特超稠油油藏注氮气辅助蒸汽吞吐提高采收率技术

2010年3月断块油气田段塞蒸汽驱提高超稠油油藏采收率技术及其应用李志强刘先勇孙宁宋洁娴张万才魏勇舟（胜利油田分公司滨南采油厂，山东滨州256606）摘要目前超稠油开发以蒸汽吞吐为主，但单井吞吐的蒸汽波及范围较小，且随着注气吞吐周期轮次的增加，注入蒸汽对油井近井地带油层的冲刷溶蚀作用越来越明显，油层存水率逐渐升高，采出液也逐渐呈现高含水的特征，导致超稠油油藏开发效果逐渐变差。

为了提高超稠油油藏的最终采收率，通过对开发方式的模拟研究，确定了段塞汽驱开发试验，实现了对地层能量的补充，扩大了蒸汽波及范围，有效提高了蒸汽利用率，同时针对汽窜影响，开展专项治理。

针对单家寺油田单56块油藏特点，对蒸汽速度、段塞长度及注采比参数进行了优化，合理调整生产参数，采用高温泡沫剂和注氮气混合高温发泡剂与蒸汽混注，对高渗层采用有效封堵等技术，现场应用获得成功，使边底水中厚层砂岩超稠油油藏蒸汽采油速度、累积油气比和最终采收率得以提高。

关键词超稠油开发；采收率；开发方式；段塞汽驱；汽窜中图分类号：TE345文献标识码：A文章编号：1005-8907（2010）02-246-04EOR technology on ultra-heavy oil reservoir and its application with slug steam driveLi Zhiqiang Liu Xianyong Sun Ning Song Jiexian Zhang Wancai Wei Yongzhou (Binnan Oil Production Plant,Shengli Oilfield Company,SINOPEC,Binzhou 256606,China)Abstract:At present,the development of ultra-heavy oil is mainly steam stimulation,but single well steam stimulation only sweeps a small area.Along with the increase of steam injection cycle rounds,the denudation of injected steam to the immediate vicinity of wellbore of oil well is more and more obvious,with the water storage rate of reservoir increased gradually and with the high water content presented in produced fluid,which results in a gradual deterioration of development effect in ultra-heavy oil reservoir.In order to improve the ultimate recovery factor of ultra-heavy oil reservoir,the development test of slug steam drive is conducted and the supplement of producing energy is realized through the simulation of development mode.The area of steam sweeping is expanded,effectively improving the steam utilization ratio.At the same time,special treatments are carried out for the impact of steam channeling.Aiming at the reservoir features of Shan56Block,steam velocity,slug length and the parameter of injection-production ratio are optimized and the production parameters are adjusted rationally.The techniques of mixing the high-temperature foaming agent and nitrogen with high-temperature foamer and steam and the effective plugging for high permeability reservoir are adopted to ensure the success of key technology in field application,which improves the oil production rate of ultra -heavy oil reservoir with edge-bottom water in medium-thick sandstone,and the cumulative oil-gas ratio and ultimate recovery factor.Key words:development of ultra-heavy oil,recovery ratio,development mode,slug steam drive,steam channeling.引用格式：李志强，刘先勇，孙宁，等.段塞蒸汽驱提高超稠油油藏采收率技术及其应用［J ］.断块油气田，2010，17（2）：246-249.Li Zhiqiang ，Liu Xianyong ，Sun Ning ，et al.EOR technology on ultra-heavy oil reservoir and its application with slug steam drive ［J ］.Fault-Block Oil &Gas Field ，2010，17（2）：246-249.断块油气田FAULT-BLOCK OIL &GASFIELD 第17卷第2期目前稠油开采主要采用2种注蒸汽热采方式［1］，一是蒸汽吞吐，蒸汽吞吐经济风险较小，通常初期采油速度可高达3％～8％，经济效益较高，但采收率仅有10％～20％。

