氮气驱提高采收率机理与应用
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胜利油田
氮气驱提高采收率 机理与应用
2008年6月 胜利油田分公司
目录
一、氮气基本性质 二、氮气驱驱替类型和机理 三、氮气驱现场应用的优势和影响因素 四、氮气驱在国内外的应用 五、氮气驱在樊29块的前期试注总结 六、认识
一、氮气基本Байду номын сангаас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。N2临界压缩 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175.44×10-7mPa·S，气体热导率 为0.02475W／(m·K)；温度为123K时，液体粘度为 0.038mPa·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。
二三、、氮试气驱验现区场应块用筛的优选势和影响因素
目录
一、氮气基本性质 二、氮气驱驱替类型和机理 三、氮气驱现场应用的优势和影响因素 四、氮气驱在国内外的应用 五、氮气驱在樊29块的前期试注总结 六、认识
二、氮气驱驱替类型和机理
1、单独注氮气驱
（有（（层气（ 会限，的23451抽））））量在非提注循注多的 含 混原NN环次蒸 油 相油222接注非 重 压中发 气 驱触氮混 力 水的和 构 替混气轻相 驱 锥抽造作相烃：驱：驱提顶用组向替是其替；部。分地：指原：二注第，向层其对理另是入二地中作倾主一注，N层注方用斜要2气氮，中面入机的有注后气利又N理、三入，的用会2主垂个时氮油重向重气要向方，原气力力时有 渗 面由油间分分，中四 透 。于的异异氮溶条 较 第N气界驱作解2： 高 一在一面替用，一 的 ，方原张作但保面是 地 氮油 力及持用气抽 进远地或。就提入小层部在会能气于 水 分 向 进力相油 中 保 油 入大，于直水 的 持 层 微溶到间 溶 油 注 构解气的解藏入造能液界性压氮高力达面非力气部，到张常。后位因平此衡力差它，形，而，要由成(约有混但求于次4较相倍有油重生大。)良层力小量但，好具分气的是而轻，的 有 异顶油烃当膨 足 ，，气组氮胀 够 注从密分气性 高 入而度被在， 的 的增抽生差有 垂 氮加提产又 大利向异了缓井 为于于渗和一了底重油保透移个油突质水 持 率 动 附 水破原油 ， 加 界(密时油>，而0藏 并 的 面度.2其逐压 且 弹 的差u强渐力注性恢(m约烈失2。入能复的去6)，.但速量。7抽流以倍是度，第提动便)作性，应驱三，使用，注当替，从使直油纯小顶氮而原至气于部气N减油产在2临原不小会不生垂界油溶断固了导向失态速 向于毛致上去沉度 下水管露轻积能移，V力点质，c有动较的压，组使效，少作力使分油地延溶变井用上重分； 三力于的是足油产氮以，能气 维 且急能 持 具剧下够 密 有降进 度 良。入较好而水小的且波的膨，及胀N注2N不性与2混到，原相的驱油驱微油分比孔时离CO隙弹，2和； 性以烃四 能便类是 量抑气氮 大制体气 ，粘混的 能相性 注升指保驱入，进持要可从的地求有 而 形 层的效 引 成 压条件增 起 ， 力高加 地 从 ，，地层而有实层中提利施的液高于的弹体波减难度性的及缓大能析系底，量出数水适。锥用进的。范围较窄。
二、氮气驱驱替类型和机理
2、氮气泡沫驱
常用的氮气泡沫驱有氮气泡沫热水驱、氮气泡沫和水交替驱、氮气泡沫调
驱等几种形式，其作用机理大体相同。主要有以下几个方面：
((15))保 提持高地洗层油压效力率，：增起加泡弹剂性本能 身量 是。 一种活性很强的阴离子型表面活性剂，能较大幅 (度2)降稀低释油降水粘界：面在张高力压，下改，善氮岩气石能表部面分润溶湿解性于，原使油原，来使呈原束油缚膨状胀的，油降通低过原油油水粘乳度化。、 同液时 膜氮置气换溶等解方使式原成油为体可积流膨动胀的，油膨。胀油将水挤出孔隙空间，使排驱的油相相对渗 透(6)率调高剖于作吸用吮：时一的是水泡相沫相对对高渗渗透透率带，的发选生择相性对封渗堵透：率高转渗换透，带有阻利力于小油，流气流体动会。