氮气在油田生产中的应用
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水平井连续油管氮气泡沫冲砂酸化研究与应用水平井是一种用于石油开采的技术,通过在地下水平位置钻探和开采油藏来提高产量和采出率。
连续油管氮气泡沫冲砂酸化技术是一种常用的石油井作业方法,可以有效地清除沉积物和酸化油藏,从而增加产量和采出率。
水平井连续油管氮气泡沫冲砂酸化技术是通过将氮气和液体混合形成气泡泡沫,通过连续油管注入到水平井中,达到冲刷沉积物和酸化油藏的目的。
氮气泡沫具有较低的密度,可以提供较大的胶质、刷洗和润滑作用,从而有效地清除井底和注入导管中的沉积物。
此外,氮气泡沫还具有较高的流动性和渗透性,可以在井底形成均匀的冲刷分布,进一步提高作业效果。
在水平井连续油管氮气泡沫冲砂酸化过程中,常用的冲砂液主要有酸化剂、表面活性剂、分散剂和乳化剂等。
酸化剂可以有效地溶解沉积物和堵塞物,从而增加油藏的通透性。
表面活性剂可以降低液体和气体之间的表面张力,并提供较好的润湿和泡沫稳定性。
分散剂可以防止沉积物再次沉积和沉积,保持泡沫的稳定性。
乳化剂可以将液体分散为微小液滴,并与气泡混合,形成均匀的泡沫分布。
水平井连续油管氮气泡沫冲砂酸化技术具有许多优势。
首先,它可以避免由于沉积物和阻塞物堵塞井管和油藏的问题,提高井筒的通透性,增加产量和采出率。
其次,氮气泡沫具有较低的密度和较高的流动性和渗透性,可以在井底形成均匀的冲刷分布,保证作业效果。
此外,连续油管注入可以避免开采和压裂过程中的流体泄漏和污染,减少环境风险。
水平井连续油管氮气泡沫冲砂酸化技术在实际应用中已取得了显著的成果。
通过该技术,油田的产量和采出率显著提高,投资回收周期缩短。
此外,该技术还可以减少作业周期和作业成本,提高作业效率和经济效益。
因此,在今后的水平井作业中,连续油管氮气泡沫冲砂酸化技术将得到更广泛的应用。
总之,水平井连续油管氮气泡沫冲砂酸化技术是一种有效的石油井作业方法,可以提高产量和采出率。
通过该技术,可以清除沉积物和酸化油藏,保证井筒的通透性,提高作业效果。
氮气泡沫流体在海上油田的应用作者:陈贺程强贾文涛来源:《教育科学博览》2014年第02期摘要: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。
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。
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。
油田伴生气回收技术研究与应用随着能源需求的不断增长,油田开发已成为全球能源行业的重要组成部分。
在油田生产过程中,伴生气是一种重要的能源资源,包括天然气、CO2、氮气等。
有效回收和利用伴生气资源对于提高油田生产效率、节约能源资源、减少环境污染具有重要意义。
在这样的背景下,油田伴生气回收技术的研究和应用逐渐受到人们的关注。
一、油田伴生气概述油田伴生气是指在石油开采和生产过程中伴随着原油一起产生的气体。
目前,全球油田伴生气资源储量丰富,包括天然气、CO2、氮气等。
由于油气田产能不断提高,伴生气的产量也在不断增加,但由于管道输送、储存等技术条件限制,很大一部分伴生气无法得到充分回收和利用,造成了能源资源的浪费和环境污染。
二、油田伴生气回收技术研究现状1. 伴生气回收技术目前,伴生气回收技术主要包括气体提纯、压缩、输送等环节。
气体提纯是伴生气回收过程中的关键环节,主要采用吸附分离、膜分离、化学吸收等技术进行气体纯化。
而在气体压缩和输送方面,通常采用液态加工、管道输送等技术进行处理。
2. 油田废气处理技术伴生气回收技术中,废气处理同样是一个重要的环节。
废气中通常含有硫化氢、二氧化碳等有害气体,需要进行脱硫、脱氮等处理,以确保废气排放符合环保要求。