氮气辅助措施在稠油热采中的应用摘要通过注氮气改善蒸汽吞吐效果，将氮气辅助措施应用在稠油热采中的方法作为提高吞吐阶段采收率，减缓超稠油产量递减提供一条有效途径，目前在新疆、辽河、胜利等油田已有应用，而且取得了很好的效果。

本文分别从氮气辅助措施提高稠油热采开发效果的机理、氮气辅助措施改善稠油热采的敏感因素以及氮气辅助措施改善稠油热采效果的参数优化选择三个方面来对氮气辅助措施在稠油热采中的应用进行深刻的剖析和说明。

A关键词氮气辅助；蒸汽吞吐；稠油热采；实际应用中图分类号TE357 文献标识码 A 文章编号1673-9671-(2012)051-0152-021 氮气辅助措施提高稠油热采开发效果的原因与机理分析1.1 添加氮气可以提高稠油热采开发效果的原因添加氮气可以提高稠油热采开发效果的原因主要包括如下几点：一是可以保持地层压力，延长吞吐周期；二是可以使原油的溶气膨胀，改变饱和度分布，加快原油排出；三是界面张力降低可以提高驱油效率；四是注入氮气可以减小热损失；五是注入氮气可以增加波及体积；六是注入氮气可以提高原油的回采率。

1.2 添加氮气可以提高稠油热采开发效果的机理1）原油粘度下降及膨胀的机理。

由于氮气溶解降粘率及膨胀系数不十分显著，注氮气溶解降粘和膨胀作用不是改善蒸汽吞吐效果的主要机理。

2）泡沫油的机理。

注入氮气后，氮气虽然少量溶解与超稠油中，但当进行吞吐生产时井底压力下降，气体从原油中析出，对于超稠油，溶解在原油中的气体以微气泡的形式存在而不易脱出，即形成泡沫油，而泡沫油的粘度比原始的超稠油粘度低很多，这对超稠油吞吐开采是非常有利的。

3）增加地层弹性能量的机理。

注入的氮气增加了油藏能量，在吞吐回采过程中，溶解在油中的氮气改善油的渗流阻力，呈游离状态的氮气形成气驱，增加了驱动能量。

4）改善蒸汽波及体积的机理。

注蒸汽后紧接着注氮气或蒸汽氮气同注时，氮气携带部分热量迅速进入油藏深部和上部，增加了蒸汽的波及体积。

稠油油藏提高采收率新思路摘要：稠油油藏是一类特殊的油气藏，与常规油藏有许多不同之处，稠油属于低品位石油资源，原油粘度高，开采难度大、投资高，但稠油在油气资源中占有很大的比例，如何提高稠油油藏采收率是开发稠油的重要课题。

热力采油是当今稠油开采主要技术，本文回顾了蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD等常规热力开采稠油技术的基本原理及这些技术的局限之处，介绍了几种提高稠油油藏采收率的新思路 (如强底水稠油油藏双水平井油水同采、改善特稠油油藏SAGD开发效果的智能完井和溶剂添加技术、水平井交互蒸汽驱技术、双水平井连接U型井加热技术等)，在目前成熟的稠油热采开发技术基础上，探索强化采油、改善开发效果的新技术、方法。

关键词：稠油油藏；热力采油；蒸汽吞吐；蒸汽驱；SAGD一、研究背景世界石油资源总量约为9-13万亿桶。

剩余可采储量中常规原油占47%，而稠油和沥青占53%；稠油沥青资源主要分布在委内瑞拉（48%）、加拿大（32%）、俄罗斯、美国、中国、伊拉克、科威特等。

中国目前已在12个盆地发现了70多个稠油油田，探明储量40亿吨。

储量最多的是辽河油田（23亿吨），而后依次是胜利油田、克拉玛依油田和河南油田，海上稠油集中分布在渤海地区。

1.稠油开采技术稠油开采技术主要分为热采和冷采两类。

蒸汽吞吐是稠油热采的最主要的开发方式之一，作业较简单、产油速度高、见效快，蒸汽吞吐加热区域有限，因此采收率仅为15-20%；蒸汽冷热周期变化，对井筒的损害较大；蒸汽吞吐作业周期长，时效性低。

