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注氮气提高油气藏采收率
李艳辉
【期刊名称】《石油知识》
【年(卷),期】1998()3
【摘要】早在一百年前,人们就开始向油藏中注气以恢复油藏的压力。
由于空气是最便宜的气体,所以早期大多以注入空气为主。
后来随着混相机理的提出,人们把目光逐渐转向了天然气,比如干气,富气以及丙烷或液化气等,由于这些气体具有油藏油的某些特性,在注入时不会损伤油层,并且在相对低的压力下就可以达到混相,或者在驱替过程中发展成混相,因此是很有吸引力的。
但是随着烃类价格的上涨,注烃类气体在经济上变得不合理了。
在此情况下。
【总页数】1页(P20-20)
【关键词】注氮气;油气藏;采收率
【作者】李艳辉
【作者单位】石油大学
【正文语种】中文
【中图分类】TE357.7
【相关文献】
1.注空气低温氧化提高轻质油气藏采收率研究 [J], 张旭;刘建仪;孙良田;李士伦;刘卫华
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油田注气提高采收率开发应用技术研究随着石油资源的逐渐枯竭，采收率的提升成为油田开发的重要目标。
油田注气是提高采收率的一种有效手段，对于开发油田具有重要的经济价值。
本文将介绍油田注气的原理、技术现状和未来发展前景。
一、油田注气原理油田注气是通过在油田地层中注入气体，使原油层中压力增加，原油与岩石孔隙中支持相互作用力减小，从而降低油泥的黏滞性、升高润滑性，使原油在孔隙内能够流动更容易，提高采油效率，增加采收率。
注入的气体有天然气、氮气、二氧化碳等，不同的气体具有不同的物理化学性质，对于不同类型的油藏选取合适的注入气体可以提高采收率。
二、油田注气技术现状油田注气技术是石油工业中比较成熟和广泛应用的一种技术，随着技术的不断发展，注气技术的效率和适用性逐步提高。
（一）注气方式目前油田注气技术主要分为直接注气和间接注气两种方式。
直接注气是将气体注入到油井中，通过压缩空气等设备将气体直接压入油井管道，沿着井眼垂直注入地下油藏。
直接注气的优点是注入速度快，注气效果显著。
间接注气是在地层内建立气体区域，然后用压力差将气体推入油层中。
常用的方法是在油藏水深处设立气幕，使气体充满整个油藏水深，经过几次推压和加气，形成均匀的气带，压力梯度增强，从而使注入的气更加均匀，采收率提高。
间接注气的优点是可控性强，注入节奏可控，可以减少因直接注气引起的泥层破坏。
（二）注气气体注气气体的选择是影响油田注气效果的关键因素。
常见的气体有天然气、氮气、二氧化碳等。
其中，天然气是最常用的注入气体，其成分简单，渗透能力强，同时含有的天然气成分有助于原油的上升，增加了注气效果。
氮气常用于高渗透油田和中深层油层的注气，可以提高油层的压力和渗透性。
二氧化碳注气适用于高黏度油藏，有助于降低原油的黏度，提高采油效率。
三、油田注气未来发展前景油田注气技术是提高采收率的重要手段，具有广阔的应用前景。
未来在油田注气技术的发展中，需要注重以下几个方面：（一）优化注气方式：随着技术的不断发展，需要采用更为灵活多样的注气方式，对于不同类型的油藏选取合适的注入方式，提高注气效果。
注氮提高原油采收率室内物理模拟
胡雪滨;金敬镭
【期刊名称】《江汉石油科技》
【年(卷),期】2000(010)001
【摘要】阐述了注氮开采的各种方式和开采机理，结合室内物理模拟研究，对裂
缝型、平面非均质型纵向非均质型、均质型以及倾角型共五类模型，通过弹性开采、稳定注水、气-水脉冲、气水交替以及气脉冲、水脉冲等多种采油方式的对比实验，说明了不同类型的油藏应该采用不同的注氮方式，运用相应的开采机理，对现场开展注氮提高采收率具有一定的指导意义。
【总页数】5页(P39-42,38)
【作者】胡雪滨;金敬镭
【作者单位】江汉石油管理局勘探开发研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE357
【相关文献】
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油田注气提高采收率开发应用技术研究随着全球能源需求的不断增长，油田注气提高采收率成为了石油行业的研究热点。
