克拉玛依油田稠油油藏氮气泡沫驱应用
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稠油热采井氮气泡沫应用技术研究摘要:针对稠油油藏多轮次蒸汽吞吐开采,油藏压力大幅度下降,边底水推进,周期油汽比低以及吞吐效果逐渐变差等问题,开展了蒸汽吞吐加氮气泡沫调剖的试验研究,从而改善稠油油藏开发效果。
根据研究结果对胜坨油田胜二区东二段的两口井进行了注蒸汽吞吐泡沫调剖现场试验,试验过程中,注汽压力明显升高,发挥了预期的增压调剖效果,通过实施泡沫调剖,试验井均从根本上改变了高含水、产量低的状况。
关键字:稠油油藏蒸汽吞吐高温氮气泡沫调剖引言胜坨油田胜二区位于区位于胜利村构造西南翼,北面与坨21断块相邻以七号断层为界,东面与坨11断块相邻以九号断层为界,构造简单,它是受北、东两条断层夹持,为一扇形单斜断块构造油藏,油层主要分布在扇形断块的高部位上,油藏类型为构造、岩性控制的层状稠油油藏。
一、胜坨油田目前开发形势胜二区东二段含油面积为3.5 km2,有效厚度8.6 m,石油地质储量527×104t。
总井41口,开井36口,区块日产油水平99.1t/d,综合含水88.34%,目前蒸汽吞吐5年,累积注汽3.5×104t,累积热力产油5.75×104t,平均油汽比1.62,总累产油37×104t,有力的弥补了产量递减,热采稠油储量的动用已成为胜二区接替稳产的主战场。
目前开发中存在的问题有:1、原油性质差,平面上,原油顶稀边稠,纵向上,原油性质随深度增加逐渐变差;2、平面层间矛盾大;3、边底水能量充足,水淹程度高,高含水井注汽波及范围有限。
二、氮气泡沫调剖的机理蒸汽吞吐采油的特点是采油速度快,油汽比较高,但蒸汽波及范围有限。
胜坨油田地层非均质性强,边底水比较活跃,在注蒸汽开采过程中,热量易向高含水区扩散,同时出现蒸汽超覆和汽窜,导致蒸汽沿高渗透带突进,大大降低蒸汽有效波及面积,从而影响了蒸汽吞吐开采效益。
三、氮气泡沫驱可行性研究蒸汽吞吐过程使用的泡沫剂需要较强的耐高温性能,经过筛选对比,选用地质院研制的新型高温泡沫剂DHF-2,经评价该剂起泡能力强,稳定性好,经过300℃,72h耐温性试验,化学性能稳定,250℃封堵调剖能力良好,在残余油条件下,仍然能够起到封堵调剖作用。
注氮气在稠油热采中的应用研究克拉玛依油田九区稠油油藏由于原油黏度高,埋藏浅,地层温度低,天然能量不足,随热采吞吐轮次增加,采油速度降低,存水率升高,油气比下降。
为提高稠油开采效果,由北京中石恒石油技术有限公司承担完成《克拉玛依稠油注氮气辅助蒸汽吞吐效果机理的数值模拟和物理模拟研究》确定油藏物性界限条件、氮气注入方式及合理的注采参数与时机,在九五区,九八区和风城重32井区都开展大量稠油注氮气辅助蒸汽吞吐工作,以J230井区为例在08-09年共实施措施453井次,有效率为85.3%,累计产油7.58x106t,投入产出比1∶3.75,注氮气应用取得了显著效果,为稠油吞吐提高采收率提供了一条有效方法。
标签:稠油油藏;注氮气辅助蒸汽吞吐;注入参数;提高采收率1 九五区地质概况J230井区齐古组油藏为九五区向东延伸的一部份,区域构造位于克--乌断裂上盘超覆尖灭带上,构造比较单一,底部构造形态为西北向东南缓倾的单斜,地层倾角3°~9°,为一套弱氧化环境下的辨状河流相沉积,油层中部深度420m,油层射开平均厚度9.8m,20度原油黏度在13000万mPa·S左右,该区非均质严重,油层由多个单沙体叠加而成,属大容量,高空隙,高渗透储集层。
2 注氮气改善注蒸汽吞吐效果机理(1)保持地层压力,延长吞吐周期:氮气注入油层后井底压力明显高于没加氮气井底压力,起到了补充油层能量的作用。
(2)扩大油层加热带:利用氮气具有渗透性好,膨胀系数大,非凝结性等特点,携带热量进入油层深部,加大了蒸汽波及体积。
(3)增加地层弹性能量有利于回采:溶解在原油中的氮气改善原油中的渗流阻力,呈游离状态的氮气形成弹性驱,增加驱动能量。
(4)提高回采水率:氮气加蒸汽一起注入油层中,由于注入过程中的热损失,部分蒸汽将冷凝为热水,因氮气膨胀系数大,在回采降压阶段,起助排作用。
(5)增大泡沫油:少量溶解于稠油中的氮气以微气泡的形式存在不易脱出,形成泡沫油,而泡沫油的粘度比稠油粘度低,对稠油开采非常有利。
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。
摘要世界经济发展迅速,因此对于能源的需求也进一步增加,尤其是对石油产量的需求。
一般常规的采油方法比如一次、二次采油,仅能采出油田储量的30%左右,仍然有大部分的原油被留在油田中,所以提高石油采油效率成为了未来重要的研究课题,即三次采油技术。
近年来国外有人提出在泡沫剂溶液中加入聚合物,进一步提高泡沫膜的强度和稳定性,提高泡沫的封堵调剖能力,称之为强化泡沫[1]。
