氮气化学辅助吞吐工艺技术

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。

氮气二氧化碳辅助吞吐技术在高升采油厂研究与应用作者：马海峰来源：《中国科技纵横》2017年第17期摘要：高升采油厂坐落在辽宁省盘锦市盘山县高升镇境内，已进入蒸汽吞吐开采后期，油井平均吞吐周期为7轮，可采地层储量程度达到92.72%，油层压力降至目前的0.95-1.61MPa，由于地层压力降低和吞吐轮次的增加，原油的采出越来越困难，为有效解决上述问题，采取氮气二氧化碳辅助吞吐技术，提高地层能量及采收率。

关键词：牛心坨；空心杆电加热；油管电加热；生产能耗中图分类号：TE357 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）17-0133-01高升采油厂坐落在辽宁省盘锦市盘山县高升镇境内，主要开发高升、牛心坨两个油田，动用含油面积29.25km2，石油地质储量14315×104t，经过30多年的开发，已进入蒸汽吞吐开采后期，油井平均吞吐周期为7轮，其中大部分井吞吐已达4-8次，累计注汽1614×104t，累产油1842.94×104t，累计产水681.68×104m3，地下亏空846×104t，可采地层储量程度达到92.72%，油层压力由原始的16.1-18.4MPa降至目前的0.95-1.61MPa，由于地层压力降低和吞吐轮次的增加，原油的采出越来越困难，本文研究的氮气二氧化碳能够有效补层地层能量，增强原油的流动性，降低原油粘度，有效提高采收率。

1 吞吐原理1.1 氮气吞吐原理（1）增强了原油的流动性：先注氮气后跟进蒸汽，被原油捕集的压缩氮气受热膨胀聚集，使连续的油被小的氮气段塞分隔为段塞式油，原油的连续性被打破，流动形态发生改变，相互之间的作用力减小，原油流动性增加，有利于采出。

（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，加大蒸汽波及体积。

（3）提高回采水率：氮气和蒸汽一起注入到油藏，在回采的过程中，由于压力下降、气体膨胀，超助排作用，改善多周期的开发效果。

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。

氮气脉冲吞吐解堵氮气脉冲吞吐解堵是一种新型的管道解堵方法，通过采用氮气的脉冲吞吐机理，能够有效地清除管道中的堵塞物，而且还能避免对管道的损坏和环境的污染，被广泛应用于石油、化工、制药等行业中。

一、氮气脉冲吞吐解堵的工作原理氮气脉冲吞吐解堵的工作原理就是利用氮气的高压和高速流动，产生一种气体脉冲波，将管道中的堵塞物推动或者冲刷掉。

其中主要包括以下几个步骤：1.将氮气通入管道内：首先需要将氮气通入管道内，并且调节到一定的压力，这样能够产生足够的气流速度和压力，以便对管道进行清洗。

2.调节气流速度：为了使氮气清洗效果更好，需要对气流速度进行调节，通常将气流速度控制在100-150m/s之间，这样即能够保证清洗效果，同时又不会对管道产生太大的破坏。

3.产生脉冲波：在气流速度较高的情况下，采用一定的脉冲频率、时间、强度和幅值等因素进行调节，将气流变成有规律的脉冲波，这样能够对管道中的堵塞物进行有效地冲刷，加速堵塞物的分解。

4.清除堵塞物：当氮气脉冲波通过管道中的堵塞物时，会产生一定的压力差，这样就能够将堵塞物推动或者冲刷掉，从而清除管道中的障碍物。

二、氮气脉冲吞吐解堵的优点1.效率高：氮气脉冲吞吐解堵可以在短时间内清除管道中的堵塞物，通常只需要几分钟到几小时的时间，就能够将堵塞物清除干净。

2.安全可靠：氮气脉冲吞吐解堵不会对管道造成破坏，而且不会对环境产生污染，可以保护员工的工作安全和环境的健康。

3.适用范围广：氮气脉冲吞吐解堵可以应用于石油、化工、制药等行业中的管道、反应器、换热器、蒸汽冷凝器等设备，具有广泛的应用前景。

4.节能环保：与传统的解堵方法相比，氮气脉冲吞吐解堵不需要使用大量的化学药剂和机械设备，并且消耗的能量比较少，符合节能环保的要求。

三、氮气脉冲吞吐解堵的操作流程1.检查管道的状况：在进行氮气脉冲吞吐解堵之前，需要对管道的状况进行检查，例如管道的尺寸、管道的材质、管道内部的条件等，这样能够确定氮气脉冲吞吐解堵是否适合进行清洗。

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期董家峰（长城钻探工程技术研究院，辽宁盘锦 124010）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。

300超稠油开发过程中采取蒸汽吞吐方式效果显著，且具有良好经济性。

但是，在面对黏度超过10×104~20×104mPa·s 的超稠油时，蒸汽以及超稠油两者之间具有巨大的密度差，常规蒸汽吞吐方式无法达到理想的驱油效果，采取氮气、溶剂辅助蒸汽吞吐开采效果较好，本研究进一步分析此方法，希望能够对进一步完善开采技术提供借鉴。

1 研究背景从我国进行大规模进行超稠油开采的十数年时间中，超稠油油藏层压不断下降，地层亏空情况较为严重，地层能量也严重不足，这对进一步开发油藏资源十分不利。

因此，就需要通过借助氮气的方式弥补能量，并进一步开采。

溶剂尤其可以改善超稠油之中的胶质以及沥青质的溶解水平，而且可以增强挥发性，如果对蒸汽中加入溶剂，则在与蒸汽同时挥发的情况下，将很好的起到抑制黏性的功能。

过渡带可以改善驱替流以及被驱替流体彼此之间的流度比情况，从而进一步调节原油开采效率。

2 氮气助排的主要条件2.1 氮气助排效果直接影响油品根据实践数据可知，氮气助排方式效果明显，普通稠油会进一步缩短排水期，其与数据则明显开始变差，超稠油相关数据借助氮气助排效果增强。

超稠油区域之中的措施效果优于普通稠油情况，这说明通过氮气助排有助于超稠油区域开采。

2.2 氮气助排效果与油藏物性本研究中着眼周期增油、孔隙度以及平均单层厚度参数情况，研究发现相关数据都显示高孔隙度等符合氮气助排条件。

油井实际单层厚度较小，过大都将不能够满足氮气助排条件，而单层厚度控制在3~5m的油井十分适宜。

净总比如果出现偏差太大也不适合应用氮气助排，通常在0.4~0.6范围之间效果最好。

针对高孔、高渗透、以及油层发育比较均匀类型的油藏情况可以采取氮气助排方式。

2.3 注意注气强度需要充分关注注气强度情况，针对注气强度也需要进行分级：如：低于2000标方/m；2001~3000标方/m~高于4000标方/m等。

对周期增油以及实际注气强度彼此之间进行关联，相关数据研究显示，周期性的增油主要受到注气强度影响，彼此之间呈现出正相关关系，但是增油幅度却开始表现出递减情况。