油田注气是指向油层中注入天然气或其他气体的一种采油方法，其目的是利用气体的溶解和膨胀性质来提高原油的采收率。
在中国，由于油田的老化和深度开采，注气开发技术已经成为了油田开发的重要手段。
本文将探讨油田注气提高采收率的开发应用技术研究及其意义。
一、油田注气提高采收率的原理油田注气提高采收率是指在油田开发中向油层中注入气体，通过气体的溶解和吸附作用来提高原油的采收率。
具体来说，注气开发可以通过以下几种方式来提高采收率：1.增加油层压力：注入气体可以增加油层的压力，从而驱动原油向采油井流动。
2.减小原油的粘度：气体的溶解可以减小原油的粘度，使得原油更容易被开采。
3.提高原油的置换率：气体的膨胀性质可以使原油与岩石孔隙中的水分离，从而提高原油的置换率。
二、油田注气提高采收率的应用技术研究1.气体选择和优化注气方案：不同的气体在油田注气中的作用机理不同，因此在选择注气气体时需要考虑气体的溶解性、膨胀性以及相对常压条件下的粘度等因素。
需要通过模拟和优化注气方案来确定合适的注气量和注气周期，以达到最佳的采收率提高效果。
2.注气井的选址和井筒设计：注气井的选址和井筒设计对注气开发的效果至关重要。
合理的选址可以最大限度地提高注气气体的利用率，而合理的井筒设计可以保证气体顺利注入到目标层位中。
3.表征和评价注气效果：通过地质勘探、物性实验和地震监测等手段，可以对油层中的气体分布和运移进行表征和评价，从而指导注气开发的实施和调整。
4.注气技术的改进和创新：研究新型气体的注气作用机理，改革传统注气方法，探索新的注气技术是提高油田注气采收率的重要途径。
通过超临界流体技术可以改善气体的溶解性和膨胀性质，从而提高采收率。
三、油田注气提高采收率的意义油田注气提高采收率的研究和应用对于提高油田开采效率、节约能源资源具有重要意义：1.提高采收率：通过注气开发可以提高原油的采收率，延长油田的生产周期，延缓油田的老化。
油田注气提高采收率开发应用技术研究1. 引言1.1 研究背景石油是世界上最主要的能源资源之一，而油田注气技术是提高油田采收率的重要手段之一。
随着全球石油资源的逐渐枯竭，油田注气技术的研究和应用变得尤为重要。
研究人员发现，通过在油井中注入气体（如天然气、二氧化碳等），可以提高原油的流动性，促进油井中原油的驱出，从而提高采收率。
从石油产业的角度看，实现提高采收率对于延长油田的产能，减少开采难度，提高经济效益都具有重要意义。
研究油田注气技术的背景是非常迫切的。
在过去的研究中，已经有很多学者对油田注气技术进行了深入探讨，并取得了一定的成果。
随着石油资源的日渐枯竭以及环境保护意识的增强，油田注气技术仍然需要不断创新和完善。
本文旨在深入研究油田注气技术的原理、方法和优势，并通过案例分析和技术应用展望，探讨其在未来的发展趋势和应用前景。
希望通过本文的研究，能够为油田注气技术的进一步发展提供一定的参考和借鉴。
1.2 研究意义油田注气技术是一种提高油田采收率的重要手段，对于提高石油勘探开发效率、减少地下资源浪费、保护环境等方面具有重要意义。
油田注气技术可以有效提高油田的采收率。
通过注入气体进入油田，可以提高油井内部的压力，促进原油的开采。
这样不仅可以提高油田的产量，也可以延长油田的寿命，充分利用地下资源。
油田注气技术可以减少地下资源的浪费。
在过去，很多石油资源因为采收率低而被浪费掉，通过采用注气技术，可以大幅提高油田的采收率，减少资源的浪费，提高资源利用率。
油田注气技术还可以保护环境。
传统的采油方式可能会导致地下水污染、土壤污染等环境问题，而注气技术可以减少这些问题的发生，提升油田开发的环保水平。
1.3 研究目的本文旨在研究油田注气技术在提高采收率方面的应用和效果。
通过对油田注气技术的原理、方法、优势进行分析和探讨，旨在从理论和实践的角度全面了解这一技术在油田开发中的作用和意义。
通过案例分析，深入挖掘注气技术在实际油田开发中的应用情况和效果，验证其在提高采收率、降低开采成本等方面的优势。
油田注气提高采收率技术简介闫方平气驱采油技术是已有80多年历史的提高原油采收率方法之一。
最初以注液化石油气为主，后来发展为注干气。
近年来该技术发展很快，广泛用于油田的开发方式有注气混相驱、近混相驱、非混相驱；还有注气维持地层压力驱油等。