常规泡沫驱油技术在油藏条件下稳定性较差,聚合物强化泡沫体系结合了聚合物、泡沫及表面活性剂的多种优点,起到了复合增效的作用,能够同时提高波及系数与驱油效率。
本文主要对聚合物强化泡沫驱油实验进行研究,由以下几个方面组成。
首先,本文介绍了强化泡沫驱油配方研究。
由强化配2方的筛选,强化配方抗盐性,强化配方抗油性三个方面入手,完成了强化泡沫驱油配方的研究。
其次,本文继续进行强化泡沫驱油体系性能研究。
此部分讨论了聚合物对泡沫体系封堵压差比的影响,残余油状态下聚合物对泡沫稳定性的影响,聚合物对泡沫体系驱油性能的影响。
紧接着,本文又进一步探讨聚合物-泡沫调驱的影响因素,并进行了合理的实验研究。
此章主要对一下四种影响因素加以分析:气液比对聚合物-泡沫封堵能力的影响,注入速度对聚合物-泡沫封堵效果的影响,聚合物对泡沫调驱能力的影响以及聚合物对泡沫调驱能力的影响。
最后,本文联系实际需要与关注,进行了泡沫驱对环境的影响及改善措施的研究。
第一部分的泡沫驱油体系对环境的影响主要从以下几个方面介绍:泡沫剂对原油的影响,泡沫剂对产出水的影响,泡沫体系对金属管线的腐蚀,产出气体对天然气组分的影响,泡沫驱油体系对油藏的影响,泡沫剂与油藏的相互作用以及注氮设备对周围环境的影响。
第二部分的改善泡沫驱对环境影响的措施研究中主要涉及到了改善聚合物粘度的措施和注入工艺的改进措施[2]。
关键词:聚合物;泡沫;驱油实验;研究AbstractThe world economy has developed rapidly, so the demand for energy is further increasing, especially for oil demand. Production method of conventional such as primary exploitation, secondary depletion, can only produce oil reserves of about 30%, and still there is most of the crude oil left in the field, so to improve oil production efficiency has become an important future research issue, namely the tertiary recovery. In recent years, some foreigners raise that polymer is added in the foam agent solution can further improve the foam film stability and strength, improve the capability of foam plugging and profile control, called enhanced foam. Oil stability under reservoir condition is poor displacing conventional foam, and polymer enhanced foam system combines the advantage of polymer, foaming and surface active agent, the compound synergistic effect, can simultaneously improve sweep efficiency and oil displacement efficiency.This paper focuses on the polymer enhanced foam flooding experiment research, composed of the following aspects. Firstly, this paper introduces the research of oil formulation of enhanced foam flooding. By screening formula, formula salt resistance, oil resistance of formula three, completed the research of enhanced foam flooding formula. Secondly, this paper continues to study performance of enhanced foam flooding oil system. This part discusses the effect