氮气辅助吞吐措施选井及方案编写建议

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。

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。

氮气辅助蒸汽吞吐技术研究与现场应用作者：董家峰来源：《科技与创新》2015年第24期摘要：在稠油油藏蒸汽吞吐后期，随着吞吐轮次的增加，蒸汽窜流现象越来越严重，导致生产周期变短、开采效果变差。

而注氮气辅助蒸汽吞吐已成为提高稠油开发效果的有效手段。

针对稠油油藏具有的特点，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、增大蒸汽的波及体积、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了现场试验。

结果表明，应用氮气辅助蒸汽吞吐技术后延长了自喷生产周期，增大了井口的注入压力，从而提高了油井利用率和油井生产时率。

关键词：氮气；蒸汽吞吐；稠油油藏；地层压力中图分类号：TE345 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.24.131氮气辅助蒸汽吞吐技术是近年来应用较广泛的三次采油新技术之一。

传统的蒸汽吞吐存在因重力超覆而引起蒸汽在高渗层窜流和热损失较大等问题，进而导致气窜率和含水率上升、周期产油量减少、开采成本上升。

大量研究表明，在蒸汽吞吐时注入一定量的氮气，可保持地层压力、减缓底水锥进、降低油井含水率，还可以增大蒸汽的波及体积。

基于此情况，针对新疆某油田具有的地质特点，对注氮气辅助蒸汽吞吐工艺的机理进行了研究，并分析了现场试验的结果。

1 注氮气辅助蒸汽吞吐工艺的机理1.1 可提高地层能量氮气是一种非凝结性气体，具有很高的膨胀系数和压缩系数，因此，可起到提高地层能量的作用。

在蒸汽吞吐时注一定量的氮气，可有效补充地层能量、维持压力，从而使吞吐周期延长，提高平均压降。

1.2 可提高蒸汽吞吐采收率在蒸汽吞吐时注氮气，由于地层中存在一定的表面活性物质，使部分氮气形成泡沫，随着氮气注入会推动蒸汽横向运动，这不仅能提高蒸汽的导热能力和携热能力，还能增大蒸汽的横向波及面积；由于氮气的流度较大，可携带部分热量迅速进入地层的上、下部，从而增大蒸汽的纵向波及体积。

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。

氮气二氧化碳辅助吞吐技术研究与应用作者：于光亮来源：《商情》2019年第48期【摘要】本文主要介绍了氮气二氧化碳辅助吞吐技术在高升油田的应用情况，该技术的成功实践对改善其它油田的蒸汽吞吐效果具有积极的影响。

【关键词】氮气二氧化碳蒸汽吞吐1.区块概况高升油区构造上位于辽河断陷西部凹陷西斜坡北段，投入开发高升、牛心坨两个油田14个开发单元7套含油层系，动用面积29.25平方公里，动用储量12552万吨，标定采收率23.8%。

其中热采区块投入开发8个单元，动用储量8512万吨，占全厂的68%。

2.存在问题2.1随着吞吐轮次增加，地层压力下降，排水期变长，吞吐效果变差高升油田属深层巨厚块状稠油油藏，经过三十多年的开发，已进入蒸汽吞吐开采后期，由于油层压力降低，油层大面积亏空，随着吞吐轮次的增加，地下存水量仍会增加，导致排水期进一步增长。

2.2油层吸汽不均，主体区域汽窜严重，影响油井正常生产高二三区莲花油层是在下第三系沙河街组三段早期，在台安断裂西侧沉积的以近岸水下扇为主的半深～深水湖沉积物，物源来自于东部中央凸起，地层岩相为砂砾岩、砾状砂岩和含砾砂岩的组合，结构成熟度和成分成熟度均较低，地层沉积差异大，导致渗透率差异大。

非均质性强导致油层吸汽不均，根据近几年吸汽剖面资料统计，吸汽差和不吸汽的地层厚度占总厚度的54.7%，油层动用严重不均。

针对上述问题，先后在热采区块实施了氮气二氧化碳辅助蒸汽吞吐技术，取得了较好的吞吐效果。

3.氮气二氧化碳辅助吞吐技术参数优化3.1.1作用机理（1）二氧化碳吞吐机理①补充地层能量：液态CO2注入地层后，在地层温度的作用下，使原油体积膨胀10%-40%，提升孔隙压力，补充地层能量，提高了地层原油的流动能力。

②降低原油粘度：液态CO2在地层温度下快速气化，气化的CO2极易溶于原油，能够大幅度地降低原油密度及油水界面张力，改善了原油流动性，提高了原油采收率。

③改善储层渗透率：CO2溶解于水后，生成易溶于水的碳酸氢盐，酸解地层中的一部分杂质，提高油层的渗透性;另外， CO2返排的过程中，在压差作用下，部分游离气会对油层的堵塞物起到冲刷作用，可有效地疏通因二次污染造成的地层堵塞。