该技术使用的气体包括：天然气、液化石油气、CO2、N2、烟道气和空气等。
气驱采油是一项复杂的技术，其中包括抽提、溶解、蒸发、凝析、增溶等能改变原油相态特征的作用机理。
目前在国外，注气提高采收率技术已发展成为一项比较成熟的技术，从室内研究到先导性试验，再到工业推广，形成了从注气机理研究、数值模拟、工艺设计、效果预测等一整套理论实践作法。
注气驱油在国外已获得了广泛应用，世界上已有上千个各类注气采油工程项目。
气驱是最有发展前途的提高采收率方法之一。
今天我们主要介绍注CO2提高采收率和注空气提高采收率两个方面。
一、注CO2提高采收率技术1、研究现状注CO2提高原油采收率提出于二十世纪三十年代，室内实验开始于五十年代，并于六十年代开始进行矿场试验。
进入七十年代以来，注CO2提高原油采收率的理论研究和生产应用都获得了迅速发展，逐渐成为一种重要的提高采收率方法。
多年的生产实践表明，CO2驱可以延长水驱近衰竭油藏寿命15-20年，提高采收率7-25%，是石油开采，特别是轻质油开采的最好提高采收率方法之一。
（1）世界老油田开发问题与提高采收率技术选择当前各大产油国中，加大新油藏的勘探开发是石油工作的重要方向；另外，提高已发现油田的采收率，是各国石油工业的焦点所在。
当前世界大部分油田都已经过了产量高峰期，在非OPEC 国家中，成熟油田的产量占的比重越来越高。
（2）世界CO2提高采收率概况世界CO2提高采收率潜力为1600×108—3000 X108桶，世界CO2驱油产量占世界提高采收率产量的15％，CO2驱油项目主要分布在美国，另外，在俄罗斯、加拿大、土耳其等国家也有CO2驱油项目进行，并取得良好效果。
特低渗油藏水—氮气交注非混相驱提高采收率技术研究的开题报告一、研究背景在石油开发过程中，往往会遇到特低渗油藏水，这会给油田开发造成很多困难。
因为传统的采油方法对于这种情况并不好用，一些新型的方法开始被研究和应用。
其中，水—氮气交注非混相驱提高采收率技术备受关注。
二、研究意义特低渗油藏水一直是困扰石油工业的难题之一。
应用传统的采油技术难以提高油田的开发效率。
因此，研究一种新型的方法来开采这种类型的油藏，是十分有必要的。
水—氮气交注非混相驱提高采收率技术可以有效地降低开采成本，提高采收率和效益。
三、研究目的本研究的目的是探讨水—氮气交注非混相驱提高采收率技术在特低渗油藏水中的应用。
具体目标包括：1. 开展室内实验，研究水—氮气交注非混相驱提高采收率技术对特低渗油藏水中的油的驱除效果。
2. 探究水—氮气交注非混相驱提高采收率技术对特低渗油藏水中油水分布的变化。
3. 分析并研究水—氮气交注非混相驱提高采收率技术在特低渗油藏水中的应用前景。
四、研究方法本研究将采用实验研究方法，主要包括：1. 设计实验，实验内容包括水—氮气交注非混相驱提高采收率技术对特低渗油藏水中的油的驱除效果和油水分布的变化的探究。
2. 搭建实验装置，选定特定的油藏模型，模拟实际采油过程。
3. 录制数据，对实验结果进行分析。
五、预期研究成果通过实验研究，本研究将得出以下结果：1. 研究水—氮气交注非混相驱提高采收率技术的驱油效果，分析该技术在特低渗油藏水中的应用前景。
2. 探究水—氮气交注非混相驱提高采收率技术对特低渗油藏水中油水分布的变化规律。
3. 建立特低渗油藏水—氮气交注非混相驱实验模型，为油田开发提供科学依据。
综上所述，本研究将为特低渗油藏水的开采提供一种新型的技术方法，提高油田的效率和经济效益。
江汉油田注氮气提高采收率研究张书平何建华摘要本文从氮气性质、氮气注入对原油性质的影响等方面着手，探讨了注氮气提高采收率机理；总结了氮气非混相驱筛选标准；通过注氮气提高采收率室内实验，进行注氮气影响因素及配套工艺技术研究；最后介绍了黄场油田黄16井区注氮提高采收率研究及水气交替注氮现场试验情况。
关键词氮气；提高采收率；非混相驱；水气交替一注氮气提高采收率机理1 氮气性质在常温常压下，N2为无色无味的气体。
N2的临界温度为-146.80℃，熔点为-209.89℃，沸点为-195.78℃，临界压力为3.398MPa。
当压力为0.1MPa，温度为0℃时，N2的密度为1.25kg/m3，动力粘度为0.0169mPa.s。
N2化学性质极不活泼，在常态下表现出很大的惰性。