of polymer on the foam sealing pressure ratio, effect of polymer and residual oil condition on the stability of foam, effect of polymer on properties of foam flooding. Then, this paper further study on Influence Factors of polymer foam flooding, and experiments are carried out to study the reasonable. This chapter focuses on four kinds of influencing factors analysis: the influence of gas-liquid ratio on the polymer - foam sealing ability, injection rate of polymer foam plugging effect, effect of polymer ability of foam flooding and polymer flooding of the foam profile. Finally, contact the actual need and concern, study the impact on the environment of foam flooding and improving measures. The first part of the foam flooding oil system on environment mainly from the following aspects: the influence of foaming agent on the oil, influence of foaming agent on the foaming system produced water, corrosion of metal pipe, affect output of gas on the components of natural gas, oil system of oil reservoir interaction of foam flooding, foam agent and reservoir as well as the influence of nitrogen injection equipment to the surrounding environment. Study on environmental impact measures drive second part improve bubble mainly involves the improvement measures and the viscosity of polymer injection technology improvement measures.Key words:polymer;foam;displacement experiment; research目录第1章前言 (1)1.1论文研究的目的意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3本文主要研究内容 (4)第2章强化泡沫驱配方研究 (6)2.1实验部分 (6)2.2结果与讨论 (6)2.3结论 (8)第3章强化泡沫驱油体系性能研究 (9)3.1试验部分 (9)3.2结果与讨论 (10)3.3结论 (14)第4章聚合物-泡沫调驱影响因素实验研究 (15)4.1试验部分 (15)4.2结果与讨论 (16)4.3结论 (20)第5章泡沫驱对环境的影响及改善措施研究 (22)5.1泡沫驱油体系对环境的影响 (22)5.2改善泡沫驱对环境影响的措施研究 (25)结论 (27)参考文献 (29)致谢 (30)第1章前言1.1 论文研究的目的意义世界上绝大多数油田进行注水开发,且大多己进入开发的中、后期。
泡沫流体在油气田开发中的应用山东恒业石油新技术应用有限公司二OO七年五月泡沫流体是一种可压缩的非牛顿流体,具有密度低且方便调节,粘度高,低摩阻,携砂能力强,作为入井液便于控制井底压力,减少漏失和对地层污染;在孔隙介质中具有很高视粘度,调剖能力强,且具有剪切变稀的特性,封堵能力随渗透率的增大而增大;“遇水稳定、遇油消泡”,在含油介质中稳定性变差,渗流阻力随含油饱和度的升高而降低;压缩系数大,助排能力好等特点。
广泛应用于低压、漏失及水敏性地层的钻井、完井、修井和油气增产措施中。
