区域。
6）注氮气方案: 注氮气方案: a、压水锥阶段，以600ｍ3/h的注入速度向井中注氮10天； 压水锥阶段， 600ｍ /h的注入速度向井中注氮10天 的注入速度向井中注氮10 b、热氮混注阶段,由环空注氮气,油管注蒸汽同时注10天, 热氮混注阶段,由环空注氮气,油管注蒸汽同时注10天 10 蒸汽3000ｔ 氮气注入速率为400 600ｍ 400～ 蒸汽3000ｔ,氮气注入速率为400～600ｍ3/ｈ； 3000 c、焖井及生产：注后焖井5天,然后开井生产,直至油汽比 焖井及生产：注后焖井5 然后开井生产, 接近经济极限（0.25） 视生产动态转入下一周期。 接近经济极限（0.25）,视生产动态转入下一周期。
1000413421
科技信息2008年第28期SCIENCE &TECHNO LO GY INFORMATION 泡沫调剖技术现场应用效果统计表1.前言氮气采油技术是往油井中注入氮气、发泡剂,在油层条件下形成氮气泡沫,起到提高驱油效率、调整吸液剖面、封堵窜流、压水锥等作用。
近几年来,河南油田技术人员根据氮气的性质及氮气来源充足、价格低的特点,先后在稠油油区应用了氮气隔热、氮气助排现场应用提高蒸气热采采收率效果明显,目前稠油热采老区已经进入中高周期开发,出现问题越来越多,加大氮气采油技术的研究力度,对这项技术进行综合配套,是目前老井挖潜的一项重要增油措施。
2.氮气泡沫调剖技术应用2.1调剖机理针对发生汽窜的机械防砂井无法实施堵调措施这一现状进行攻关,试验应用了氮气泡沫调剖技术,氮气泡沫调剖技术通过将氮气与泡沫剂按一定比例一起注入油层,在油层中生成稳定气体泡沫,形成叠加的气液阻效应———贾敏效应,改变油层的吸汽剖面,提高蒸汽的波及体积。
2.2技术应用情况2007年6月至2008.1对下挂滤防砂管的汽窜井或未采取任何防砂措施的出砂汽窜井配套了氮气泡沫调剖技术,现场应用10井次,措施增油1519.6吨,减少汽窜减油794.7吨。
(见下表)其中G51823、GJ51824、G51825、G553、L71116、L 71018、L 3906、L Z46、L 71016九口井调剖效果良好,L71118井效果不理想调剖后受L Z46注气干扰影响产量15天,于08年5月17日进行二次调剖,提高了氮气比例,目前生产状况良好。
氮气泡沫调剖技术现场应用吴祖景张海春王小卉(河南油田第二采油厂工程技术研究所河南唐河473400)【摘要】目前稠油热采老区已经进入中高周期开发,蒸汽吞吐油藏类型增多,采出程度高、汽窜问题日益复杂,且随着机械防砂汽窜井的增多,汽窜井治理类型增多。
热采区块汽窜治理形成系列配套技术,可满足不同油藏、不同汽窜类型油井汽窜治理技术要求。
氮气驱提高采收率机理与应用
氮气是一种化学惰性气体，不易与地层水和原油发生化学反 应，能够保持较为稳定的驱替效果。
高渗透性
氮气的分子量较小，可以轻松通过地层孔隙，扩大驱替范围 。
氮气驱提高采收率的原理
降低界面张力
氮气与原油混合后，能够降低油水界面张力，有利于提高驱替效率。
扩大驱替范围
氮气的渗透性较好，能够扩大驱替范围，提高波及系数，从而提高采收率。
氮气驱的监测与控制技术
监测技术
为了确保氮气驱的效果和安全性，需要建立相应的监测系统，如压力监测、温度监测、流量监测等。这些系统能 够实时监测地层和井筒的状态，为控制和优化提供依据。
控制技术
控制技术包括自动控制和人工控制两种方式。通过控制注入量、压力等参数，可以确保氮气驱的效率和安全性， 同时避免对地层造成过度伤害。
案例一
某油田采用氮气驱技术，提高了采收 率20%，取得了显著的经济效益。
案例二
某海上油田通过氮气驱技术，成功地 解决了油藏非均质性的问题，提高了 采收率。
氮气驱的优缺点分析
优点 能够有效提高采收率，增加原油产量。 氮气来源广泛，可以循环利用，成本较低。
氮气驱的优缺点分析
• 对环境影响较小，安全可靠。
04