它不易燃烧、干燥、无爆炸性、无毒、无腐蚀性。
氮气的密度随压力升高而增加，随温度的升高而降低。
氮气粘度总的趋势是随压力升高而升高；氮气的粘度受温度的影响较小。
氮气在水中的溶解性很微弱；含盐量越高，溶解度越小；压力增加，氮气的溶解度提高。
氮气在原油中的溶解性也较弱，且对轻质原油的溶性比对重质原油好。
氮气与二氧化碳、烟道气等气体相比，具有以下特点：①、在相同压力、温度条件下，氮气的压缩系数比二氧化碳、烟道气大。
②、氮气对大多数液体的溶解性差，对原油的降粘作用比二氧化碳效果差。
③、氮气是惰性气体，而二氧化碳、烟道气具有腐蚀性；④、氮气气源充足且价廉，且氮气无需特殊处理，注入流程简单，副作用少，易于实施。
因此注氮气开采油气技术越来越受到重视并得到迅速发展。
2 注氮气对原油性质的影响当氮气注入油层时，它与地层油接触，产生溶解-抽提传质过程，氮气被富化，导致气-油两相间的界面张力则会不断降低；而地层原油性质因溶解氮气或逐渐失去轻烃和中间组分而发生变化。
通过对黄35-1井潜43原油体系进行注入氮气对原油性质的影响实验研究，得出以下结论：①、随着氮气注入比例的增加，重质组分比例越来越少，原油越来越轻。
注二氧化碳与氮气提高石油采收率技术的对比研究与应用本文描述了我国提高采收率的发展现状，以及适合注CO2与N2的筛选标准。
讨论了注CO2提高油气藏采收率的机理，并对注CO2与注N2提高采收率两者做了比较。
评价了不同注入CO2与N2的驱替效果，结果表明：中轻质油藏适合注CO2驱油，而埋藏较深的，重力驱气顶油藏和凝析气藏适合注N2。
标签：采收率发展现状CO2驱N2驱混相驱非混相驱1 我国提高采收率的发展现状针对我国大多数油田是陆相沉积的特点，在石油行业大力发展提高石油采收率技术，特别是目前比较成熟的化学驱取得了飞速发展。
如聚合物驱油已形成完整的配套技术，并已在大庆、胜利等大油田工业性推广；复合驱油技术获得重大突破，先导性试验获得成功。
同时也暴露出一些生产实际问题，为今后技术的发展提出了新的研究课题。
在微生物采油技术方面，开展了多项工作：微生物地下发酵提高采收率研究，生物表面活性剂的研究，生物聚合物提高采收率的研究。
注水油层微生物活动规律及其控制的研究。
目前辽河油田、胜利油田、新疆油田等油田均在开展室内研究与应用。
气体混相驱研究相对较晚，与国外相比还有很大差距。
随着西部油田的开发，安塞世界级气田的发现，长庆注气混相驱和非混相驱被列入国家重点攻关项目。
吐哈油区的葡北油田注烃混相驱矿场试验得以启动，大大推动了我国混相驱提高采收率技术的快速发展。
总体上来看，世界范围内的EOR工程在20世纪80年代处于高峰期，而后略有下降，90年代末又稍有回升。
进入21世纪，EOR工程的数量仍大幅度减少。
但随着勘探费用上涨、勘探难度加大以及目前高油价的形势，终将再一次刺激EOR工程数量的增加和技术研究的热潮。
2 适合注CO2与N2的筛选标准很多文献中已经给出了CO2和N2的筛选标准见表（1）、表（2）。
表1，表2的适用性虽然很广泛，但是仅仅表明了油气藏是否适合注CO2进行驱替，没有考虑适合CO2混相驱的油藏必须尽快达到混相压力。
1 注烟道气、二氧化碳驱油机理1.1 注烟道气提高采收率由于烟道气驱的成本较氮气驱高，因此发展缓慢。
近年来随着人们对环境治理力度的加大以及原油价格的上涨，烟道气驱油技术又有了发展的空间。
因为如果考虑环境效益，烟道气驱要比氮气驱经济划算。
所以烟道气近年来也得到了较好的发展。
1.1.1 烟道气驱提高采收率机理烟道气通常含有80%〜85%的氮气和15%〜20%的二氧化碳以及少量杂质, 也称排出气体，处理过的烟道气，可用作驱油剂。
烟道气的化学成分不固定，其性质主要取决于氮气和二氧化碳在烟道气中所占的比例。
烟道气具有可压缩性、溶解性、可混相性及腐蚀性。
根据烟道气中所含气体的组成，提高采收率机理主要是二氧化碳驱和氮气驱机理。
1.1.1.1 二氧化碳机理由于烟道气中二氧化碳的浓度不高，所以不容易达到混相驱的要求，主要是利用二氧化碳的非混相驱机理。
即降低原油黏度、使原油膨胀、降低界面张力、溶解气驱、乳化作用及降压开采。
由于二氧化碳在油中的溶解度大，在一定的温度及压力下，当原油与CO2 接触时，原油体积增加，黏度降低。
