下载文档原格式
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。
氮气泡沫发生系统的研制及其在海洋石油开发中的应用氮气泡沫发生系统是一种将氮气与液体混合产生气泡的装置，广泛应用于海洋石油开发中。
本文将探讨氮气泡沫发生系统的研制及其在海洋石油开发中的应用。
氮气泡沫发生系统的研制是为了解决海洋石油开发过程中遇到的一系列问题。
传统的石油开采技术往往需要大量的水和化学添加剂来破碎岩石，增加原油的流动性，但这种方法存在很多问题，如对环境的污染和产生大量的废水等。
因此，发展一种环保、高效的石油开采技术非常重要。
氮气泡沫发生系统通过将氮气与适当的液体混合，产生出泡沫状的混合物。
这种气泡状物质具有很多有益的特性。
首先，氮气泡沫具有较高的渗透能力，能够有效地渗透到岩层中，破碎油藏中的岩石，增加原油的开采效率。
其次，泡沫的体积较大，能够填充岩石中的孔隙，防止原油的泄漏，减少环境污染。
此外，氮气泡沫的泡壁稳定性好，能够长时间保持泡沫的稳定性，使得其在石油开采过程中能够持久发挥作用。
氮气泡沫发生系统的核心部件包括氮气发生器和混合器。
氮气发生器通过将液体氮气加热及加压使其成为氮气。
混合器将氮气与液体混合，在一定的温度和压力下产生出稳定的氮气泡沫。
为了控制氮气泡沫的稳定性，还需添加一定的表面活性剂和稳定剂。
氮气泡沫发生系统在海洋石油开发中有着广泛的应用。
首先，它可以用于增加原油的开采量。
通过将氮气泡沫注入油藏中，能够破碎岩石，增加岩层的渗透性，使得原油更容易被开采出来。
其次，氮气泡沫可以用于减少原油泄漏。
在海洋石油开采中，往往会遇到漏油现象，这不仅造成资源的浪费，还会对海洋环境造成巨大的污染。
通过注入氮气泡沫，能够填充岩石中的孔隙，阻止泄漏的发生。
此外，氮气泡沫还可以用于提高石油开采效率。
在一些复杂的油藏中，传统的石油开采技术常常无法完全开采出石油，而氮气泡沫则能够克服这些困难，提高开采效率。
然而，氮气泡沫发生系统在海洋石油开发中也存在一些问题。
首先，氮气泡沫发生系统的投资成本较高，对于一些小型的石油开采公司来说可能难以承担。
氮气泡沫调驱技术在注水井的应用刘应学,赵力强,钱 勇(中国石化胜利油田有限公司清河采油厂,山东寿光262714)[摘 要] 八面河油田在开发过程中,含水上升快,产量自然递减加快,部分井水淹严重,为稳油控水,利用氮气的特性,促使油藏压力场重新分布,改变驱油剖面,提高油藏的采收率,实现老区稳产。
[关键词] 高含水;氮气;泡沫;效果[中图分类号] TE357.7 [文献标识码] A [文章编号] 1009—301X (2007)02—0056—05 在油田开发后期,由于储层的非均质性及不利的油水流度比,水驱后地层中仍然存在大量的残余油。
八面河油田是一个复杂断块稠油油藏,经过十几年的注水开发,采出程度仅有13.6%,而综合含水已达90.1%,油田的自然递减率为18.8%,南区截止2004年底,油井开井306口,产液8260m 3/d ,产油水平716t/d ,综合含水已达91.3%,经过多年的注水开发,地层连通性较好,注入水突进,水驱效率低,含水上升。
面1、面2、面4和面12等区块由于渗透率极差大,在重力作用下,注入的水首先进入油层下部的高渗透层,发生水窜,油井过早水淹,使上部的低渗透层水的波及程度降低。
在新增储量有限的条件下,原油稳产难度加大。
为此清河采油厂近年来开展了三次采油提高采收率技术的研究工作,并进行了注氮气驱提高采收率矿场试验,部分区块见到了较好的增产效果,使稳油控水工作上一个新台阶。
1 注氮气泡沫提高采收率工艺技术1.1 注氮气提高采收率的机理注氮气开发油气田主要有混相驱、非混相驱、重力驱和保持地层压力等开采机理,一般氮气混相驱要求具有较低的混相压力,在八面河油田这种原油粘度、密度较高的稠油油藏难以实现氮气混相驱。
