氮气泡沫技术在稠油水平井中的应用
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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。
氮气泡沫流体在海上油田的应用摘要: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,携砂能力强的优点,作为入井液便于控制井底压力,“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,可广泛应用于低压、漏失及水敏性地层的钻井、完井、修井和油气增产措施中。
关键词:泡沫流体优点海上应用1 泡沫流体基本知识1.1 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。
(1)空气基泡沫流体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。
(2)氮气泡沫流体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。
(3)二氧化碳泡沫流体二氧化碳是溶解于水的,形成带酸性的泡沫流体,多余的二氧化碳在液体中分散成二氧化碳气泡。
多用于油层增注,它具有泡沫驱和化学驱的共同特点。
在其它场合使用比较少。
(4)烟道气泡沫烟道气是氮气、二氧化碳和少量氧组成。
多在热采中的锅炉燃烧燃料后形成的。
经过降温和除尘,增压注入水蒸汽中,形成烟道气和水蒸汽为气相的泡沫流体,回注到稠油层中。
(5)其它泡沫流体也有使用天然气与液体混合形成的泡沫,比较少见。
1.2 泡沫流体的特点泡沫流体是各种气体与液体混合后充分搅拌形成的。
除二氧化碳外,气体很少在水基液体中溶解。
气体在液体中呈小气泡分散状态。
气体的直径越小,泡沫流体的性能越好。
泡沫流体的密度、稳定性、携带性能和粘度等性能对使用工程中的使用有直接意义。
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。
氮气泡沫酸化技术在虎狼峁油田解堵中的应用随着石油勘探领域的不断深入,越来越多的油田出现了堵塞现象。
针对这种情况,氮气泡沫酸化技术成为了一种有效的解堵方法。
在虎狼峁油田,该技术也被成功应用于解决油藏堵塞问题,具有较大的实用价值。
一、氮气泡沫酸化技术的基本原理氮气泡沫酸化技术是一种通过将酸液与氮气混合,使其形成泡沫后注入井口并进入油藏,利用它的酸性和泡沫性质来溶解水泥石灰等物质,将堵塞物质迅速分解并清除掉的技术。
其中,氮气泡沫能够有效地增强酸液的渗透性和流动性,提高清除堵塞物的效率。
二、虎狼峁油田的堵塞问题虎狼峁油田的油层中长期存在着一些缓慢堵塞油井的现象。
由于沉积物随着时间的累积逐渐形成,这些物质很难被排除。
此外,在注采过程中,泥沙和化学物质也会不断地沉积到井眼和产量管道中,导致油藏出现堵塞,从而影响油井的正常产出。
三、应用氮气泡沫酸化技术的解堵过程在虎狼峁油田的解堵过程中,首先需要对油井进行调查,并了解堵塞物的成分和性质。
在此基础上,制定合理的解决方案,决定氮气泡沫酸化技术的详细实施方案。
整个过程包括以下步骤:1.准备酸液:根据实际情况选择不同类型的酸液,并按照配比要求混合。
2.制备氮气泡沫:通过将酸液与氮气混合,形成黏稠泡沫。
3.注入井口:将酸液泡沫注入井口,通过多次注入和排泄,逐渐扩大清除范围。
4.清除堵塞物:酸液泡沫在沉积物表面形成微小的起伏,然后逐渐侵蚀和溶解附着物质。
通过以上解堵过程,虎狼峁油田的油井堵塞问题得到有效解决,实现了油井正常产出,提高了油田的开采效率。
四、技术的优越性和应用前景氮气泡沫酸化技术具有许多优点,如高效、低成本、环保等。
相比传统的解堵方法,它具有更精细的清除效果和更好的流动性能。
最重要的是,它不会对环境造成污染,可以很好地保护自然资源。
总之,氮气泡沫酸化技术在虎狼峁油田解堵中的应用,为解决油藏堵塞等问题提供了有力的支持。
未来,该技术还会不断完善和升级,成为推动石油行业持续发展的重要工具。
注水开发稠油油藏氮气泡沫调驱技术唐纪云【摘要】辽河油田稠油油藏大部分采取注水开发方式生产,现已进入高含水开发阶段.随着弱凝胶调剖堵水施工轮次的增加,开发效果呈递减趋势.为改善油田注水开发效果和提高采收率,进行了氮气泡沫调驱技术研究.室内对比了3种起泡剂的表面张力和半衰期,研究了交替段塞的大小、气液比及段塞组合对泡沫体系的阻力特性的影响.室内实验结果表明,实施泡沫调驱后,采收率提高9%.在海外河油田的2口注水井进行了矿场试验,见到了明显的增油降水效果.%Water-flooding development is used for the production of most heavy oil reservoirs in Liaohe Oilfield, most of the reservoirs have been at the stage of high water cut. With the increase of number of weak gel profile control water plugging, the development decreases progressively. To improve the waterflooding development effect and enhance oil recovery in the oilfield, study is conducted on the nitrogen foam profile control technology. Through indoor experiment, the surface tension and half value period of the three types of foaming agents are compared. The effect of slug size, gas-liquid ratio, and slug combinations on the plugging of foam systems is studied.Results show that the oil recovery is enhanced by 9% after implementing foam profile control. Pilot test is conducted in two water injection wells in Haiwaihe Oilfield. Oil production increases remarkably and water decreases considerably.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2009(031)005【总页数】4页(P93-96)【关键词】注水开发;氮气泡沫调驱;稠油油藏;辽河油田【作者】唐纪云【作者单位】辽河油田金马油田开发公司,辽宁盘,锦,124010【正文语种】中文【中图分类】TE357.7辽河油田70%属于稠油油藏,注水开发的稠油油藏比例也较大。