CO2 在原油中的溶解还可以降低界面张力及形成酸性乳化液。
CO2 在油中的溶解度随压力的增加而增加，当压力降低时，饱和了CO2 的原油中的CO2 就会溢出，形成溶解气驱。
与CO2 驱相关的另一个开采机理是由CO2 形成的自由气饱和度可以部分代替油藏中的残余油[18] 。
1.2.1.2 氮气驱机理注氮气提高采收率机理主要有：(1) 氮气具有比较好的膨胀性，使其具有良好的驱替、气举和助排等作用；可以保持油气藏流体的压力；(2) 氮气可以进入水不能进入的低渗透层段，可降低渗透带处于束缚状态的原油驱替成为可流动的原油；(3) 氮气被注入油层后,可在油层中形成束缚气饱和度，从而使含水饱和度及水相渗透率降低，在一定程度上提高后续水驱的波及体积；(4) 氮气不溶于水，微溶于油,能够形成微气泡，与油水形成乳状液，降低原油黏度，提高采收率。
稠油注氮气蒸汽吞吐提高采收率工艺技术汇编稠油是指相对较稠的原油，其粘度较高，流动性较差。
在油田开采过程中，稠油往往难以有效地开采和产出，低采收率是一个普遍存在的问题。
为了提高稠油的采收率，稠油注氮气蒸汽吞吐技术被广泛应用。
稠油注氮气蒸汽吞吐是一种通过注入氮气和蒸汽的方式来减小稠油粘度、提高流动性的工艺技术。
该技术主要包括以下几个步骤：1. 氮气注入：将高纯度氮气注入到稠油油层中。
氮气可以增加油层内部的压力、降低油层温度、提高储层渗透性，从而促使稠油流动。
2. 蒸汽注入：注入适量的蒸汽到油层中。
蒸汽能够加热油层，提高原油温度，降低油层黏度，使稠油更具流动性。
3. 油气混合吞吐：通过注氮气和蒸汽的替代、交替注入，形成氮气蒸汽混合物，使稠油进一步稀释并吞吐至井口。
油气混合吞吐技术不仅可以提高采收率，还可以减少环境污染和能源浪费。
4. 控制压力和温度：在稠油注氮气蒸汽吞吐过程中，需要严格控制注气、注汽的压力和温度，以确保其对稠油的稀释和温度升高能够达到预期的效果。
稠油注氮气蒸汽吞吐提高采收率的工艺技术具有以下优点：1. 降低油层粘度：通过蒸汽加热和氮气注入，可以降低稠油的黏度，提高其流动性，使其更易于开采。
2. 增加油层渗透性：氮气的注入可以改善油层孔隙度和渗透性，提高原油采集效果。
3. 减少能源消耗：相比于传统的蒸汽吞吐工艺，稠油注氮气蒸汽吞吐技术可以减少蒸汽的使用量，降低能源消耗。
4. 环保节能：稠油注氮气蒸汽吞吐技术减少了废气和废水的排放，能够更好地保护环境，符合可持续发展的要求。
总之，稠油注氮气蒸汽吞吐提高采收率是一种高效、节能、环保的工艺技术。
通过注入氮气和蒸汽，能够降低稠油的粘度、提高流动性，从而提高稠油的采收率。
在稠油开采中广泛应用这种技术，将对油田的开发和利用效益产生积极影响。
稠油注氮气蒸汽吞吐提高采收率的工艺技术在油田开发中的应用已经取得了显著的效果。
下面具体介绍一些相关的具体措施和技术创新。
油田注气提高采收率开发应用技术研究油田注气是一种注入气体到油层中的增产技术，以提高采收率。
该技术的原理是通过注入气体来改变油层的物理性质，从而改善原油的流动性和驱替效果，提高采收率。
油田注气技术的应用主要有两种方式：一种是地层气驱，即利用地层自然存在的气体进行驱油；另一种是人工注入气体，包括天然气、氮气、二氧化碳等。
研究表明，油田注气技术可以有效地提高采收率，尤其对于高含硫、高粘度油井的开发具有重要意义。
注气可以通过增加油层内部的压力，降低油相相对渗透率，提高油相的流动性，使原本无法开采的油藏变得可开发。
注气还可以改变油层中的相态，如使原本以液态存在的油变为气相，从而提高采收率。
油田注气技术的开发应用主要有以下几个方面：1. 注气方式的选择：根据不同油田的地质特征和开发条件，选择合适的注气方式。
地层气驱适用于地层气资源丰富的区域，人工注入气体适用于气田或有可供注入的天然气资源的区域。
2. 注气剂的选择：根据油田的特点和开发目标，选择合适的注气剂。
对于高含硫油田，可以选择氮气注气，通过减少油中硫的溶解度提高采收率；对于气田，可以选择天然气注入，以增加气相驱替效果。
3. 注气过程参数的优化：包括注气速度、注气压力、注气周期等。
通过调整这些参数，可以达到最佳注气效果。
4. 油田注气的物理模拟和数值模拟：通过物理模拟和数值模拟的方法，研究油田注气过程中的物理机制和流动规律，为注气技术的应用提供理论基础。