氮气驱的经济与社会效益
经济效益分析
01
02
03
降低开采成本
氮气驱技术能够提高采收 率，从而减少无效注水和 提高原油产量，降低开采 成本。
ห้องสมุดไป่ตู้延长油田开采周期
通过氮气驱技术的应用， 能够延长油田的开采周期， 提高油田的经济效益。
创造就业机会
氮气驱技术的研发和应用 需要相应的人才和技术支 持，能够创造就业机会， 促进经济发展。
氮气段塞热处理技术在新庄油田的应用效果评价
（１）保持地层压力，增加弹性能量。氮气是可压缩气体，其体 积系数大，１ｍ３液态氮在常温常压下可化为６９６．５ ｍ３的气体，油井注入 氮气时，氮气体积在高压条件下被压缩存储能量，油井注汽结束后投 入生产时，随着地层压力降低，被压缩存储在地层中的氮气体积会迅 速膨胀，产生较大的附加能量，具有较强的助排作用，在生产中较大 地提高油井产能，提高回采水率。
表２ 措施前后效果统计表
３．２ 措施阶段效果统计 ７１井 次 累 计 注 蒸 汽 １３４１５吨 ， 累 计 注 氮 ７９４１２８标 方 ， 累 计 产 油
７６８４吨，增油６１８７．６吨，平均单井生产５５．１天，单井累计产油１０８．２ 吨，单井日产油２．０吨。油汽比０．５７（见表３）。
（６）驱替作用。利用氮气与原油间的密度差异，重力驱替“顶 存”油藏，降低油水界面，迫使束缚油产出。
（７）抑制边水。氮气优先进入水体，降低油水界面：针对边水 活跃的油藏，注入的氮气可以抑制边水锥进，降低油井综合含水，其 机理是利用油水间粘度差，注入的氮气首先进入水锥，使其被迫沿地 层向构造或油层下部运移，使水锥消失，并且降低了油水界面。
２ 氮气段塞热处理技术原理
２．１ 氮气的基本性质 常 温 常 压 下 ， Ｎ２为 无 色 无 味 的 气 体 ， 惰 性 ， 相 对 分 子 质 量 为
２８．０１３，密度为１．１６０ｋｇ／ｍ３。 Ｎ 临２ 界 压 缩 系 数 为 ０．２９２，偏心因子为 ０．０４０。在常压下，温度为２９８Ｋ时，气体粘度为１７５．４４ × １０－７ ＭＰａ· Ｓ，气体热导率为０．０２４７５Ｗ／（ｍ·Ｋ）；温度为１２３Ｋ时，液体粘度为 ０．０３８ ＭＰａ· Ｓ， 液 体 热 导 率 为 ０．０６４６Ｗ／（ ｍ· Ｋ） 。 当 温 度 为 ６３．１５Ｋ时，凝固成雪状的固体。 ２．２ 改善开发技术机理
氮气驱提高采收率机理及应用
1
2500
2600
2
2700
3
2800
4 5 6
2900
3、4-4、5-3为主力含油小层。
7
3000
五、氮气驱在樊29块的前期试注总结
4、构造特征
沙三中4顶面埋深图
F10-4 F5-15 F5-13 F6-16 F6-12 F7-17 F8-22 F8-16 F7-19 F7X15 F8-14 F7-13 F7-11 F8-12 F8-511 F8-10 F7-9 F7-7 F8-509 F8-8 F9-7 F8-6 F6-10 F5-11 F4-12 F4-10
先进入，占据孔隙的大部分空间，减少液相的饱和度，从而降低液相的流动能力。 (3)堵水不堵油：泡沫具有“遇油消泡、遇水稳定”的性能，它在含油饱和度高
转向作用：对高含水层和高渗透带产生有效封堵后，注入水产生液流转向作用， (4)扩大油层加热带：泡沫具有“堵大不堵小”的功能，即优先进入高渗透大孔 扩大波及体积，提高驱油效率。四是泡沫中的气组分在气泡破裂后产生重力分异， 道，从而防止热水的突进。因此，注热水的同时注入氮气泡沫，可扩大热水加热 上升到渗透率更低的，注入水难以到达的油层顶部，扩大了波及体积。 半径，增加热水的波及体积。
开油井 开水井 停产油井 停产水井
到目前为止，樊
29块完钻各类井 55口，其中取心 井2口(F10、F29）
F12-18
F10-X18
F5-15
F4-10
F5-11
★F29
F7-13
F5-9