氮气泡沫辅助蒸汽吞吐在边底水稠油油藏的应用【摘要】地层的非均质性使得边水稠油油藏边部油井伴随着吞吐轮次的增加，地层压降不断增大，边水沿高渗带指进到井底，从而造成油井含水上升速度快，制约了热采开发效果。

我们进行了氮气泡沫调剖辅助蒸汽吞吐试验，油汽比增加，油井含水上升趋势得到了抑制或有不同程度的下降。

【关键词】边水稠油油藏氮气泡沫热采胜利乐安油田草128块是一个强边水的稠油油藏，油井经过1-2轮次吞吐后，含水上升至50-90%，区块开发效果变差。

国内外研究表明，伴蒸汽注入高温泡沫体系，可有效封堵高渗层或大孔道，提高蒸汽的波及体积和驱替效率，从而改善了油藏的开发效果[1]。

1 草128块油藏地质特征草128块地面原油密度为0.9539～0.9898g/cm3，50℃时地面原油粘度1726～44344mPa·s。

油藏类型属于正常压力系统的岩性-构造普稠-特稠油藏，水油体积比约大于10：1。

2 氮气泡沫调剖技术在边水油藏中的作用机理及影响因素2.1 氮气泡沫调剖机理2.1.1 增加地层能量氮气进入地层后，形成人工气顶，增加地层能量[2]。

根据有关研究，注氮蒸汽吞吐地层能量比常规蒸汽吞吐高0.2～0.3。

2.1.2 封堵调剖高温泡沫和氮气注入油层，在地层孔道处形成泡沫，封堵高渗层或大孔道，有效的抑制蒸汽在高渗层、高渗带、大孔道内窜流，提高蒸汽的波及体积。

室内实验表明，当岩心中含油饱和度低于20%时，在岩心孔隙孔道中可以形成稳定的泡沫流，流动阻力提高几十倍，从而封堵水窜通道[3]。

2.1.3 抑制边水和底水水和氮气及泡沫混注时，在径向上封堵高渗透层或水窜通道，使油层吸气剖面得到一定改善。

2.1.4 减少注汽热损失（1）氮气导热系数低（导热系数为0.0328），注蒸汽过程中，由光油管注入蒸汽，油套环空注入氮气，既可减小井筒热损失，又能降低套管温度，保护套管。

（2）注蒸汽的同时注入氮气，由于氮气与蒸汽间的密度差，其会将向上超覆的蒸汽与油层顶部的页岩盖层隔离开，从而减少了向上覆盖层的热损失。

氮气泡沫辅助吞吐技术开采稠油是利用氮气驱、泡沫驱和热水驱的优点而提出的一种复合驱油新方法。

高温泡沫因其高的视粘度，可以改善油水流度比，对蒸汽进行封堵调剖，提高蒸汽的波及系数。

且泡沫体系作为表面活性剂可以降低油水界面张力，提高洗油效率。

此外，注入的氮气可以补充油藏的能量，抑制底水的锥进。

氮气泡沫辅助吞吐技术虽然具有很多优势，但是针对不同油藏措施效果差异较大，因此对该技术的适用性研究十分有必要。

针对2006-2010年胜利油田共实施氮气泡沫辅助吞吐技术的402井次进行了统计类比分析，利用数值模拟技术对氮气泡沫技术进行模拟分析，通过结果对比得出了该技术的油藏适应性。

1直井油藏适应性分析1.1原油粘度原油粘度是制约氮气泡沫措施效果的主要因素。

统计结果表明：随着原油粘度的增油周期增油逐渐降低，粘度大于4.0×104mPa ·s 后措施有效期短，周期增油量较低；数模结果表明：随着粘度的增加周期增油量降低，粘度大于4.0×104mPa ·s 后周期增油量降低趋于平缓。

1.2油藏非均质性由于泡沫具有遇水稳定、遇油不稳定的特性，所以油藏非均质性是一个影响泡沫作用的关键因素。

改变油藏纵向两层的渗透率和层间的渗透率，研究油藏非均质性对泡沫作用的影响。

数模研究结果表明：渗透率级差达到4以后，周期增油量降低幅度较大，说明氮气泡沫封堵大孔道能力还是有限的；统计结果表明：随着渗透率的增加周期增油量逐渐升高，当渗透率大于4000md 以后周期增油量下降幅度较大；随着孔隙度的增加周期增油量逐渐升高，当孔隙度大于40%以后周期增油量下降幅度较大。

1.3油层厚度由于蒸汽与原油密度、粘度的差异，常常导致蒸汽重力超覆，使得蒸汽波及体积降低。

油层厚度是影响蒸汽重力超覆的另一个重要因素。

泡沫由于视粘度较高，可以作为抑制蒸汽重力超覆的重要手段。

数模研究结果表明：随着油层厚度的增加周期增油量增加；现场统计结果表明：油层厚度大于4m 周期增油效果显著。