所以,只能开展注氮气非混相驱提高采收率工作。
注氮气提高采收率的机理可归纳为:1)注氮气有利于保持地层压力,注入地层后具有一定的弹性势能,其能量释放可起到良好的气举、助排作用;2)注入油藏的氮气会优先占据多孔介质中的油孔道,将原来呈束缚状态的原油驱出孔道成为可流动的原油,从而提高驱油效率;3)非混相驱替作用:氮气、油、水三相形成乳状液,降低了原油的粘度,从而提高了驱油效率。
24常规酸化工艺对提高油气井产能发挥着重要的作用，但是同时也存在如下的不足：地层的不同小层可能会有不同的孔隙度和渗透率，会产生具有不同程度的伤害。
在基质酸化中，所有的小层都要被处理，尤其是渗透率小、伤害严重的小层。
对于非均质的地层，酸液优先进入高渗透层，使得低渗透层不能得到有效的改善。
对于低压油井和低渗透地层，酸化后残酸返排困难，容易形成二次污染，影响酸化效果。
一、氮气泡沫酸化的优势1.泡沫酸对地层渗透率有选择性，堵大不堵小。
即泡沫对高渗层有较强的封堵作用，而对低渗层的封堵作用较弱，从而使得酸液均匀进入高、低渗层，改善中低渗层的酸化效果。
2.泡沫酸对油水层有选择性。
泡沫遇油消泡，遇水稳定，泡沫对水层具有较强的封堵作用，对油层的封堵作用较弱，从而使得酸液优先进入油层，改善油层的酸化效果。
3.泡沫流体具有较高的表观黏度，携带能力强，返排时可将固体颗粒和不溶物携带出井筒。
泡沫流体的携带效果相当于中等黏度的砾石携带液。
4.泡沫流体密度低，井筒液柱压力低，形成负压力场，防止井筒内液体进入地层形成污染，并且泡沫中气体膨胀能为残酸返排提供能量，使得残酸返排更彻底，防止形成二次沉淀。
5.泡沫酸是一种缓速酸，具有良好的缓速效果，可以实现深部酸化。
二、氮气泡沫酸化在CB11NB-8井中的应用CB11NB-8井位于馆陶主体中一区的中部，共钻遇油层12.5m/3 层，主力油层为Ng1+23+4，储层以河道沉积为主，砂体发育厚度在1m~18m之间，砂体连续性较好，储层厚度大，分布范围广，该井所在处砂厚17m，油厚8.6m。
该井投产后一直低液生产，采取生物酶、稠油改良剂、复合缓速酸等多种解堵施工，效果均不理想。
2017年6月10日-7月10日进行测试-螺杆泵排液联作、挤压充填防砂作业，防砂前测试结果：螺杆泵日液40.5t/d，地层压力11.54MPa，有效渗透率527×10-3um2，表皮系数-3.88，证明储层具有高产潜力。
技术与检测Һ㊀试析应用强化泡沫体系提高边底水稠油油藏采收率蔡峰科摘㊀要：对于存在边底水的稠油热采油田来说，由于边底水的侵入，导致油井含水大幅度上升，利用强化氮气泡沫来有效控制流动度，提高油田采收率，现场应用效果良好，改善了开发效果，对其他同类油田的开发具有借鉴意义㊂关键词：强化泡沫体系；控制流动度；提高采收率一㊁基本情况孤东８２７块隶属于孤东油田稠油，含油面积３．６８ｋｍ３，地质储量５６３．７９ˑ１０４ｔ㊂含油层系为Ｎｇ４２㊁Ｎｇ５２㊁Ｎｇ５３，主力小层为Ｎｇ５２＋３㊂该区块经过老区建立，老区加密，扩边减产３个阶段，已进入高轮次吞吐后期，吞吐措施效果下降，峰值期短，措施阶段增油量减少㊂但区块开发呈现低采出程度㊁低采油速度，剩余油富集㊂为进一步提高提高单井效果，利用油田现场提供的起泡剂和原油㊁氮气稳泡工艺等技术和材料，从室内实验和现场应用两个方面，研究了强化氮气泡沫调剖在稠油热采中提高采收率的机理，并通过实验对泡沫剂和纳米级固体稳泡颗粒进行优选和评价㊂驱替实验表明，最终驱油效率可达８２．４４％，比常规氮气泡沫调剖提高了２１．