F6-12 F6-10 F7-11 F8-12 F8-10 F7-9 F7-7 F8-8 F10-1 F9-7 F8-6
二、试验区块筛选 三、氮气驱现场应用的优势和影响因素
氮气化学辅助吞吐工艺技术
行 破乳 剂脱 水实 验 。结果 表 明 ，破乳 剂平 均脱 水率 （ ２ ）氮 气 提 高 吞 吐 效 果 机 理 。 氮 气 导 热 系 数 在 ９ ２ ％以上 ，脱 出水 清 ，呈 乳 白色 ，脱 出水 平 均含 低 ，油井 在 注蒸 汽 时 ，通过 向油 井油 套环 形 空 间注 油 量在 ８ ０ ｍｇ ／ Ｌ以下 ，说 明该 化学 降 黏 剂 不影 响原
积 的 目的 ，从 而达 到提 高原 油 采收率 的效果 。
（ ２ ）化学降黏剂用量按蒸汽作用油层半径 、油
层厚度 、油层孔隙度等综合确定 ，氮气量按平均混
注ｔ ｔ ３ ｏ： １ ， 结合油层条件、 采出情况进化优化设计。 （ ３ ）氮气结合化学降黏辅助吞吐措施结 了合氮
２ 室 内研 究
油气田地面工程 （ ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ ． ｙ ｑ ｔ ｄ ｍｇ ｃ ． ｃ ｏ ｍ） ～２ ７ —
氮气辅助蒸汽吞吐地质模拟 实验表明，氮气、蒸汽最佳混注比例 ２ ５： １ － ４ ５： １ 范围内．注入时机 在３ ～ ７ 周期 效果最佳。 氮气量优化设 计 时应考虑 油层 条件 、采 出程度 、吞 吐周期 等 因素 。
关键词：稠油 ；蒸汽吞吐 ；注氮气 ；降黏剂
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ — ６ ８ ９ ６ ． ２ ０ １ ４ ． ２ ． ０ １ ６
第３ ３ 卷第 ２ 期 （ ２ ０ １ ４ ． ０ ２ ）（ 试验研 究）
氮气泡沫流体技术在孤东油田的推广应用
使 更 达 酸 化 后 ．酸 液 和 岩 石 反 应 的 生 成 物 若 在 地 层 中 停 留 时 间 过 长 ， 堵 ． 主 体 酸 液 转 向 主 要 进 入 低 渗 透 层 。 高 效 和 均 匀 的 分 布 ， 到 扩 提 将 发 生 某 些 反 应 ． 成 二 次 沉 淀 ， 时 与 悬 浮 在 残 酸 中 的 一 些 不 溶 转 向 酸 化 的 目 的 ． 大 了 酸 化 的 面 积 ， 高 了 酸 化 效 果 。 同 时 主 体 泡 生 同 增 并 使 物 质 沉 降 堵 塞 地 层 孔 道 ． 响 酸 化 施 工 效 果 。 常 规 酸 化 后 往 往 由 于 沫 酸 酸 化 反 应 较 慢 ． 大 了 酸 化 半 径 ， 利 用 泡 沫 液 返 排 工 艺 ， 井 影
１ ５５ ｌ ２ ３ ｌ ｌ １ ３ ３５ ｌ ７ ８ ２ ６ ７４ ８． １ ２ Ｏ３ ９ ２ ０ ８． ３ ２ ７ １ ５ ００ １ １ ２
】 Ｄ１ ９ Ｓ ‘ ３ ￥ ３ ￥ ‘ ３５ ００ ．１ ２５ ２ Ｇ ８— ２ Ｓ３ ３ ３５ ｇ ２ ７ ０ ９
沫 流 体 具 有 许 多 优 点 ． 低 漏 失 ， 油 层 伤 害 小 。 携 砂 能 力 以 及 在 ｔｄ。 ２ ０ 如 对 强 ／ 至 ０ ７年 ｌ １月 ， 计 增 油 １０ ｔ 表 １ 。 着 生 产 周 期 的 逐 步 延 累 ８０（ ）随 地 下与 天 然气 混合 不 易 发生 爆 炸等 性 能 。
２ ０ １ ０ ６ ７ ２ ０ ７ ５ １ ２ ０ ６不 供液 关 ４ ４ ５ ５ ７ ５ ｌ ０ ２ ７ ０ ｌ
２０ ７ ２ ３ ３ ０ ６ ６ ． Ｏ ９ ９ ｌ ７ ２ ３ ｌ
１ 泡 沫 液 体 的 形 成 、
氮气助返排解堵技术
能量较 低 ，抗 伤 害 能力 较 弱 ，生产 过 程 中 的洗 井 、 注聚等作 业与措 施极 易造成 地层堵 塞 ，从 而导致 油 井 产液量 明显 下降甚 至不 出液 。 根据 不 同的生 产情 况和油层 物性 以及油 井措施