目前,国内外已有多种废气处理技术,如化学吸收、生物处理、物理吸附等,但在实际应用中,仍存在一定技术难题。
三、油田伴生气回收技术的应用前景1. 资源利用油田伴生气回收技术的应用,可以充分利用伴生气资源,减少能源浪费,提高油田生产效率。
2. 环境保护回收和利用伴生气资源可以大幅减少温室气体排放,降低环境污染,符合现代社会的环保要求。
3. 经济效益随着能源资源的日益紧缺,伴生气回收技术的应用将为油田企业带来可观的经济效益,提高企业的竞争力。
四、油田伴生气回收技术的发展趋势1. 技术集成未来油田伴生气回收技术将向着节能、环保、高效的方向发展,将各种气体纯化、压缩、输送等环节进行集成,形成全面的伴生气综合回收利用系统。
氮的功能应用及原理1. 氮的功能及应用领域•氮气的惰性–氮气具有较高的电负性和电离能,因此它不易与其他物质发生化学反应。
这使得氮气在许多工业应用中非常重要,特别是用于防止氧化、腐蚀和火灾。
氮气广泛应用于食品包装、制药、电子制造、化工、油田开采等领域,以保护产品的质量和安全性。
–氮气还可以用于制造高纯度材料、金属冷却、气溶胶发生器等领域。
•氮的冷冻功能–液态氮具有极低的温度,约为-196°C,因此它被广泛应用于冷冻技术中。
液态氮可以用于冷冻食品、生物样本、医学手术和实验室实验。
–液态氮还可以用于制造超导体和制冷装置。
超导体在低温下能够产生无电阻电流,这在电力传输、磁共振成像等领域具有重要应用。
•氮的施肥功能–氮是植物生长所必需的主要元素之一。
氮可以通过施肥的方式提供给植物,促进植物的生长和发育。
农业领域广泛使用氮肥,以增加农作物的产量和改善土壤的质地。
–同时,氮也是优质肥料的重要组成部分,能够提供植物所需的营养元素,使农作物健康生长。
2. 氮的原理及相关知识•氮的常见形态–氮气(N2)是氮的最常见形式,它占据大气中的绝大部分。
氮气是由两个氮原子组成的分子,通过空气中的氮固定过程转化成其他形式的氮。
–氨氮(NH3)是氮的一种亲水性形式,它可以溶解在水中,被植物吸收利用,也可以作为肥料添加到土壤中。
–亚硝酸盐(NO2-)和硝酸盐(NO3-)是氮的氧化态,它们是植物所需的主要形式,也是植物在土壤中吸收的主要形式。
•氮的循环过程–氮的循环过程包括氮的固定、硝化、硝化和反硝化等过程。
–氮的固定是指将氮气转化为可溶解性形式的过程,包括生物固定和非生物固定两种方式。
生物固定是由土壤中的细菌和植物根瘤中的根瘤菌完成的,非生物固定则是指在闪电、火山喷发等过程中,氮气与氧气反应形成硝酸盐的过程。
–硝化是将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程,由硝化细菌完成。
–反硝化是指将硝酸盐还原为氮气的过程,它由反硝化细菌完成。
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。
氮气钻井安全管理规定1范围为规范氮气钻井施工作业现场安全管理,有效杜绝氮气钻井生产安全事故的发生,制定本办法。
本办法明确了氮气的理化特性、健康危害、安全技术措施及应急关键措施等相关管理内容。
本办法适用于公司机关及各钻井队、侧钻队。
2术语和简略语2.1氮气钻井:在油田勘探、开发过程中,一种旨在降低井底压力,确保欠平衡钻井正常钻进的新方法。
2.2氮气钻井工艺:氮气钻井工艺技术流程是以氮气为工作介质,先使用空压机对空气进行输气,经过制氮设备产生氮气,然后经过增压机再增压入井,最后完成携带岩屑和消除粉尘的任务。
3职责3.1安全环保与节能处是本办法的归口管理部门,负责组织本办法制修订和执行情况的监督检查。
3.2工程技术处负责工艺技术流程、各类工具使用、技术方案的落实、工艺风险识别、工艺风险措施制定及落实情况监督检查。