蒸汽驱是最为有效的热采技术。

注入的高干度蒸汽不但可以降低原油粘度，还可以补充地层能量，采收率为约40%。

蒸汽驱油开发效果受油藏深度影响很大，我国的稠油埋藏普遍较深，高温蒸汽在通过较长的井身时会损失大量的热量。

火烧油层是稠油热采中应用最早的一种EOR方法。

对热量利用高，适应油藏范围更加广泛采收率为约50%.需要连续向油层中注入空气，高压、大排量空气压缩机常年连续工作，对设备性能要求较高。

浅析稠油油藏注氮气辅助蒸汽吞吐的应用—化工管理2016年12月浅析稠油油藏注氮气辅助蒸汽吞吐的应用—化工管理杨凯（辽河油田欢喜岭采油厂热注作业一区，辽宁盘锦124010）摘要：注氮气可以改善蒸汽吞吐效果，目前在国内新疆、辽河、胜利等油田已有应用，取得了很好的效果。

开展稠油油藏注氮气提高采收率，尤其是辽河油田，多数为稠油油藏，吞吐注蒸汽的过程中注入氮气，有效减缓稠油产量递减，本文结合其注氮适应性、作用机理、操作参数进行粗浅的探索。

关键词：辽河油田；稠油油藏；蒸汽吞吐；采收率；氮气；蒸汽；采收率目前我国已开发油田的标定采收率为32.3％，仍然有60%以上的地质储量需要采用新工艺、新方法、注入新介质进行开采，提高采收率有较大的余地。

提高采收率工作是油田开发工作者永恒的主题。

目前蒸汽吞吐使用各种助剂改善吞吐效果，助剂主要有天然气、氮气、溶剂(轻质油)及高温泡沫剂(表面活性剂)，生产周期延长，吞吐采收率由15%提高到20%以上。

20世纪70年代美国和加拿大不仅开展了室内实验，而且对不同的油藏进行了注氮气开发。

89年我国开始了注氮气开发油田的实验，到90年代中期，由于膜分离制氮技术在中国的发展，为氮气在油田开采上的应用提供了有利条件。

目前辽河油田、克拉玛依稠油油藏应用广泛。

1注氮气加蒸汽吞吐提高开发效果的机理通过氮气加蒸汽注入稠油油藏，保持地层压力，延长吞吐周期，通过实践数据可使吞吐时间延长1~2个月。

原油溶气膨胀，改变饱和度分布，加快原油排出。

随着注入气量的增加，原油溶解气膨胀相当于增加了地层含油饱和度，也提高了油相的相对渗透率。

底部含油饱和度较高，溶气膨胀是注氮气提高采收率的一个重要原因。

界面张力降低可以提高驱油效率，油氮气的界面张力比油水之间的界面张力降低了近70%，有利于提高驱油效率.注氮气减小热损失，环空注氮气，可改善隔热效果，提高井底蒸汽干度,降低套管温度，保护套管。

注氮气增加波及体积，在注蒸汽的同时注入氮气，在油层中可扩大加热带。

[收稿日期]20050731 [作者简介]李睿姗(1969),女,1991年大学毕业,硕士,高级工程师,现从事提高采收率研究工作。

稠油油藏氮气辅助蒸汽增产机理试验研究李睿姗,何建华,唐银明刘万琴,甘奕梅,王晓春 (江汉油田分公司勘探开发研究院,湖北潜江433124)[摘要]针对面120块稠油油藏特点,开展了氮气辅助蒸汽增产机理研究。