情 况 进 行 分 析 ，河 南 某 油 田地 层 堵 塞 主 要 是 ：机 械
体可人 油层孑 隙 冲散 “ Ｌ 桥架 ”物 质 ，打 破毛管 压力
造成 的油流阻 力 ；在 放压返排 时 ，地层 中的气体 向
井 筒 运 移 过 程 中 ，可 携 带 出堵 塞 物 和 残 酸 ， 因 而 具 有 较 强 的 返 排 驱 动 能 力 。 主 剂 ＡＮ０２ 改 性 、
性均 很好 ，即使 在 ０ Ｃ，也 不会 有 晶体析 出 。而且
反 应 物 和 生 成 物 均 有 离 子 防膨 功 能 ，也 不 会 产 生 新
的地 层 伤 害 。
型 进 行 解 堵 配 方 的研 究 和 改 进 ，该 油 田 已研
该 技术应 用 的特点是 依靠高 温及产 生 的气体 对
自生 热 氮 气 助 返 排 酸 化 解 堵 技 术 是 利 用 不 同 的 酸 液 组 份 及 添 加 剂 来 处 理 地 层 中 各 种 铁 质 和 无 机 堵
井号 普
泌 １２ ｌ ５４ ．
Ｔ７ ２ ６ ３ — ３１ ．
＿ 油台 解 油 液 ｆ 堵增／ ＝ ７ ：
下 ４— ９ ８ １ ２ ．２
Ｔ４ ２ ０１ １． ０ ９
塞 ，对 渗透率 较低 的油层 ，通过 调整酸液 浓度 ，以 达到溶 蚀岩石 的作用 与 效果 。发 热 剂 产 生 的热 量 ，
魏 ２ ６ １． ３ ０ ７
氮气气举油井动态找水技术在中原油田的应用
气举最 高压 力计算 ： Ｐ ｌ ≥ ｉ Ｘ ｌ ￣ ， Ｐ 为举 通 时的气 举 压力 ， ＭＰ ａ ； Ｈ ， 为气举 管柱 下人 深度 ， ｍ； ｐ 为 井 内流体密 度 ， ｇ ／ ｃ ｍ。 举 通 后根 据 措 施井 生 产 参数 ， 采 取合 适油 嘴节 流， 控 制好气 举压 差 ， 达 到稳 定流态 。如措 施井地层 压 力较 高 （ ＞１ ０ ＭＰ ａ ） ， 地 层 供液 充足 （ ＞５ ０ ｍ ／ ａ ） 应 采取６ —８ ｍｍ 油 嘴进 些节 流控 制 。 地 层压力较 低 （ ＜ １ ０ ＭＰ ａ ） 供液量较差 （ ＜５ ０ ｍ。 ／ ｄ ） 时， 应 考 虑 井 口压 力 和气 柱压 力 对 产层 吐 液 影 响 ， 采 取无 阻放 喷 的方 式 进行 ， 测试 过 程 中 ， 尽量 降低 注气 压力 ， 放 大地 层
１ ２ ２
内蒙 古 石 油化 工
２ ０ １ ３ 年第 １ ２ 期
氮气气举油井动 态找水技术在中原油 田的应用
汤 涛 ， 戴恩ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ， 孟 莲 香
（ 中原 油 田分 公 司 采 油 工 程 技术 研 究 院 ， 河南 濮 阳 ４ ５ ７ ０ ０ １ ）
摘 要： 氮 气 气举 油井动 态找水是 通过 撬装 氮 气设备从 油井油 套环 空 注入 氮 气来模 拟抽 油 井工作 状 态， 利用 采用 Ｚ ＤＣ一６ Ａ 组合 测 井仪 （ Ｃ Ｃ Ｌ、 伽马、 温度 、 含水、 高精度 压 差 密度仪 、 涡轮 流量 ） 对 油井产 液层进行 分层 测试 ， 通过 资料 分析 ， 了解油井 各产层 的产液 量和含 水状 况 ， 寻找 油 井主要 产水层 ， 以便 采
回压 ； Ｇ ｓ ： 压 井液梯 度 ， ＭＰ ａ ／ ｍ。 其余 阀深度 ： Ｌ ＝ 一 １ ＋Ｌ ｖ ， Ｌ ｖ 一［ Ｐ Ｌ ～Ｐ ｗ ｈ — Ｇｔ ， Ｌ － ］ ／ Ｇ ｓ 。 式中： Ｌ ｖ 一阀之 间 的距 离 ， ｌ 』 ｎ 一阀的深 度， Ｌ 一 一阀 以上 深度 ， Ｇ ｎ 一注气 点 以上 流压 梯度 ， Ｇ 。 一静 液 梯度 ， Ｐ 一气举 阀深度 处 的 油管 压力 ， Ｐ 止 气 举 阀深度处 的 注人 压力 ， Ｐ 一井 口油管 压力 。 １ ． １ ． ３ 气举 阀开启压力 和 阀孔径 设计 阀压 力计 算 ： Ｐ 。 ＝Ｐ ｂ ×Ｃ ／ （ １ －Ｒ） 。 式 中： Ｐ 一 地 面打开 压力 Ｐ ｂ 一井下 关 闭压力 ， Ｒ —Ａｐ ／Ａｂ 。 阀孔 径计 算 ： 首 先 确定 凡 尔所 在 深度 处 的气液 比； 计 算凡尔 所需 要气量 ： Ｑ ＝Ｇ 。 ＊Ｑ 。式 中： Ｑ 一 该凡 尔 所需 气 量 ， Ｇ Ｌ Ｒ 一该 凡 尔 所 需气 液 比， Ｑ 一设 计 产液 量 。对 该凡尔 所需 气量 进行校正 ： Ｑ 一Ｑ Ｃ 。 式中： Ｑ 一 校正 气量 ， Ｃ 一气 体温度 校正 系数 。 选择 嘴子直 径 ： 根 据凡 尔上 、 下流 压力 及校正后气 量查 出 嘴子直径 。 １ ． ２ 产层稳 定流 态控制 技术 １ ． ２ ． １ 注气排 量 优 化 ： 排 出井 筒 内积 液 时 ， 采取 最 大 排量 １ ３ ０ ０ ｍ。 ／ ｈ 。井 筒 内积液 排 出后 ， 逐 渐降低 注 气 排量 至 ７ ０ ０ ｍ。 ／ ｈ， 降 低井 口注 气压 力 ， 增 大产层 压 差 。根据 产层 实际 出液量 大小 ， 相应调整 注气排 量 ， 最终 达到测 试要 求 的稳 定 流态和 产液量 。 １ ． ２ ． ２ 气举 压力 优 化
河南稠油油田氮气辅助蒸汽吞吐技术
平均 含 油饱和 度 降到 了 ２ ～３ ％ ， 均 热 焓 升 高 ５ ５ 平
半径 基本 在 １ ￣２ ０ ０Ｉ 间 。 ｎ之
“ 、 、 、 的地质 特点 。埋 藏 深度 为 ８ ～１１ ３ 浅 薄 稠 散” ６ １ ｍ， 深 小 于 ６ ０ Ｉ 埋 ０ ｎ的 地 质 储 量 占 总 地 质 储 量 的
足现 场实验应 用 ， 针对 河南 稠 油油 田周 期状 况 ， 用 应 稠 油油 藏数值 模 拟 ， 化 了合适 的 注入 时 机 及 氮 气 优
蒸 汽混 注 比 ， 确定 了氮 气 辅 助蒸 汽吞 吐注 入 工 艺 及
方式。
简 称油 汽 比增 幅） 为 试 验 指 标 。 以拟 合 的地 质 模 作 型为基 础 ， 别计 算 了氮气 蒸 汽 比 为 ３ 分 ０ｍ３：１ｔ 下 １ ～９周期 的氮 气助 排效果 ， 结果 如 图 １ 确定 氮 气隔 ，
氮气可 以明显提 高驱 油效 率 ， 随 注氮 量的增 加 ， 且 驱 油效率 逐渐 提高ｎ ， ］ 实验 中以先 注氮 气段塞 、 接着 注
蒸 汽 的方式 注入 ０ ０ 、 ． ０和 ０ １ Ｖ 的氮 气 量 ， ．５０１ ． ５Ｐ 驱油效 率分别 为 ５ ． ３ 、７ ２ 、 ７ ０ 。为 满 １ ６ ５ ． ２ ６ ． ８
热助排 合适 注入 时机 为吞 吐第 三 ～第 七 周期 。
参 照 国 内稠 油 油 田辅 助 注 氮 参 数 瞳 ， （ ５ ］ 以 １ ～
１ 生产 历 史 拟 合 与 单 井 地 质 建模
选 择杨 楼油 田 ＹＱ３区块 、 新庄 油 田的 Ｂ ５ Ｑ ７区
５ ）ｉ １ｔ ５ ｎ ３： 的范 围之 间作 为混 注 比优 化 的 主要 范 围 ， 到第 三～第 七周 期混 合注 氮 的效 果 ， 算 结果 得 计
氮气辅助蒸汽吞吐工艺在稠油油藏的应用
一、油田概况研究区域稠油油藏主要分布在南区及东区，油藏埋深840-960米，油层厚度10-20米，油藏边底水活跃。
稠油经过近二十年高效开发，井间汽窜以及蒸汽超覆造成的油层动用不均等问题成为制约油田开发的主要因素，同时，由于边底水影响，油田产量大幅下滑。
因此，如何提高注汽利用率，扩大油层加热带，对边底水油藏采取行之有效的控水措施，对油田采收率的提高具有重要意义。
二、氮气辅助蒸汽吞吐技术在注蒸汽开采稠油过程中，由于蒸汽与地下原油间密度差引起的重力分异作用和粘度差引起的粘滞指进，以及地层非均质性等因素，导致蒸汽超覆和汽窜现象，造成驱替波及系数小、采收率低。
若在稠油油藏注蒸汽的同时注入氮气，将会有效地改善蒸汽吞吐效果。