油田注气技术是一种重要的增产技术，通过合理选择注气方式、注气剂和优化注气过程参数，可以提高采收率，延长油田的生产周期，实现经济效益最大化。
在未来的研究中，需要进一步深入探索注气的机理和流动规律，提高注气技术的应用效果。
在油田的开采过程中，在其内部注入一定的气体介质，能够提高开采质量以及效率。
目前比较常用的几种材料例如：氮气、二氧化碳、高压气体等，在实践应用的过程中，都能够起到良好的应用效果，下文将对此进行比较详细的论述。
一、油田注气主要矛盾以及技术施工难点1.低渗透油田的使用。
低渗透在油田的注气技术中应用比较广泛，但是在开采的过程中主要存在两个方面的问题，首先，不同油层以及表面无法实现良好的内部协调。
其次在正式工作的时候，施工技术人员很难把握水井压力，油田的生产能力以及注水量之间的关系。
2.裂缝问题。
在油田开采的过程中，必然会因为大规模的施工，对原本的地层结构造成一定程度的破坏，例如在钻井掘进的过程中，会在土层周围产生很多的裂缝。
这些裂缝随着施工不断推进而扩大，从而容易出现窜气的现象，注入内部的气体不稳定。
在水气混合注入的模式下，这些裂缝也会出现很多的安全问题，破坏底板结构的稳定性，降低原油的开采质量以及产量。
3.没有建立统一的筛选标准。
目前，杆式抽油泵是油田开采利用中最为常见的一种类型，但是该设备在运行的过程中工作效率非常低下，如果地层底部的液压达不到应有的建设标准，在供给和开采两个环节容易出现断裂，最终影响到开采工作的效率。
我国因为在油田开采技术方面的研究起步较晚，当前市场上还没有建立完善的行业指导标准以及技术要求，因此未来需要提高研究力度，提供相应的理论支持。
二、油田注气开发方式的选择在油田中注入空气能够和原油混合之后降低本身油脂的浓稠度从而增加液体的流动性能。
随着注入气体体积的不断增加，内部的压力会为原油的开采提供一定的动力，提高原油的开采效率。
在应用注气法的过程中，气体类型的选择是一种非常重要的工作，对于开采质量影响很大。
气体首先应该选择性质稳定不容易和原油发生反应的，同时因为需要大规模注入，所以价格应该适中，例如自然节比较容易获得的氮气，二氧化碳以及高压空气等。
但是最终选择何种气体还是由当地的油田的具体情况，例如油层温度，地层性质，原油压力等多种因素共同确定。
江汉油田注氮气提高采收率研究张书平何建华摘要本文从氮气性质、氮气注入对原油性质的影响等方面着手，探讨了注氮气提高采收率机理；总结了氮气非混相驱筛选标准；通过注氮气提高采收率室内实验，进行注氮气影响因素及配套工艺技术研究；最后介绍了黄场油田黄16 井区注氮提高采收率研究及水气交替注氮现场试验情况。
关键词氮气；提高采收率；非混相驱；水气交替一注氮气提高采收率机理1氮气性质在常温常压下，N2 为无色无味的气体。
N2 的临界温度为-146.80 ℃，熔点为-209.89 ℃，沸点为-195.78 ℃，临界压力为3.398MPa。
当压力为0.1MPa，温度为0℃时，N2的密度为1.25kg/m 3，动力粘度为0.0169mPa.s。
N2化学性质极不活泼，在常态下表现出很大的惰性。
它不易燃烧、干燥、无爆炸性、无毒、无腐蚀性。
氮气的密度随压力升高而增加，随温度的升高而降低。
氮气粘度总的趋势是随压力升高而升高；氮气的粘度受温度的影响较小。
氮气在水中的溶解性很微弱；含盐量越高，溶解度越小；压力增加，氮气的溶解度提高。
氮气在原油中的溶解性也较弱，且对轻质原油的溶性比对重质原油好。
氮气与二氧化碳、烟道气等气体相比，具有以下特点：①、在相同压力、温度条件下，氮气的压缩系数比二氧化碳、烟道气大。
②、氮气对大多数液体的溶解性差，对原油的降粘作用比二氧化碳效果差。
③、氮气是惰性气体，而二氧化碳、烟道气具有腐蚀性；④、氮气气源充足且价廉，且氮气无需特殊处理，注入流程简单，副作用少，易于实施。
因此注氮气开采油气技术越来越受到重视并得到迅速发展。
2注氮气对原油性质的影响当氮气注入油层时，它与地层油接触，产生溶解- 抽提传质过程，氮气被富化，导致气- 油两相间的界面张力则会不断降低；而地层原油性质因溶解氮气或逐渐失去轻烃和中间组分而发生变化。
通过对黄35-1 井潜43原油体系进行注入氮气对原油性质的影响实验研究，得出以下结论：①、随着氮气注入比例的增加，重质组分比例越来越少，原油越来越轻。