3.3钻井单位职责3.3.1生产主管部门负责氮气钻井作业的生产组织与协调,提供满足氮气钻井要求的井场布局。
3.3.2工程技术部门负责氮气钻井施工方案的编制、审核,氮气钻井过程的监控和方案执行情况的监督检查。
3.3.3安全环保主管部门负责对氮气钻井过程中健康、安全与环境控制及本办法在现场执行情况的监督检查。
3.3.4钻井队(侧钻队)负责依据施工方案和本办法要求,进行氮气钻井作业。
4管理内容4.1理化性质4.1.1氮气是一种无色无臭的窒息性气体,比空气稍轻(相对密度为0.97)。
4.1.2氮气本身无毒,不易燃,也不助燃。
微溶于水、酒精和醚。
4.2危害4.2.1氮气的危害a)空气中氮气含量过高,可能造成人员缺氧窒息。
b)吸入高浓度的氮气(氮气浓度大于____%),可迅速导致人员出现昏迷、呼吸心跳停止而致死亡。
c)吸入浓度不太高的氮气时,可能引起胸闷、气短、疲软无力,继而有烦躁不安、极度兴奋、乱跑、叫喊、神情恍惚、步态不稳,可能进入昏睡或昏迷状态。
4.2.2氮气本身不燃烧,但盛装氮气的容器与设备遇明火高温可使容器内压力急剧升高直至爆炸。
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。
氮气的用途郑磊巍浙江大学摘要:氮气是一种非常重要的气体,它的应用广泛。
食品的储存和运输需要用到大量的氮气,来防止食物变质;另一方面,由于氮气的良好性质,在焊接、机械设备和油田开采中有着重要的应用价值。
可以说,氮气的用途很广泛。
主题词:食品氮气保护氮气弹簧氮气泡沫氮气(N2)是一种无色、无味、无臭的惰性气体,密度为1.2506kg/m3,熔点为-209.86℃,沸点为-195.8摄氏度,稍溶于水和乙醇,化学性质不活跃,在一个大气压下的冷却和冷冻整个过程中吸收的总能量为382kJ/kg。
人在氮气中作业时,应该防止窒息致死。
1氮气在食品中的应用1.1食物防腐氮气是一种惰性气体,在它与食品的接触过程中呈中性,因此在食品的防腐领域用途广泛[1]。
食品接触空气容易氧化。
食品的氧化不仅仅导致食品口感的下降,更重要的是,它会导致食品的腐烂。
有效的防腐措施,一直是食品工业中的重点。
氮气在啤酒的生产中有效的降低了溶解氧(DO),减缓了啤酒的变质,延长了啤酒的贮存期,同时不破坏就中的芳香物质,大大的提升了啤酒的品质;在食品包装方面,由于氮气的性质稳定,一般利用氮气来排斥氧气,从而减缓食品的氧化作用和呼吸作用,同时氮气对细菌生长也起到一定的抑制作用。
在干食品(如奶粉、咖啡、松果、花生等)内部几乎没有水分,一般微生物无法繁殖生长,食品的保质期仅仅依赖食品的氧化作用,采用真空充氮法,将氧含量降到1%一起,可以有效抑制食品的氧化作用;而在微湿食品(烤肉、点心等)和高湿食品(鱼肉、果蔬等)的气调包装中,抑制食品氧化作用的同时,还必须防止食品发霉,因此,一般采用CO2来抑制。
1.2防治储粮害虫生物的生存需要氧气的供应,。
密封储存的粮仓内冲入氮气,使得氮气的浓度达到95%以上,保持19天以上,能够使得储粮害虫因长期得不到所需含氧量而窒息死亡[2]。
与其他储粮技术比较,氮气储粮技术也具有明显的优势。
传统的杀虫技术多采用熏蒸杀虫,但是大多数杀虫剂都具有一定的缺陷,更重要的是,这些杀虫剂对粮食存在要务残留,人体长时间与其接触,也会造成身体的危害;二氧化碳储粮技术同氮气储粮技术的原理相同,而且能够更快速的杀害害虫,但是费用却比氮气储粮技术高4倍。
措施井增产引言石油是世界上重要的能源之一,对于各国的经济发展具有至关重要的作用。
然而,随着全球石油需求的增长,石油资源的稀缺性也日益凸显。
因此,提高油田开采效率,实现井增产成为了目前石油勘探开发行业亟需解决的问题之一。
本文将介绍一些常用的措施,旨在帮助油田开发者实现井增产,并最大限度地提高石油开采效益。
1. 水力压裂技术水力压裂技术是一种通过注入高压水将天然气或石油从岩层中释放出来的技术。