三、氮气压水锥技术1.作用机理其机理是利用油水粘度差，注入的氮气首先进入水锥，使其被迫沿地层向构造或油层下部运移，使水锥消失，并且降低油水界面。
同时，由于重力分异作用，氮气从油层底部向顶部运移，从而增加了一个附加弹性能量，延缓了油水界面的恢复。
2.数值模拟研究对于潜山底水油藏注氮气数值模拟研究主要开展了氮气不同粘度、不同注入量、不同注入速度研究。
室内评价认为，在注入氮气量相同条件下，当原油粘度降低时，油藏顶部含气饱和度逐渐增大;随着注入量增加，开采效果变好，当氮气注入量18.3×104m3时，油井开采效果最好，但氮气注入量再增加时，油井开采效果又随之变差;不同注入速度对油井的开采效果影响很小。
四、氮气泡沫调剖技术1.作用机理其机理是利用泡沫剂在地层大孔道中产生的泡沫来降低蒸汽的渗流能力，从而使注汽压力升高，迫使其后注入的蒸汽转向未驱替带，宏观上增大驱替体积，提高波及系数，同时，泡沫剂作为一种表面活性剂，能改善岩石表面的润湿性，提高驱油效率。
2.性能评价利用油田的油砂岩样、脱水原油及其模拟地层水，在室内对国内外几种泡沫剂进行了主要性能评价和筛选。
（1）发泡性及泡沫稳定性。
发泡性是指泡沫形成的难易程度和生成泡沫量的多少，以发泡体积衡量。
河南井楼油田楼资27井区氮气泡沫调驱技术应用研究
t
1 2 ,6 22 0 4.2 34. 82
2 246
3 % 0 . 4 % 0 . 5 % 0. 6 % 1. 0 % ,测 定 其不 同浓 度下 的阻力 因子 由图 1 实 验 结果 表 明 , 蒸 汽 氮气 泡 沫
混注 过程 中 , 泡沫 的 阻力 因子 随 着 发泡 剂 质量 浓 度 的增 大而增 大 , 当质 量浓 度 达到 0 . 5 % 的 时候 , 阻 力 因子增 大 幅度变小 , 所 以从工 程和 经济 上考 虑 , 发 泡 剂质量 浓度选 择为 0. 5 %
表 1 层位
含 油 面 积 / km
楼资 2 7
井 区 1 6 油 层 基本 地 质参 数 皿6
0. 2 2
2. 2
浓 度优化 发泡剂 选 择 3 4 和 5 , 其 质 量 百 分 比选 择从 0 .
模 拟 计 算 地 质储 量 / 1 0 油层深度/ m 平 均 有 效 厚 度/ m 孔隙度 , %
模拟结 束时间 累计 增 油 八
~ 令. 井妞力因子 ,山 , ~ 0 七
0 .3
1 2 勺
姗妞力因子 绷困力 因子 0 .8 0 .9 1. 0
式 采取地 上发 泡 一伴 随 注 人 , 即 氮气 和发 泡 剂 在 地 面 上发 泡再 和蒸 汽一 起 注人 地 层 ; 第二种采取地
脱 气 原 油 密 度/ (g
宁 由藏 涓 彦 C
cm 一 3)
0. 9698
2 5. 2
脱气 原 油 粘度 / ( mP a 原 始 地 层 压 力/ M Pa
)
18 7 49
3
氮气 泡 沫 调 剖 参数 优 化 延 3习 一
氮气抑水增油技术应用分析
氮气抑水增油技术应用分析
氮气抑水增油技术是一种利用氮气驱出油井中的水分子，同时将氮气带入油砂中，使
其展开和渗透，从而提高油井产量的技术。
该技术是在地下油层的开采过程中应用的一种
先进技术。
氮气抑水增油技术的应用主要包括以下几个方面：
1. 氮气抑水：在油井开采过程中，水是一个常见的问题，它不仅会阻碍油的产出，
还会引起地层的压力增加，导致开采工作难以进行。
氮气抑水技术通过注入氮气，将其与
水分子发生反应，从而将水分子驱出。
这样就可以减少水在油井中的积聚，确保油井正常
运行。
2. 氮气增油：氮气在注入油井后会在地下形成气泡，这些气泡会形成压力，迫使原
本在地下的油液向井口运动。
氮气还会促进油井中的油液膨胀，降低油的粘度，使其更容
易流动。
这样就能够增加油井的产量。
3. 氮气驱油：氮气可以取代部分水/蒸汽作为驱油剂，通过改变地下油层的物理性质，使其对油有更好的渗透性。
氮气的低渗透性和高温性质使其能够更好地渗透油层，达到驱