②、在饱和压力下地层原油粘度、密度明显下降。
③、地层原油体积膨胀能量增大，且注入氮气比例越大，原油膨胀能力越强。
④、原油体系的饱和压力升高。
⑤、原油体积系数注入氮气后增加约9.48%。
⑥、随注入氮气摩尔百分含量的增加，原油溶解气量逐渐增大。
这表明注氮后原油体系的弹性能增加，有利于保持地层压力。
3注氮气提高采收率机理从氮气驱替机理分，注氮提高采收率可分为氮气混相驱和氮气非混相驱二种类型。
3.1氮气混相驱氮气混相驱是多次接触混相过程，其主要机理是：在高压下通过蒸发作用从原油中提取轻烃和中间烃，达到与原油混相。
氮气与原油的最低混相压力（64MP）很高，所以氮气混相驱一般只适应于深层油藏压力高的油藏，另外要求原油中轻烃含量高。
3. 2 氮气非混相驱氮气非混相驱包括单纯注氮气非混相驱、水气交替注氮非混相驱等多种形式。
氮气非混相驱机理主要体现在以下几方面：①、氮气压缩系数大，注入氮气可有效补充地层能量和保持油藏压力, 且由于氮气有良好的膨胀性，使其具有良好的驱替、气举和助排等作用；氮气能进入水难以进入的低渗透层段和小孔道，水驱后留在油层中的不可动残余油随氮气进入而替换出小孔道，使残余油饱和度变小。
②、氮气对原油有限量的蒸发和抽提作用。
注入氮气与油藏原油接触过程中，原油中的中间烃产生蒸发、氮气产生抽提作用，气相不断被富化，注入气体更易产生近混相作用，提高驱油效率。
③、氮气部分溶解于原油，有一定的使原油膨胀作用和降低原油粘度作用。
同时, 氮气溶解使原油体积膨胀，膨胀油将水挤出孔隙空间，使排驱的油相相对渗透率高于吸吮时的水相相对渗透率，发生相对渗透率转换，形成有利的油流动环境。
注入氮气后，氮气在开采压力下降过程中产生溶解气驱作用。
水气交替注氮气提高采收率，除以上氮气非混相驱提高采收率机理外还有其特殊性。
气水交替方式注氮把水驱和气驱的优点有效地结合在一起，不仅可以改善由于气水粘度差异造成的粘性指进，使驱替前沿相对均匀，而且由于渗吸作用，对低渗透层剩余油的驱替更有利。
水相主要驱扫油层中下部，注入的气相由于重力分异作用向上超覆主要驱扫油层上部，气液交替驱扫不同含油孔道，有效提高驱油效率。
二氮气非混相驱筛选标准在广泛调研国内外开展的氮气驱主要是氮气非混相驱的现场试验情况基础上，参照J.J.Taber 制订的非混相气驱筛选标准和KLINS 制订的二氧化碳非混相驱筛选标准，结合氮气非混相驱室内实验研究成果，综合制订了江汉油田氮气非混相驱的油藏筛选标准（表1）推荐的氮气非混相驱筛选标准Ⅰ、标准Ⅱ是针对渗透率高低不同的油藏而言，对渗透率小于500×10-3μm2的油藏要求其倾角相对小，对渗透率大于500×10-3μm2的油藏要求其倾角相对大些。
三注氮气提高采收率室内实验研究1、氮气混相能力研究选用广35井潜34油层原油，通过细管实验、经验公式预测方法进行氮气混相能力研究。
实验温度为115℃，分别在28.4MPa和36.3MPa下进行细管驱替实验, 第二个压力36.3MPa已经高出地层压力2MPa。
实验结果表明，在高于地层压力2MPa 的条件下，注入氮气到0.6PV 时气体已经突破，最终采收率不到60%，说明没有达到混相。
根据Abbas Firoozabadi 和Khalid Aziz 关于氮气和贫气的最小混相压力计算公式，按广35 井原油组分计算表明，混相压力为64.59MPa，远大于原始地层压力。
2、水气交替注氮提高采收率室内实验研究通过开展平面模型和长岩心注氮气提高采收率实验，研究各种条件下注氮方式、注氮参数对氮气非混相驱提高采收率的影响。
2. 1、平面模型实验根据需要，压制了均质、平面非均质、纵向非均质三类平面模型（图 1），整个平面模型用环氧树脂浇铸密封， 并装入特制的高压容器模型中， 以模拟油层的上覆压力环境 等，高压实验容器最高耐压 50MPa 。
单层模型基本规格： 250×150×20mm ；多层模型基 本规格： 250×150×30mm 。
图 1 高压平面模型示意图高渗低渗高渗2.1.1 、地层韵律对水平气交面替注氮非影响均质针对正韵律和反韵律纵向非均质模型开展了水气交替注氮驱油实验结果表明，无论 采用高渗层注低渗层采、 低渗层注高渗层采， 还是合注合采形式， 正韵律油藏比反韵律 油藏水气交替注氮气开采效果要好。