优先 (进3)入堵，水占不据堵孔油隙：的泡大沫部具分有空“间遇，油减消少泡液、相遇的水饱稳和定度”，的从性而能降，低它液在相含的油流饱动和能度力高。的 油二层 是部泡位沫易对溶高于含油水，层不的起选泡择，性不封堵堵塞：孔泡隙沫孔对道含，油提饱高和油度相比渗较透敏率感；，而在在含水油层饱中和能度 够发泡、增粘，降低水相渗透率，从而有效地提高波及系数及驱油效率。 低的地方，能形成稳定的强泡沫，产生有效的封堵。三是泡沫封堵后能产生液流 (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道， 从转而 向防作止用热：水对的高突含进水。层因和此高，渗注透热带水产的生同有时效注封入堵氮后气，泡注沫入，水可产扩生大液热流水转加向热作半用径，， 增扩加 大热波水及体的积波，及提体高积驱。油效率。四是泡沫中的气组分在气泡破裂后产生重力分异， 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。
目录
一、氮气基本性质 二、氮气驱驱替类型和机理 三、氮气驱现场应用的优势和影响因素 四、氮气驱在国内外的应用 五、氮气驱在樊29块的前期试注总结 六、认识
三、氮气驱现场应用的优势和影响因素
氮气驱开发方式的有利因素 :
① 氮气是非腐蚀性的惰性气体，在工艺上不存在防腐问 题，无水质问题，可避免一整套比较复杂的处理水质的工 艺流程设备；② 吸气能力强，能保持稳定，容易实现注 采平衡；③ 注气流压低于注水流压，有利于避免裂缝张 开，防止产生窜进现象；④ 油井见注入气的情况比见注 入水的情况简单，比较容易管理；⑤ 气源广，可以就地 取材，不需要管道输送，现有的制氮、分离、注入技术和 设备能够完全满足需要，有坚实的物质基础；⑥压缩系数 比气顶气、烟道气和CO2的都大，有利于增加地层能 量．而且注氮气效果与注干气相近，成本相对要低得多， 同时也可以防止大气污染；⑦对于低渗透储层、正韵律储 层可以大大提高采收率，比注水效果好得多。⑧ 受矿化 度影响很小，能解决注水困难或水敏性油藏的很多问题。
氮气驱提高采收率 机理与应用
2008年6月 胜利油田分公司
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一、氮气基本性质 二、氮气驱驱替类型和机理 三、氮气驱现场应用的优势和影响因素 四、氮气驱在国内外的应用 五、氮气驱在樊29块的前期试注总结 六、认识
一、氮气基本Байду номын сангаас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。N2临界压缩 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175.44×10-7mPa·S，气体热导率 为0.02475W／(m·K)；温度为123K时，液体粘度为 0.038mPa·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。
二三、、氮试气驱验现区场应块用筛的优选势和影响因素
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一、氮气基本性质 二、氮气驱驱替类型和机理 三、氮气驱现场应用的优势和影响因素 四、氮气驱在国内外的应用 五、氮气驱在樊29块的前期试注总结 六、认识
二、氮气驱驱替类型和机理
1、单独注氮气驱
（有（（层气（ 会限，的23451抽））））量在非提注循注多的 含 混原NN环次蒸 油 相油222接注非 重 压中发 气 驱触氮混 力 水的和 构 替混气轻相 驱 锥抽造作相烃：驱：驱提顶用组向替是其替；部。分地：指原：二注第，向层其对理另是入二地中作倾主一注，N层注方用斜要2气氮，中面入机的有注后气利又N理、三入，的用会2主垂个时氮油重向重气要向方，原气力力时有 渗 面由油间分分，中四 透 。于的异异氮溶条 较 第N气界驱作解2： 高 一在一面替用，一 的 ，方原张作但保面是 地 氮油 力及持用气抽 进远地或。就提入小层部在会能气于 水 分 向 进力相油 中 保 油 入大，于直水 的 持 层 微溶到间 溶 油 注 构解气的解藏入造能液界性压氮高力达面非力气部，到张常。