第一部分:基本知识一、泡沫流体的类型在石油工程中应用的泡沫流体是以水为液相、以空气、氮气、天然气、二氧化碳等气体为气相,气液两相充分混合形成的两相流体。
也可能是携带了井底的固体颗粒,组成气、液、固三相流体。
液体可以是清水、海水或油田废水,组成低密度水基泡沫液体,用于井下作业或增注。
也可以是钻井液或水泥浆,组成低密度钻井液或低密度水泥浆,用于钻井。
一般在没有天然气爆炸、燃烧等危险的井场,气相可以是空气或天然气。
在有爆炸、燃烧危险的场合,多使用二氧化碳和惰性气体为气相。
1、空气基泡沫流体在水基液体(淡水、海水、油田废水或钻井液体及水泥浆)中充入空气形成。
其优点是形成工艺简单、成本低、方便。
在陆地油井曾应用广泛。
空气基泡沫液体广泛做为低密度钻井液、低密度水泥浆、泡沫洗井液、射孔液使用。
在酸化、压裂作业中也有使用。
从安全角度看,空气中氧成分存在,会带来许多危险和问题。
空气与可燃气体混合存在爆燃危险。
空气中的氧进入地层岩石会对岩石和流体氧化,堵塞产层通道。
空气基泡沫很少使用在注入井驱替原油。
2、氮气泡沫流体用惰性气体为气相的优点是安全,可以防止天然气与空气混合后的爆炸危险,防止氧进入岩石孔隙后产生的氧化反应。
最方便的惰性气体是从空气中分离出的氮气。
惰性气体主要是氮气,比较容易制取,使用效果好,成本低。
在陆地油气井、海洋油气井的钻井完井和油藏增注中广泛使用。
文章编号:1673-8217(2012)01-0109-03克拉玛依油田六中区氮气泡沫驱室内配方研究乔 琦,向湘兴,程志强,张彦珂(中国石油新疆油田公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依834000)摘要:克拉玛依油田六中区属于砾岩普通稠油油藏,该区东部原始地层原油粘度80 mPa·s,且有自东向西原油粘度逐渐升高、水驱采收率变差趋势。
针对六中区流体性质开展了泡沫驱配方体系研究,该配方具有起泡能力强,半衰期长、泡沫粘度高和稳定性好等特点,通过室内一维物理模拟实验评价,注入量达到0.6 VP,采收率提高可达40%以上。
关键词:普通稠油;泡沫驱;起泡能力;克拉玛依油田;泡沫粘度中图分类号:TE357.42 文献标识码:A1 油藏基本情况克拉玛依油田六中区克下组油藏于1957年发现,1968年在西部开辟了小面积注水开发试验区,1973-1974年投入全面开发。
该区克下组为中孔高渗、非均质严重的砾岩油藏,开发初期依据构造、储层、井网等特点细分为六中北、六中中、六中东、大面积、小面积、J151、J127共七个井区。
由于该区克下组油藏不同,井区的井网形式不同,水驱开发效果也有明显的差异,其中,水驱开发效果最好的是小面积区,目前采出程度最高,该区东部开发效果较差。
六中区克下组属于无气顶的高饱和油藏,无边底水,原始地层压力7.2 MPa,压力系数1.5,饱和压力7.2 MPa,油藏温度20.6℃,天然驱动能量为溶解气驱。
该区有效孔隙度18.96%,平均有效渗透率251×10-3μm2。
该区东部原始地层油粘度80mPa·s,20℃时地面原油粘度为145.109 mPa·s,原始油气比34.4 m3/t,地层油体积系数1.075。
2 氮气泡沫配方室内研究[1-3]2.1 原油和水物性参数实验用油为6012A井的原油,地面脱气粘度为238 mPa·s;实验用水为采油二厂6004注水站和701注水站的污水。
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。
稠油氮气泡沫调驱效果分析1. 稠油基本概况(1)稠油及分类标准①稠油:在油层条件下,粘度(不脱气)大于50mPa•s的原油或脱气粘度大于100mPa•s 的原油。
常称的重油(Heavy Oil),沥青砂(Tar Sand,Bitumen)都属于稠油范围。
②分类2. 稠油热采开发方式原油粘度(mPa•s):50~100:水驱。
100~500:水驱、非混相、泡沫。
500~10000:蒸汽吞吐(蒸汽驱、火烧油层)。
10000~100000:SAGD。
3. 国内稠油生产发展趋势(1)资源动用:扩大特稠油/超稠油储量的动用程度(2)提高稠油采收率蒸汽吞吐转蒸汽驱方式,且呈现热力复合(化学驱、气体、溶剂等)驱替方式。
热力采油和蒸汽吞吐是稠油开采的主要途径。
稠油油藏历经注蒸汽开采后的特征:(1)剩余油的流动性越来越差——稠油流体的非均相特征;(2)储层强非均质出现汽窜(负效应)——热连通逐渐加强汽窜造成热效率低,油气比低;(3)油层热效率越来越低——油层回采水率越来越低,后续注热效率低,加热范围小。
薄油层的加热效率较低,直井开采效率低。
4. 稠油注蒸汽窜流状况:蒸汽吞吐和蒸汽驱均有汽窜现象。
解决蒸汽吞吐汽窜方法:组合吞吐、调剖、改变受干扰井的工作制度或关井。