通过分析温度、氮气对原油粘度的影响,对比不同注氮量、不同注入方式等对蒸汽驱油效果的影响,弄清了氮气辅助蒸汽增产的机理主要表现在:①氮气辅助后增加携热能力,降低残余油饱和度;②氮气的压缩膨胀作用分散和改变了原油流动形态,增强了原油流动性;③扩大蒸汽的波及体积,补充地层能量,提高回采水率;④强化蒸汽蒸馏效应。

此外,氮气对原油粘度影响较小,原油降粘仍是高温蒸汽的作用。

[关键词]稠油油藏;蒸汽吞吐;蒸汽驱;氮气;驱油机理[中图分类号]T E357144[文献标识码]A [文章编号]10009752(2006)01007204稠油以其丰富的资源,激励着人们为开采技术的不断发展和改进而不懈努力。

蒸汽吞吐是一种相对简单和成熟的注蒸汽开采技术,目前仍在委内瑞拉、美国和加拿大广为应用,该技术的发展趋势主要在于应用各种助剂改善吞吐效果。

如注蒸汽的同时加入高温泡沫剂能够调整吸汽剖面;注入天然气可降低原油粘度、增加油层的加热体积及油层能量,在回采过程中发挥气驱助排作用;注入溶剂对于粘度很高的特稠油有溶解降粘作用[1]。

此外,空气、二氧化碳、烟道气等也可用于蒸汽吞吐开采中,用于改善稠油油藏开采。

这些措施均能增加周期产量及油汽比,提高油层动用程度,延长吞吐开采周期,改善蒸汽吞吐效果。

八面河油田面120区块属于中低渗透、非均质细粉砂岩普通稠油油藏。

自2004年底运用蒸汽吞吐采油技术以来已累计产油1914@104t,综合含水40%左右,取得了一定的效果。

但随着吞吐周期增加,逐渐暴露出许多问题,主要表现在注汽压力高、关井扩散慢;蒸汽热损失大,不能有效加热油层;蒸汽吞吐有效期较短,油气比较低,返排水率低。

稠油油藏注氮气提高采收率技术研究20世纪70年代美国和加拿大不仅开展了室内实验，而且对不同的油藏进行了注氮气开发。

89年我国开始了注氮气开发油田的实验，到90年代中期，由于膜分离制氮技术在中国的发展，为氮气在油田开采上的应用提供了有利条件。

注氮气改善蒸汽吞吐效果在新疆、辽河、胜利等油田已有应用，取得了很好的效果。

一、注氮气开采机理1.注氮气开发油田通常通过以下机理来提高原油采收率：1.1多次接触混相驱(包括作为驱替CO2、富气或其它驱替剂与地层原油混相段塞的后缘注入或者气水交替注入混相驱)；1.2多次接触非混相驱或近混相驱；1.3循环注气保持地层压力；1.4顶部重力驱。

混相驱或非混相驱适于油层物性较差、原油中含一定溶解气、原油重度在38~51oAPI(0.8348~0.7753)、油气藏埋藏较深的轻质油藏；循环注气保持地层压力，适于注水效果差、低孔隙、低渗透、原油重度在31~60oAPI范围、埋藏较浅的油藏；而重力驱适合于油层物性好、埋藏较深、闭合高度大的盐丘或背斜油藏。

2.混相驱2.1连续注入氮气混相驱氮气很难与油藏原油发生一次接触混相，但在足够高的压力下可与许多油藏原油达到蒸发气驱动态混相，即注入的氮气与油藏原油之间经过多次接触和多次抽提，原油中的中间烃组分不断蒸发到气相中，当气相富化到一定程度时便与原油达成混相。

2.2注氮气推动易混相气体段塞混相驱注氮气要求原油的轻烃和中间烃含量高，故一般来说实施的难度比较大且适用范围较窄，但却较之于注CO2和烃类气体具有资源丰富、价格低廉的优点。

为了充分利用CO2和烃类气体易混相的特点，同时也为了降低使用CO2和烃类气体的成本，可通过注氮气推动CO2或烃类气体段塞混相驱来提高采收率，其开采机理与CO2和烃类气体混相驱机理相似。