它被广泛应用于油田开采中,可以极大地提高井的产量。
其具体操作步骤如下:•第一步,选取合适的岩层。
需要通过评估岩层的渗透性、孔隙度等指标,确定适合进行水力压裂的岩层。
•第二步,注入水和特定的添加剂。
将高压水和添加剂注入井内,增加岩层的渗透性,并形成裂缝。
•第三步,施加高压力。
通过在井中加压,使岩层破裂,将石油或天然气释放出来。
•第四步,回流液体。
将释放出的石油或天然气与回流液体一起回收。
水力压裂技术可以明显提高井的产量,但也存在一些问题,例如可能引起地震、水资源的消耗等。
因此,在使用水力压裂技术时,必须进行严格的环境评估和管理。
2. 气体驱替技术气体驱替技术是一种利用高压气体推动石油或天然气从岩层中排出的方法。
它可用于使井的产量增加,并提高采油效率。
以下是气体驱替技术的几种常见实施方式:•二氧化碳驱替:将二氧化碳注入井中,利用其物理特性促使原油排出。
该方法适用于注入压力低、油井温度高的情况。
•氮气驱替:通过注入氮气,改善原油流动性,从而提高油井的产量。
适用于岩性较好、透水性较高的油井。
•天然气驱替:注入天然气,利用气体的推动力将原油推出油井。
适用于气透性较好的油井。
气体驱替技术的优点是可以减少环境污染和水资源的消耗,但其实施需要考虑地质条件和工艺限制。
3. 水驱技术水驱技术是一种通过注入水来推动原油或天然气从岩层中进一步释放的方法。
具体而言,可以采取以下方式实施水驱技术:•合理注水:根据油田特点,合理安排注水量和注水周期。
收稿日期:2004-10-25;改回日期:2005-04-19 作者简介:沈光林(1958-),男,副研究员,硕士研究生,毕业于大连理工大学化学工程专业,现从事气体膜分离的应用研究和技术开发,完成国家级课题3项,已发表学术论文60余篇、申请专利10多项。
文章编号:1006-6535(2005)04-0100-03氮气在油田生产中的应用沈光林(中国科学院大连化学物理研究所膜技术国家工程研究中心,辽宁 大连 116023)摘要:膜法富氮在油田中应用广泛,可用于包括稠油和低渗透油藏在内的各种油田提高采收率、钻井、完井等,一般均具有明显的综合效益。
特别是移动式制氮系统的诞生,极大地增强了膜法富氮的市场竞争力。
关键词:膜法富氮;移动式制氮系统;采收率;钻井;完井;油田中图分类号:TE357 文献标识码:A前 言由于氮气与油、水互不相溶,而且来源广,是气体非混相驱提高采收率的重要气源。
所以氮气在油田系统中的应用非常广泛[1~15],可用于二、三次采油,油气井保护,保持压力和储存气体,钻井平台的惰气保护,管路及设备的吹扫,易燃、易爆物品运输时的保护气等。
随着膜法制氮技术的日趋成熟,特别是移动式制氮系统的诞生,更加适应灵活多变的应用现场,而且具有投资少、流程简单、膜组件寿命长且免维护、能耗低、体积小、露点低、可靠性强、操作弹性大、能适应各种恶劣环境、开启迅速、浓度和流量可在线监控等特点。
同时,所用原料是取之不尽、用之不竭的空气,所以采用膜法可以得到价廉、洁净、质量稳定、易于控制的富氮空气。
氮气浓度一般在9310%~9919%范围内,如果和其它技术集成可满足任意所需的浓度,极大地增强了膜法富氮的市场竞争力。
1 提高采收率随着油田的不断开发,油田利用天然和人工能量开采的阶段完成后,将进入提高油田采收率的三采阶段。
三采的方法主要有热力驱、气驱和化学驱等。
就多数油田而言,气驱应用较多,是国内、外采收率研究的发展趋势。
气驱提高采收率方法的发展趋势是非烃气替代烃类气,其中应用最多、效果最好的是二氧化碳。
但由于二氧化碳来源有限,容易产生腐蚀等问题,故氮气的应用越来越受到重视。
111 稠油蒸汽吞吐井注氮蒸汽吞吐是增加稠油产量经济而有效的一种方法,然而由于油稠、生产压差小、排液难度大、蒸汽与稠油之间存在密度差、随周期增加而增加的地层水、系统热损失加大等诸多不利的客观因素,造成注汽效果差,同时采收率相对低。