当蒸汽吞吐转蒸汽驱后,一旦出现汽窜,只能依靠调流和调驱方式。
汽窜程度、井底结构及稠油开发阶段的差异都将影响注蒸汽井调剖方法的选择。
稠油油藏提采技术:(1)热力采油改善开发效果方法;(2)热力复合驱替技术;(3)复杂结构井型热力采油技术。
一、氮气泡沫辅助蒸汽驱调驱机理与适应性:泡沫驱机理(1)泡沫体系调剖→提高波及效率(2)表活剂洗油→提高洗油效率。
泡沫发泡方式:(1)地面起泡方式(相对较1好):直接将配制好的泡沫基液(水+起泡剂)经水泥车泵注注入泡沫发生器,同时将制氮机组来氮气经增压后注入泡沫发生器,基液与氮气在泡沫发生器中混合并形成均匀泡沫液,然后经管柱到井底。
稠油热采氮气泡沫驱室内物模实验研究【摘要】本文通过实验研究了稠油热采氮气泡沫驱室内物模的效果。
在介绍了研究背景、研究目的和研究意义后,详细描述了实验设备和方法。
实验结果分析表明,氮气泡沫可以有效驱出稠油。
文章还探讨了氮气泡沫驱油效果和稠油热采氮气泡沫驱动机理。
分析了氮气泡沫驱油的影响因素。
实验结果总结显示,氮气泡沫有望成为一种有效的驱油工艺。
展望未来研究方向,文章指出还需进一步探讨氮气泡沫驱油的效果和机理。
研究的启示在于氮气泡沫驱油技术在稠油热采中具有重要的应用前景。
【关键词】稠油热采、氮气泡沫驱、实验研究、驱动机理、影响因素、实验设备、实验方法、结果分析、驱油效果、研究背景、研究目的、研究意义、实验结果总结、进一步研究展望、实验研究的启示.1. 引言1.1 研究背景石油资源是全球能源供应的重要组成部分,而稠油是其中一种油品,具有粘度高、密度大等特点,常常难以开采。
为了提高稠油的采收率和经济效益,研究人员不断探索各种采油技术。
稠油热采是目前应用较广泛的一种技术,其原理是通过注入热介质降低油藏粘度,从而促进油藏内原油的流动。
在实际应用中,稠油热采存在能耗高、采油效率不高等问题。
氮气泡沫驱是一种新型的增驱技术,其原理是通过注入氮气泡沫提高油藏内的有效驱替物,从而改善原油的采收效果。
氮气泡沫具有低密度、高渗透性等优势,能够有效地改善稠油采收效率。
关于氮气泡沫驱在稠油热采中的应用研究还比较有限,需要进一步深入探讨其效果和机理。
本研究旨在通过稠油热采氮气泡沫驱室内物模实验,探讨氮气泡沫驱在稠油热采中的可行性和效果,并进一步分析其驱油机理及影响因素,为稠油采收技术的提升提供科学依据和实验数据支持。
1.2 研究目的研究目的是通过对稠油热采氮气泡沫驱室内物模实验的开展,探讨氮气泡沫技术在稠油开采中的应用效果,并深入研究其驱动机理和影响因素。
具体目的包括:1.验证氮气泡沫技术在稠油热采中的可行性和有效性,为实际生产中技术应用提供依据和参考。
老化罐:50mL ;恒温震荡水浴器:室温100℃,温度误差±0.1℃,震荡频率:0Hz-300Hz ;玻璃管:Ф15mm ×500mm 。
1.2 性能评价(1)泡沫体积及半衰期的测定。
称取泡沫驱油剂约3g(精确至0.01g),用区块地层水配置成1000mL 0.4%的水溶液,将水溶液放入50℃的恒温水浴中陈化20min 。
将泡沫仪温度调制50℃,将溶液沿内壁倒入夹套量筒至50mL 标线,不使在表面形成泡沫,用500mL 的量筒量取500mL 的溶液倒入分液漏斗中,缓慢进行操作,以免生成泡沫,然后打开分液漏斗开关,使溶液不断流下,待溶液滴完后记录泡沫体积,然后每30s 记录一次泡沫体积,然后泡沫体积减到初始体积的一半时所对应的时间即为泡沫半衰期。
重复以上试验两到三次,每次试验前用试液冲洗管壁。
(2)阻力因子及残存阻力因子的测定。
将粒度为0.3~0.6mm 的石英砂装入填砂管,填砂管接入流程,控制回压,用柱塞泵以一定的流速向砂管内注水,测定基础压差,以相同的流速注入泡沫溶液,测定封堵压差,封堵压差与水驱基础压差之比为阻力因子。
注入泡沫后,再以相同的流速注水,注水1PV 后的水驱压差与水驱基础压差之比为残存阻力因子。
水驱压差测定结束后,控制柱塞泵排量为0.2mL ,关闭模拟盐水高压容器阀门,打开盛有原油的高压容器阀门,将柱塞泵排除液体注入盛有原油的活塞容器,将原油驱至模型,直到模型出口不再出水为止。
控制柱塞泵排量为0.6mL/min ,关闭原油高压容器阀门,打开盛有模拟盐水的高压容器阀门,将柱塞泵排除液体注入盛有模拟盐水的活塞容器,将模拟驱至模型,直到模型出口不再出水为止。
将泡沫0 引言稠油也叫重油,是沥青质和胶质含量较高、黏度较大的原油。
稠油的黏度有的高达每秒几百万毫帕,流动性差、黏稠度大,给开采造成了很难困难。
因此对稠油的开采仍是不断的研究课题,泡沫驱是近年提高采收率研究的重点,研究及现场应用表明泡沫具有高的波及效率、驱替效率,是提高稠油油藏采收率的有效方法。
氮气泡沫在油气田开发中其它应用一、低渗透油田注氮气开发注氮气开采方式主要应用以下几个方面的开采机理,即混相驱、重力驱、非混相驱和近混相驱。