２％㊂现场应用表明，强化氮气泡沫调剖能较大幅度降低油田含水，提高采收率㊂二㊁堵水技术的研究及现场应用效果评价（一）技术原理由于常规氮气泡沫体系控制边水能力较差，无法有效抑制边水指进，导致气窜及水侵现象加剧㊂而在仅增加氮气泡沫注入量的情况下，增油效果和效益明显变差㊂因此现场开展了固体氮气稳泡工艺技术试验，固体泡沫体系主要由发泡体系，固体粉末，ＶＡＥ乳液三种材料组成㊂其中发泡体系主要是由表面活性剂以及表面活性剂的复配体系组成，其功能在于使体系产生大量的泡沫空穴，以实现用少量的固体成分来获得较大的体积㊂固体粉末主要成分为碳酸钙㊁二氧化硅㊁水泥等，其主要作用为固结成型，在发泡后形成具有高度空腔结构的高强度封堵体系㊂ＶＡＥ乳液主要作用为稳定泡沫㊁吸附固体粉末㊁调节体系的流动性等㊂通过筛选低成本纳米级固体稳泡颗粒，包裹泡沫液膜形成纳米 盔甲 ，起到减缓气泡聚并㊁液膜排液，防止气泡破裂的稳泡效果，同时通过强化液膜达到提高调堵及驱油性能的目的，实现多轮次吞吐后期蒸汽剖面调剖与边底水压制的双重效果㊂现场筛选纳米级膨润土颗粒，室内试验证明，泡沫半衰期达到１８０ｓ，体泡体系提高１倍，达到３７０ｍｌ，稳定泡沫性能最强其阻力因子较普通泡沫体系提高一倍㊂（二）现场实施方案１．注气参数设计注汽量（ｔ）设计注汽半径（ｍ）注汽强度（ｔ／ｍ）速度（ｔ／ｈ）时间（ｄ）干度（％）压力（ＭＰａ）温度（ħ）２２００１４．４１９６６－８１３＞７０＜１９．５＞３００㊀㊀２．氮气调剖设计注入方式：蒸汽从隔热管连续注入，氮气㊁泡沫剂㊁稳泡剂用柱塞泵从隔热管段塞注入㊂段塞设计及注入总量８ｔ，配置成５％的溶液；稳泡剂设计：设计总量１．６ｔ，浓度１％ ２％；蒸汽㊁泡沫剂稳泡剂和氮气分３个段塞注入㊂首先，注汽前注入氮气２００００Ｎｍ３，作为前置排水段塞㊂接着，从注汽第一天开始分别注入３个氮气泡沫段塞，第一个段塞注入溶液６０方，需泡沫剂量为３．０ｔ，浓度为５％，需稳泡剂０．６ｔ，浓度为１％，伴注氮气３００００Ｎｍ３；第二个段塞注入溶液６０方，需泡沫剂量为３．０ｔ，浓度为５％，需稳泡剂０．６ｔ，浓度为１％，伴注氮气３００００Ｎｍ３；第三个段塞注入溶液４０方，需泡沫剂量为２．０ｔ，浓度为５％，需泡沫剂０．４ｔ，浓度为１％，伴注氮气２００００Ｎｍ３；段塞之间间隔时间４８ｈ㊂最后，完成剩余注汽量作为顶替段塞，达到设计的２２００ｔ注汽量㊂（三）应用效果评价孤东８２７－１井于２０１９．２．１９日完成强化氮气泡沫调剖，峰值产量液量３５．１ｔ／ｄ，油量１１．９ｔ／ｄ，含水６６．８％，生产稳定，有效期２５６天㊂ＧＤ８２７－１受边底水及气窜影响，常规吞吐４轮次，氮气调剖１轮次，多轮次吞吐后期受边水推进影响，效果越来越差㊂２０１９年１月实施强化氮气泡沫体系，上轮应用Ｎ２调剖日增油５．２ｔ／ｄ，本轮通过优化氮气调剖工艺设计，加注泡沫剂㊁稳泡剂，提高调剖效果，实施后峰值日增油１１．６吨，含水下降２６．７％，稳定生产２５６天，累增油１２８３ｔ㊂（四）经济效益分析受边底水影响的稠油井第二轮氮气调剖增油效果较差，在注入氮气量不变的情况下阶段增油量的递减率是２５％㊂经济效益＝原油产量ˑ原油不含税单位价格－作业主材－作业劳务－注汽量ˑ注汽单价－用电量ˑ电量单价－产液量ˑ液量处理费单价价格－氮气用量ˑ氮气单价－泡沫剂用量ˑ泡沫剂单价－稳泡颗粒费用未增加稳泡颗粒的经济效益测算为１１８．９６万元，增加稳泡颗粒的经济效益测算为１９３．７５万元，同比增加７４．７９万元㊂三㊁结论与认识①该固体泡沫堵水效率高，有效期长；②该固体泡沫体系胶结前具有较好的流动性，适合开展大剂量地层深部堵水；③该固体泡沫封堵强度较大，膨胀体积大，注得进，留得住，后续堵水措施难度的逐次减小；④该固体泡沫堵剂在注汽情况下自然固化，不需要候凝，大大加快了施工进度，对于高含水㊁边底水能量充足的生产井具有非常好的堵水效果，有效驱替低渗层中的残余油，尤其对裂缝发育㊁底水大孔道㊁近井地带亏空严重的高渗透层更为适宜㊂参考文献：［１］ＲｏｇｅｒＺｕｒｂｒｉｇｇｅｎ，张量．ＥＬＯＴＥＸ可分散胶粉对瓷砖黏结砂浆性能的影响．新型建筑材料，２００３（８）：２４－２７．［２］付继彤，张莉，尹德江，等．强化泡的封堵调剖性能及矿场试验［Ｊ］．油气地质与采收率，２００５，１２（５）：４７－４９．作者简介：蔡峰科，胜利油田孤东采油厂㊂１６１。