后位因平此衡力差它，形，而，要由成(约有混但求于次4较相倍有油重生大。)良层力小量但，好具分气的是而轻，的 有 异顶油烃当膨 足 ，，气组氮胀 够 注从密分气性 高 入而度被在， 的 的增抽生差有 垂 氮加提产又 大利向异了缓井 为于于渗和一了底重油保透移个油突质水 持 率 动 附 水破原油 ， 加 界(密时油>，而0藏 并 的 面度.2其逐压 且 弹 的差u强渐力注性恢(m约烈失2。入能复的去6)，.但速量。7抽流以倍是度，第提动便)作性，应驱三，使用，注当替，从使直油纯小顶氮而原至气于部气N减油产在2临原不小会不生垂界油溶断固了导向失态速 向于毛致上去沉度 下水管露轻积能移，V力点质，c有动较的压，组使效，少作力使分油地延溶变井用上重分； 三力于的是足油产氮以，能气 维 且急能 持 具剧下够 密 有降进 度 良。入较好而水小的且波的膨，及胀N注2N不性与2混到，原相的驱油驱微油分比孔时离CO隙弹，2和； 性以烃四 能便类是 量抑气氮 大制体气 ，粘混的 能相性 注升指保驱入，进持要可从的地求有 而 形 层的效 引 成 压条件增 起 ， 力高加 地 从 ，，地层而有实层中提利施的液高于的弹体波减难度性的及缓大能析系底，量出数水适。锥用进的。范围较窄。
二、氮气驱驱替类型和机理
2、氮气泡沫驱
常用的氮气泡沫驱有氮气泡沫热水驱、氮气泡沫和水交替驱、氮气泡沫调
驱等几种形式，其作用机理大体相同。主要有以下几个方面：
((15))保 提持高地洗层油压效力率，：增起加泡弹剂性本能 身量 是。 一种活性很强的阴离子型表面活性剂，能较大幅 (度2)降稀低释油降水粘界：面在张高力压，下改，善氮岩气石能表部面分润溶湿解性于，原使油原，来使呈原束油缚膨状胀的，油降通低过原油油水粘乳度化。、 同液时 膜氮置气换溶等解方使式原成油为体可积流膨动胀的，油膨。胀油将水挤出孔隙空间，使排驱的油相相对渗 透(6)率调高剖于作吸用吮：时一的是水泡相沫相对对高渗渗透透率带，的发选生择相性对封渗堵透：率高转渗换透，带有阻利力于小油，流气流体动会。优先 (进3)入堵，水占不据堵孔油隙：的泡大沫部具分有空“间遇，油减消少泡液、相遇的水饱稳和定度”，的从性而能降，低它液在相含的油流饱动和能度力高。的 油二层 是部泡位沫易对溶高于含油水，层不的起选泡择，性不封堵堵塞：孔泡隙沫孔对道含，油提饱高和油度相比渗较透敏率感；，而在在含水油层饱中和能度 够发泡、增粘，降低水相渗透率，从而有效地提高波及系数及驱油效率。 低的地方，能形成稳定的强泡沫，产生有效的封堵。三是泡沫封堵后能产生液流 (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道， 从转而 向防作止用热：水对的高突含进水。层因和此高，渗注透热带水产的生同有时效注封入堵氮后气，泡注沫入，水可产扩生大液热流水转加向热作半用径，， 增扩加 大热波水及体的积波，及提体高积驱。油效率。四是泡沫中的气组分在气泡破裂后产生重力分异， 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。
目录
一、氮气基本性质 二、氮气驱驱替类型和机理 三、氮气驱现场应用的优势和影响因素 四、氮气驱在国内外的应用 五、氮气驱在樊29块的前期试注总结 六、认识
三、氮气驱现场应用的优势和影响因素
氮气驱开发方式的有利因素 :
① 氮气是非腐蚀性的惰性气体，在工艺上不存在防腐问 题，无水质问题，可避免一整套比较复杂的处理水质的工 艺流程设备；② 吸气能力强，能保持稳定，容易实现注 采平衡；③ 注气流压低于注水流压，有利于避免裂缝张 开，防止产生窜进现象；④ 油井见注入气的情况比见注 入水的情况简单，比较容易管理；⑤ 气源广，可以就地 取材，不需要管道输送，现有的制氮、分离、注入技术和 设备能够完全满足需要，有坚实的物质基础；⑥压缩系数 比气顶气、烟道气和CO2的都大，有利于增加地层能 量．而且注氮气效果与注干气相近，成本相对要低得多， 同时也可以防止大气污染；⑦对于低渗透储层、正韵律储 层可以大大提高采收率，比注水效果好得多。⑧ 受矿化 度影响很小，能解决注水困难或水敏性油藏的很多问题。