对于一个特定油藏而言,注氮气开采有可能是一个或几个机理起作用,还有可能有其他机理起辅助作用。
1、注氮气混相驱实现混相驱的四个主要因素是:原油组分及重度、驱替剂的组分、注入压力、温度。
注入混相驱的基本论点,是利用注入一种可以在一定温度和压力条件下,能够完全溶解于原油中的溶剂来驱替油藏中的原油。
在混相驱替过程中,混相条件不仅取决于驱替相和被驱替相的中间烃组分含量,而且还取决于驱替相和被驱替相间的最小混相压力,高于这个压力,就能发生多次接触混相。
氮气同原油的混相压力比二氧化碳和天然气同原油的混相压力高。
2、注氮气重力驱利用气体与原油间的密度差异而产生的油气对流作用(重力分异作用),从而实施保持油藏压力或部分地保持油藏压力,并驱替原油和天然气的方法,称为重力驱。
从开采方式上可分为两种:一种是向油藏顶部或已存在的气顶注气;另一种是向气顶以下的油柱注气。
这两种注气方式的必备条件是油气能够在油层内纵向运移和分布。
3、注氮气非混相驱注氮气非混相驱通常是采用水气交替注入方式。
向亲水地层中交替注入水和氮气,有利于使残余油在界面处聚集,并实现界面流动;而向亲油地层中交替注入水和氮气,则有利于残余油在气水固三相汇处聚集,气水界面提供了油流通道,气水界面夹带油流动,气体在通过喉道处时,其弹性能量可在某种程度上起到洗油作用。
所以,在水驱油藏中,交替注入氮气和水,能够为残余油的聚集和流动提供比水驱更为有利的条件。
一项单管驱油实验表明,向水中加入氮气后,驱油效率可比水驱驱油效率提高14.2%,其效果是明显的。
二、边底水油藏注氮气泡沫压水锥增产有强边底水的油藏,随着开采时间的延长井底压力降低,井筒附近形成较大的垂向压差,底水垂向伞状锥进,油藏边底水侵入形成水锥。
水锥一旦突破到井筒,油井产水量迅速上升,甚至造成整个射孔段水淹。
低渗透油藏氮气泡沫驱应用研究发布时间:2022-08-19T05:45:18.366Z 来源:《科技新时代》2022年第1期作者:郭斌[导读] 氮气泡沫驱技术在低渗透油藏生产中发挥着重要作用郭斌新疆油田勘探开发研究院,新疆克拉玛依,834000摘要:氮气泡沫驱技术在低渗透油藏生产中发挥着重要作用,可改善油田的注水效果。
而起泡剂的性能影响着技术作用的发挥,因此需要利用双管岩心试验或模拟地层条件试验等方式分析起泡剂的性能。
同时,也需要分析起泡剂体系的黏度、起泡体系的吸附性能、压力、原油等因素对泡沫稳定性的影响,之后优化注入参数。
关键词:低渗透油藏;氮气泡沫驱;起泡剂前言:在不断开发的过程中,大多数油田都进入到了高含水阶段甚至特高含水阶段,产出液的含水量过高,严重影响到了油田的正常开发。
只有降水增油才能够提升油田开发的质量与效益,而氮气泡沫驱技术具有压缩系数高、稳定性强等特点,可以提高油藏采收率,因此本文将对低渗透油藏氮气泡沫驱进行简要分析。
1.氮气泡沫驱技术的优势氮气泡沫驱技术的优点十分明显,不仅可以进行泡沫封堵,也可以实现氮气驱油。
在氮气泡沫驱技术中,氮气发挥着重要作用,不仅可以维持地层压力,也可以产生大量的泡沫。
而泡沫驱也具有多重优势,例如其中的泡沫体系可以降低油水界面的张力,提升油田开采的驱油效率;泡沫体系具有良好的封堵调剖能力与视黏度,可以解决氮气注入后油藏出现气体指进这一问题;泡沫体系可以降低水油的流度比,提升波及系数【1】。
总之,将氮气与泡沫驱结合起来具有重要意义,可以提高油田采收率。
2.油田情况新疆油田是我国比较大的油田之一,其中某区块油藏含油层系是三叠系中统克拉玛依组,油藏的埋深是1678-2730m,主要是由克上组与克下组共同构成的。
其中克上组储层孔喉半径与渗透率的分布范围较广,平均孔隙度是12.2%,平均渗透率是0.85%,且微观孔隙结构具有较强的非均质性。
而克下组储层孔喉半径与渗透率相对较好,平均孔隙度是12%,平均渗透率是0.93%。
克拉玛依油田稠油油藏氮气泡沫驱应用向湘兴;陈静;侯军伟;乔琦;杨子岳;刘鸿飞【摘要】克拉玛依油田九区J230井区上侏罗统齐古组稠油油藏储集层非均质性强、油层薄,天然能量低.随着蒸汽吞吐油井生产轮次增高,油田开采步入中—后期,储集层含油饱和度大幅度降低,剩余油分布复杂,地层压力低,高含水井逐年增多,开发难度增大,油田采油速度和经济效益大幅度下降.1995年开始开展了注氮气辅助吞吐的矿场试验,应用实践表明:注氮气后可以有效补充地层能量,延长吞吐生产时间,提高稠油热采开发效果.然而,多轮次注氮气辅助吞吐开采后,注气井汽窜矛盾突出,为此开展了氮气泡沫辅助吞吐及调驱试验研究.研究结果表明,高温泡沫剂发泡性和稳定性好,用在非均质性强的普通稠油油藏,可显著提高采收率.