分析认为，对于正韵律模型，稳定注水时，注入水容易首先进入下部的高渗透层， 上部低渗透层水的波及程度低，当后续进行气 - 水交替注入时因重力分异作用，将上部 低渗透层未动用或动用程度低的原油驱出， 从而提高原油采收率较多；相反，对于反韵 律模型，稳定注水时，注入水易首先进入上部的高渗透层，后续进行气 - 水注入时重力分异作用造成注入气仍然进入上部的高渗透层， 对下部低渗层仍然未得到充分动用。
因 此，正韵律油藏比反韵律油藏水气交替注氮气提高采收率效果要好。
2.1.2 、注气位置对水气交替注氮效果影响采用低渗透平面模型，在倾角 300 的情况下开展了水气交替方式注氮驱油实验。
实 验结果表明， 在水驱油基础上采用高部位、 低部位水气交替二种方式注氮提高采收率差 别相差 7.75%，说明高部位注氮较为有利。
因为在高部位注气，可在构造高部位形成次复合韵律平 低渗高生气顶，低部位形成剩余油富集区，使低部位的油井产量增加，可获得较好的采收率2.1.3 、气液比对水气交替注氮效果影响不同气液比的水气交替注氮实验采用平面非均质模型。
图 2 所示实验结果表明，1:1 是比较合适的气液比，能最大限度提高原油采收率。
图 2 气液比与提高采收率关系曲线2. 2、注氮气提高采收率长岩心驱油实验研究长岩心模型是用黄场油田潜 43 三组油层小岩心按调和平均方法排列而成， 实验油样 为按气油比 33.2m 3/t 、泡点压力 5.10MPa 配制的黄场油田模拟原油， 驱替氮气为商品氮 气，地层水和注入水根据现场实际配制。
2.2.1 地层倾角对氮气 / 水交替驱油的影响采用平均渗透率 57.53 ×10-3μm 2 的长岩心开展了不同倾角的水气交替注氮长岩心 驱油实验。
实验结果 (图 3)表明，地层倾角对水气交替注氮有较大影响， 地层倾角越大， 提高采收率值越高；地层倾角 10°以下对注氮没有明显影响，地层倾角 20°以上则其 影响相对较大。
图 3 地层倾角对水气交替注氮的影响2.2.2 原油粘度对氮气 / 水交替驱油的影响采用平均渗透率 110.42 ×10-3μm 2 的长岩心，开展了 21.3 °倾角下不同粘度原油的4 0%) (率收 采高提 20 1612 80 0.5:1 1:12:1 3:1 气液比10 864210 20 30 40 50 地层倾角°）%（值高提率收水气交替注氮长岩心驱油实验。
图 4 所示实验结果表明， 随原油粘度的增加， 水气交替 注氮提高采收率的幅度减小。
这说明原油粘度高不利于发挥注氮的优势， 氮气难以驱动小孔道中粘度较高的剩余油，氮气与高粘度原油具有明显的不利的流度比图 4 原油粘度对水气交替注氮的影响 表 2 PCF-2 等起泡剂性能指标2.2.3 注入时机对氮气 / 水交替驱油的影响采用平均渗透率 183.38 ×10-3μm 2 的长岩心，开展了 21.3 °倾角下不同含水率下开 始水气交替注氮的长岩心驱油实验。
实验结果表明， 随原油饱和度的降低， 水气交替注 氮提高采收率的幅度逐步减小。
2. 3 注氮气配套工艺技术研究2. 3. 1、耐高盐起泡剂评选、泡沫凝胶研制针对江汉油田地层水矿化度高，地层温度高的情况，研制出了抗温耐盐性起泡剂CYF-2 和 PCF-2。
其耐盐达到 30×104mg/L 、耐温达到 90℃。
性能评价结果见表2。
并 筛选出了与起泡剂相适应的耐盐性能好、 稳定期长、 货源广的稳定剂黄原胶10 8642 05 10 15 20 25 原油粘度 mPa.s）%（值高提率收0及HPAM等。
2. 3. 2、注氮用耐高盐调剖体系研究1）、氮气泡沫调剖实验研究实验采用平面非均质模型，实验温度60℃，考虑到吸附损失起泡剂CYF-2 浓度采用1.0%，气液比采用1：1，注入速度为2.0cm3/min 。
氮气泡沫调剖实验结果（图5）表明，在单一水驱状态下，高低渗层的出口流量有明显差别；随着含泡沫剂的水和氮气的交替注入，高低渗层出口流量的差别逐渐变小；后续水驱后，高低渗层出口流量的差别逐渐变大，但最后的差别仍然比最初的差别小。
图5 流量变化曲线分析认为，氮气、泡沫剂的注入，会产生氮气泡沫相，它优先进入高渗层，从而增大高渗透层的渗流阻力，迫使后续流体转向低渗层，起到调剖作用。