油的目的。
4. 氮气气举技术：氮气气举技术是一种利用氮气代替传统的水泵或电动泵提高油井
产量的技术。
氮气通过注入油井，通过压力使油井中的油液产生涌动，并将其推到井口。
这种方法具有简单、安全、高效、节能等优点，因此得到了广泛的应用。
氮气在石油开采领域中的应用
氮气在石油开采领域中的应用氮气，国外已作为强化采油气体。
美国太阳石油公司原注天然气，如停注最多只能再生产一年；后采用注氮，可再持续生产20年。
美国七十年代开始用含氮气85%以上和含二氧化碳15%以下的烟道气进行提高油田采收率研究和工业试验。
至八十年代中期，日注氮气量总计达到1500万米3（每年50亿米3以上）。
1986年，美国用氮气驱油的油田增加28.6%。
1987年5月，美国德士古公司获准在埋藏41砂层的区块上进行注氮作业，在进行的三个注氮周期中，在每一个周期内，15天注氮110万米3。
由于注氮成功，该区块获增产原油约0.88万吨。
氮气作为“驱油气体”，要求无油无水的干燥氮，纯度99.99%以上，注入压力20~60兆帕，目前广州惠临空气分离设备有限公司专业研制的制氮机设备都能生产出高纯度无油无水的干燥氮，能够满足“驱油气体”各方面的要求。
1985年5月4日，我国首次氮气泡沫压裂在辽河油田施工成功，标志着我国氮气泡沫压裂工艺技术已向国际先进水平起步。
施工中，氮气排量每分钟为540米3，累计用氮气量19879米3，液氮量28.56米3。
施工新用设备中，有液氮泵车4台、45米3贮液罐2个、液氮罐车1台。
施工结束后反排顺利，日产油从压前4吨增加到压后的13吨。
中原油田、大庆油田在压裂增产中，也应用了挤入液氮助排的方法。
从1997年起，天津梅塞尔分别向辽河、江汉、胜利三大油田提供了六套油田制氮机现场制氮注氮装置，用于三次采油来提前采收率，经几年运行均取得可喜成果。
2000年，天津梅塞尔生产的车载式制氮注氮装置NPU-600/25EF-L成功地应用于滇黔贵油田云南云参1号欠平衡钻井，这是中国首次在油田欠平衡钻井中使用现场制氮机制氮注氮装置。
这个具有90年代国际先进水平的欠平衡氮气泡沫钻井技术，是天津梅塞尔与胜利油田钻井工艺研究所共同开发的。
2000年底，天津梅塞尔与中国石油天然气总公司四川石油管理局签订合同，为其承包伊朗石油钻井提供一套“欠平衡空气泡钻井系统装置”，制氮机设备制气能力7200m3/h（标态），注气压力150MPa、柴油机驱动、车载撬装式、合同金额达180万美元，使天津梅塞尔的这一技术第一次走出国门。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
氮气抑水增油技术在河南古城油田的推广及应用
【摘要】河南油田常采区块在注水开发过程中，由于井组间平剖面矛盾突出，油井含水上升快，部分井水淹严重，为了稳油控水，利用氮气抑水增油的特点，促使油藏压力重新分布，改变驱油剖面，提高油藏采收率，实现老区稳产，找出实现油井增产的原因，为今后注氮优选油井提供了很好的科学依据。
【关键词】高含水氮气机理效果
1 前言
河南古城油田常采区块自1987年开始投产以来，历经了常规降压、笼统注水、分层注水、调整完善四个生产开发阶段。
目前属于注水开发后期，含水上升快、产量自然递减加快，部分井水淹严重。
由于氮气泡沫具有对高含水层和高渗透带的选择性封堵及提高驱
油效率的作用，因此可以利用向厚油层中注氮气泡沫的方法来控制厚油层水窜，挖潜厚油层中的剩余油。
为了达到稳油控水的目的，利用氮气的抑水增油的特性，促使油藏压力场重新分布，改变驱油剖面，提高油藏的采收率，从而实现老区稳产。
2 注氮气抑水增油提高油井采收率工艺技术
2.1 注氮气提高采收率的机理
注氮气提高采收率的机理可归纳为：
（1）注氮气有利于保持地层压力，注入地层后具有一定的弹性势能，其能量释放可起到良好的气举、助排作用；