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2017(038)001【总页数】5页(P76-80)【关键词】克拉玛依油田;J230井区;上侏罗统;齐古组;稠油油藏;泡沫;氮气【作者】向湘兴;陈静;侯军伟;乔琦;杨子岳;刘鸿飞【作者单位】中国石油新疆油田分公司实验检测研究院,新疆克拉玛依834000;中国石油新疆油田分公司实验检测研究院,新疆克拉玛依834000;中国石油大学文理学院,北京102249;中国石油新疆油田分公司实验检测研究院,新疆克拉玛依834000;新疆华隆科技股份有限公司,新疆克拉玛依834000;中国石油大学文理学院,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE357.435克拉玛依油田稠油产量的90%以上是借助于蒸汽吞吐和蒸汽驱开采的[1-4],水平井及SGAD(蒸汽辅助重力泄油)等技术也是借助蒸汽吞吐或蒸汽驱开采技术进行稠油开采,然而,蒸汽吞吐或蒸汽驱开采引起的蒸汽超覆、汽窜等问题在蒸汽吞吐井及蒸汽驱井中普遍存在,热损失严重,开采效果逐年变差,急需一种新技术保障现场开发效果[5-7]。
新疆油田公司于2003年7月开始,在克拉玛依油田九区J230井区进行了蒸汽驱先导试验,至2012年5月,九区齐古组油藏油气井累计油汽比0.26,其中蒸汽驱井油汽比0.12;采出程度41.9%,蒸汽驱先导试验区采出程度48.4%,几个轮次之后,汽窜加剧。
2011年,在研究区实施了氮气泡沫辅助吞吐措施,实施之后,现场注蒸汽压力明显上升,保持时间较长;井口温度稳定。
试验显示,蒸汽泡沫的密度与蒸汽相当,阻力系数是水蒸气的10倍以上,可以有效的封堵汽窜,也可以进行蒸汽泡沫驱,提高采收率。
蒸汽泡沫驱被认为是稠油提高原油采收率行之有效的方法之一,也是具有发展潜力的一项提高稠油采收率新技术[8-11]。
本文介绍了室内泡沫剂评价、优选、模拟实验及方案编制研究,从室内研究到现场试验,建立一套系统的泡沫封堵与调驱技术,为克拉玛依油田稠油油藏提高采收率提供了技术支持。
克拉玛依油田九区位于克拉玛依市东北约45 km处。
油藏含油面积5.9 km2,石油地质储量667×104t,目前储量已全部动用。
油层埋深285.0~420.0 m,厚7.8 m,孔隙度27%,渗透率980 mD,孔隙度及渗透率均表现为西高东低,原油黏度11 068 mPa·s,地面原油密度为0.923 g/cm3,含油饱和度61%.地层水水型为NaHCO3型,氯离子含量为1 127.0~7 349.0 mg/L,平均为2 452.3mg/L,矿化度为2 974.0~14 062.0 mg/L,平均为6 098.4 mg/L.2.1 实验方法、实验仪器及药品(1)实验方法本次实验采用Waring搅拌评价方法,配制不同质量分数泡沫剂溶液,量取200 mL放入吴茵搅拌器中,在6 000 r/s下搅拌30 s,将产生的泡沫及剩余液体一同快速倒入1 000 mL量筒中,同时进行计时,记录流出溶液达到100 mL需要的时间(携液半衰期)、产生的泡沫体积(泡沫体积)以及泡沫体积降落为初始体积一半时需要的时间(泡沫半衰期)。
(2)实验仪器及药品室内评价用水选自J230井区19号站蒸汽锅炉处理后水,矿化度3 730.0 mg/L,Ca2++Mg2+含量3.0 mg/L,水型为NaHCO3型。
泡沫剂黏度测定采用安东帕Rheolab QC黏度计(奥地利);FOAMSCAN泡沫仪(法国TECLIS);驱油评价实验装置为新疆油田公司实验检测研究院自制;泡沫剂DQ4,DQ-4,ZWT-3,ZWT-1,ZWS-2及ZWH-2均为华隆公司提供,工业品有效含量33%;CaCl2及NaCl均为分析纯化学试剂;氮气,含量99.9%;实验所用岩心为人造环氧树脂胶结岩心,渗透率400~4 000 mD.2.2 泡沫剂的性能评价及优选(1)半衰期在实验室中采用锅炉处理后水配制泡沫剂进行相关性能评价,从表1可以看出,在高温后,泡沫半衰期的排序是:ZWT-3>DQ4>ZWT-1>DQ-4>ZWS-2>ZWH-2.其中ZWT-3和ZWT-1是不同批次的同一产品,DQ4和DQ-4是不同批次的同一产品,不同批次这2对产品的性能比较稳定,ZWT-3性能更优。
(2)黏度泡沫黏度主要是表面活性分子在其表面单分子层内的亲水基间相互作用及水化作用而产生的。
表面黏度越高,泡沫寿命越长。
使用QC黏度计测量了不同泡沫剂在高温前、后的黏度。
从表2可看出,ZWT-3黏度保留值最大。
DQ4及DQ-4稳定性不好,可能与产品的溶解性有关。
(3)抗盐性及抗钙性采用清水配制泡沫剂溶液,添加不同质量分数的NaCl及CaCl2,分别测定泡沫半衰期、携液半衰期及产生的泡沫体积(表3)。
从研究结果可看出,NaCl对泡沫体积影响较大,对泡沫半衰期的影响不大,但对携液半衰期影响较大。