如果易混相气体段塞的尺寸选择合理，则用氮气推动混相段塞的驱油效果会比连续注入氮气效果较好，经济效益会更高。

2.3交替注氮气注水混相驱在注氮气驱过程中，由于氮气的粘度远低于油藏原油，产生的流度比会造成前缘气体的粘性指进。

氮气辅助蒸汽吞吐技术研究及在大庆稠油油藏的应用
贾娜
【期刊名称】《石油地质与工程》
【年(卷),期】2013(027)001
【摘要】随着大庆油田富拉尔基稠油区块蒸汽吞吐周期数的增加,仅用蒸汽进行吞吐的开发效果变差,井间大量剩余油得不到动用.为解决这一问题,实施了注入氮气蒸汽混合体的开发方案,研究了氮气辅助蒸汽吞吐的提高采收率机理,确定了氮气辅助蒸汽吞吐时氮气比例、氮气注入速度、氮气注入方式等,根据方案优化结果,在研究区块开展了氮气辅助蒸汽吞吐矿场试验,试验效果显著.
【总页数】4页(P118-120,124)
【作者】贾娜
【作者单位】中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院,黑龙江大庆163318
【正文语种】中文
【中图分类】TE357
【相关文献】
1.新疆浅层稠油油藏氮气辅助蒸汽吞吐提高采收率研究与应用
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5.氮气辅助蒸汽吞吐工艺在稠油油藏的应用
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稠油油藏注氮气辅助蒸汽吞吐技术研究与应用张志良【摘要】目前开采稠油油藏的常规方法是蒸汽吞吐,但随着吞吐轮次增加,蒸汽窜流严重,生产周期变短,开采效果变差.针对稠油油藏特点,进行了氮气辅助蒸汽吞吐机理研究.研究表明,注氮气辅助蒸汽吞吐具有维持地层压力、提高蒸汽波及体积、减少热损失和使原油膨胀的作用.以新疆九区为研究对象,应用稠油氮气辅助蒸汽吞吐技术进行现场实验并分析结果.结果表明,氮气辅助蒸汽吞吐延长了自喷生产周期,提高了井口注入压力,有效提高了油井利用率和油井生产时率.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2012(000)019【总页数】3页(P113-115)【关键词】稠油油藏;蒸汽吞吐;氮气;机理;现场试验【作者】张志良【作者单位】长城钻探工程技术研究院,辽宁盘锦124010【正文语种】中文【中图分类】TE345我国有丰富的稠油资源,探明和控制储量已达16×108t,是继美国、加拿大和委内瑞拉之后的世界第四大稠油生产国。

我国陆上稠油资源约占石油总资源量的20%以上,探明与控制储量约为40亿t,主要分布在新疆、胜利、辽河、河南等油田。

开发稠油油藏对国民经济具有重要意义[1]。

目前开发稠油油藏的常规方法是蒸汽吞吐(驱),具有施工简单经济有效的优点,但该方法存在重力超覆引起的蒸汽在高渗层的窜流以及热损失大等问题,导致周期产油量减少、油气比降低、开采成本上升、经济效益变差。

因此,进一步提高稠油采收率是目前稠油油藏开发中亟待解决的问题[2]。

氮气是一种非凝析惰性气体,具有膨胀系数大、导热系数低的优点。

近几年快速发展的膜制氮技术使氮气的来源越来越广泛,成本越来越低廉,为油田大规模应用奠定了基础。

大量室内实验和数值模拟研究表明,蒸汽吞吐的同时注入一定数量的氮气,可以扩大蒸汽及热水带的加热体积;同时氮气的膨胀体积较大,在生产时能加速驱动地层中的原油返排,提高采液速率[3,4]。

基于以上情况,笔者针对新疆九区的地层物性,研究了注氮气辅助蒸汽吞吐工艺的机理,进行了现场试验并对试验结果进行了分析。