（2）注入油藏的氮气会优先占据多孔介质中的油孔道，将原来呈束缚状态的原油驱出孔道成为可流动的原油，从而提高驱油效率；
（3）非混相驱替作用：氮气、油、水三相形成乳状液，降低了原油的粘度，从而提高了驱油效率。
注入的流体和油藏流体间出现重力分离，形成非混相驱，可提高油藏在纵向上的动用程度，从而改善开发效果。
3 注氮气泡沫调驱技术的现场实施3.1 工艺流程
工艺流程由以下两部分组成：
a.氮气系统：氮气的产生、计量、增压、注入都由氮气车完成；
b.井口流程。
3.2 工艺参数的优化3.3.1 注入压力
氮气注入压力根据各井的井底压力来决定。
3.3.2 注氮量
注氮量等于井下空隙体积与地层压力之积。
q =πr2*h*φ*λ*p；
q：注氮量；r
：注入半径（根据注氮前液量决定）；
h：水淹油层的有效厚度φ：水窜层的平均孔隙度；p：地层压力；λ：注入系数；
3.3.3 压井方式
现场一般根据不同情况实施不同的压井液，实施氮气堵水技术初期，采用盐水压井，但是氯离子较高，影响分析边水是否抑制效果，目前采用清水压井方式。
进行焖井1天～2天，根据套压变化，确保氮气扩散程度。
当套压低于2兆帕时，可开抽生产。
3.4 选井要求
3.4.1 根据受效类型选井
（1）受边水影响的高含水井，特点是氯离子高的油井。
（2）受注入井影响的水窜、聚驱油井，多次堵水、调配无效的高含水油井。
（3）无注水对应、能量补充，依靠降压开采的油井。
3.4.2 根据油井产状选井
（1）根据液量选井：一般优选地层能量较高、液量大于20吨的油井。
（2）根据含水选井：优选含水一般在90%以上的油井。
4 氮气抑水增油见效分析及评价
河南古城油田于2011年9月份对古城油田泌124区的第一口油井，古3507井进行注氮抑水增油实验，取得了显著的效果，周期累计增油182.7吨。
2012年该油田加大了对高含水井的氮气实验，截至2012年底共计实施了50井次，其中有效井41次，注氮有效率为82.0%。
日均增油19.7吨，累计增油7496.1吨。
4.1 典型见效井效果分析
油井古3506于2012年5月30日进行堵水，生产iv2.5层，开抽后100%含水，于6月30日注氮15000标方，注入压力7.7兆帕，开抽后该井注氮见产，目前产油仍为3.5吨左右，累计增油671.6吨。
4.2 油井注氮后指标变化情况
（1）液量变化情况分析：无论注氮后有效、还是无效井，液量下降井的比例都较大，氮气确实起到了控水的作用。
（2）液面变化情况分析：注氮效果有效井，能量下降井比例为75%，所占比例较大。
4.3 见效特征与注氮参数的关系：4.3.1 每米注氮量与增油的关系
每米注氮量4000标方：周期增油大于50吨的井占33%。
说明：每米注氮量在2000标方～4000标方时注氮效果较好。
4.3.2 采出程度与增油的关系
采出程度70% ：周期增油大于50吨的井占0%；
说明：采出程度3.5：周期增油大于100吨的井占43%；
说明：渗透率级差在1.5～3.5时注氮效果差，渗透率极差越小效果越好。
4.3.4 生产层数与增油的关系
单层油井注氮后效果好、一般的井所占比例较大，双层、多层油
井注氮后效果差、无效的井比例较大。
5 氮气抑水增油技术效益分析
古城油田3个常采区块，2012年共累计注氮50井次，累计增油7496.1吨，累计产出573.45万元，投入产出比为1：3.5，随着注氮有效井次的增多和有效期的延长，注氮措施的经济效益指标将得到进一步的改善。
6 结论
（1）注入氮气相进入进入地层，优先占据原油孔道，减少死空隙体积，降低剩余油饱和度，提高驱油效率。
（2）氮气的膨胀作用分散和改变了原油流动形态，增强原油流动性，加速地层中的原油返排。
参考文献
[1] 李士伦，等.注氮提高石油采收率技术[m].四川科学技术出版社，2001
[2] 刘应学，赵立强，等氮气泡沫调驱技术在注水井的应用[c].江汉石油职工大学学报，2007。