Ca-Cl2的加入对测量结果影响很大,加入少量CaCl2对泡沫性能影响较弱,CaCl2量较大时,2种产品的泡沫半衰期随着CaCl2质量分数的增大,呈现先升高后降低的趋势,且降低非常明显。
总体来看,DQ4和ZWT-3泡沫剂的稳定性都很好。
二价离子浓度为0.01%~0.10%对泡沫剂稳定是有利的。
2.3 影响泡沫稳定性的因素评价实验泡沫作为一种特殊的流体,在多孔介质中流动受多种因素影响,并不是以连续相迁移,泡沫流体在油藏中渗流时泡沫不断破灭与再生,孔隙介质像一个可变的滤器,泡沫的气、液两相以不同的速率在孔隙介质中移动,气相比液相移动得快。
合适的气液比是保持泡沫稳定流动和良好黏度的重要保障。
(1)气体流速采用FOAMSCAN泡沫仪对泡沫剂进行了泡沫稳定性测定,从图1可看出,不同泡沫剂在相同质量分数,不同气体流速(100mL/min,200mL/min,300 mL/min)下表现的稳定性差异巨大,气体流速较低时,泡沫一直很稳定,当气体流速达到一定值后,泡沫很快塌陷。
不同类型泡沫剂受气体流速的影响也不相同,DQ4及ZWT-3质量分数都是0.5%,在测定时间内,ZWT-3在小于200mL/min的流速内是稳定的,DQ4已经开始破灭,说明ZWT-3的稳定性好于DQ4.(2)气液比模拟现场试验进行了氮气与泡沫剂配比研究,气液比分别为1∶6,1∶4,1∶3,1∶1,2∶1,3∶1,5∶1,6∶1和10∶1(图2),结果显示,气液比小于1:1时,阻力因子均低于10,这主要是因为气量太小,不足以形成稳定连续的泡沫;当气液比为1∶1~5∶1时,阻力因子均大于14,其中气液比为2∶1时阻力因子最大,达到19;气液比继续增大,超过5∶1后,阻力因子降低,且很快突破。
从技术及经济2项指标考虑建议气液比为1∶1~5∶1.室内实验气液比选为2∶1.实验所用岩心为人造环氧树脂胶结岩心,渗透率400~4 000 mD,在实验确定连续性注入前提下,确定气液比2∶1,注入方式为连续注入,进行了泡沫剂质量分数(0.1%,0.3%,0.5%,0.8%)的筛选(图3),实验结果表明,泡沫剂质量分数增加,阻力因子呈上升趋势,当泡沫剂质量分数达到0.5%时,阻力因子上升变缓,从经济因素考虑,选择泡沫剂质量分数0.5%性价比较高。
克拉玛依油田九区J230井区951207井组2003年7月投产进行蒸汽吞吐生产,进行了8个轮次的生产周期,累计增油0.8201×104t,累计产水1.654 3×104t,累计注汽1.339 8×104t,回采水率1.235,采出程度61.66%.在951207井组中有4口老井生产周期7~12轮,平均9.25轮,4口加密井生产周期2~5轮,平均3.75轮。
2011年11月5日转蒸汽驱,2012年11月22日在951207井组进行了间歇式蒸汽泡沫调驱矿场试验,完成了3个段塞的驱替,其中有2个泡沫调驱段塞,2013年2月9日完成了全部注入。
试验采用3个段塞进行注入,“泡沫段塞+蒸汽段塞+泡沫段塞”组合形式,完成泡沫剂溶液注入量150 m3,合计用泡沫剂20 t,氮气61 719 m3.调驱过程中,在951207井注汽量稳定的前提下,951207井井口温度逐步上升,注蒸汽压力由原来下降趋于稳定。
施工结束后,注蒸汽压力明显上升,保持时间较长;井口温度稳定。
2013年3月15日对951207井进行了吸汽剖面测试(图4),测试结果显示,4个井段全部吸汽,且上部2个井段的吸汽强度低于下部2个井段,因氮气泡沫驱措施前未进行吸汽剖面测试,不能判定效果。
从各层的吸汽强度来看,各层存在差异(2009年和2010年发生过2次汽窜;厚度1~5 m),但强度均衡。
说明了蒸汽泡沫在调整吸汽剖面上有一定的效果。
从表4中也可看出,施工结束后,各井的产液量发生了改变,分配更趋于均衡,说明了泡沫段塞在某种程度上起到了调剖的作用。
8口生产井全面见效,井组增油量统计截止到2013年11月累计增油970.8 t.增油量计算方法按前3个月平均值统计增油量。
对951207井组进行了跟踪效果评价,截至2014年底,试验井组中的951201井、951206井、T95087井及T95080井才进入产油高峰期,951208井到2014年底进入第二个采油高峰期;在转驱井中,生产轮次较低的951201井增油效果最明显;在加密井中,生产轮次较低的T95080井后期增油效果很显著。
在实施了泡沫调驱之后,T95087井效果一直不明显,至2014年9月开始波动,到12月日产油超过了16 t,T95087井见效晚,增油效果明显。
(1)氮气泡沫辅助蒸汽吞吐技术对于稠油开发是十分有效的手段。
(2)在泡沫剂的选择过程中,泡沫半衰期和携液半衰期是2个非常重要的参数,半衰期越长,稳定性越高,封堵效果越好。
适当的二价离子浓度有利于增强泡沫剂的稳定性,但是当二价离子浓度高于1 000 mg/L以后,半衰期迅速降低。