稠油蒸汽吞吐井注氮,即在注汽的同时,往油套环空注入氮,既保护套管,降低井筒热损失,提高井底蒸汽干度,提高油井的回采水率,简化生产程序和管柱,降低费用,又减少作业对地层的污染和注汽量,还增产并延长有效期等。
辽河油田[1]做过效益对比,每周期增加10×104m 3氮气,产生费用超过8×104元;可减少井下隔热管、封隔器、伸缩管和一次小修作业费用,合计4×104元;减少注汽量700t ,节约费用5×104多元;平均增油227t ,创效益2113×104元,提高阶段采收率3%~5%,投入产出比高达1∶315。
新疆克拉玛依油田[2]现场试验表明,油井生产时率由注氮前的3213%提高到注氮后的7818%;平均单井产油量比上个周期提高218t ,生产天数延长51d ,油汽比提高0105~0137,回采水率提高12%~141%。
此外,与同时注汽的井相比较,注氮气井平均周期产油量达到1026t ,周期生产天数293d ,单井日产油为35t ,油汽比0145,回采水率104%,而只注蒸汽井平均周期产油238t ,周期生产天数81d ,单井日产油29t ,油汽比0111,回采水率只有4714%,各项生产指标远远低于注氮井;油层吸汽剖面得到明显改善;经济效益显著,实施注氮试第12卷第4期2005年8月 特种油气藏S pecial Oil and G as Reserv oirs V ol 112N o 14Aug 12005验16井次,累计增油4158t,获效益400多万元,而投入不到50×104元,投入产出比高达1∶9。
胜利单家寺油田[3]自1984年开始蒸汽吞吐开采以来,油藏底水已上升了近40m,综合含水为9016%,采出程度为12176%,采油速度为0125%。
1998年底向地层注汽的同时注入采用膜技术得到的氮气,4口注氮井有效率为100%。
现场试验表明,效果较好的井平均含水降低1019%,日增油517t,累计增油186719t,投入产出比为1∶214,经济效益达13016×104元。
112 氮气泡沫调剖技术对于稠油注汽油井,油层剖面吸汽不均匀,一些吸汽不好的油层,难以动用,有的层位层间连通,汽窜严重,使注汽开采的效果变差。
利用氮气作为磺酸盐发泡剂的充填质,能增加泡沫强度,延长发泡时间,封堵效果好,使油层的吸汽剖面得到改善,从而可以动用吸汽差的油层,改善注气效果,增大驱油面积。
对某些注水效果差、成本高又难于汽驱或者汽驱效果差的油藏,采用氮气泡沫调剖技术是最有效、最主要的途径。
汽驱初期应尽早采用氮气泡沫调剖技术,越早实施,效益越好。
锦州采油厂试验表明,仅水驱时的驱油效率为32%,加氮气后达52%,再加泡沫剂,则可达到70%。
共注气7014×104m3,注水4117×104m3,添加泡沫剂360t,增产原油9540t,投入产出比高达1∶315,生产井平均含水率由9116%降至7115%。
美国Miday-Sunset油田[4]的C26区实施了单井网氮气泡沫调剖试验,观测到的储层纵向和横向蒸汽驱效果都有了相当大的改善,这直接归因于深层泡沫的存在,试验期间共增油4293m3。
汽驱工艺是稠油蒸汽吞吐后期比较成熟的接替技术,根据汽驱工艺的特点,它的实施必须配套氮气泡沫调剖技术[1]。
113 低渗透油藏注氮技术对特低渗透油藏,氮驱采油是可行的[5],我国15%以上是低渗透油藏,注氮开发比注水效果好,美国从20世纪80年代初期开始推广低渗透油藏注氮技术,已有30多个油田在应用,年注氮量近2×104m3,使原油产量增加100多万吨。
中原油田进行单井注氮试验[6],结果原油增幅达5310%,采收率可提高810%,投入产出比为1∶4184。
华北雁翎油田在大量研究基础上认为氮是唯一可用的气源,通过注氮可以提高采收率5%~8%,平均日产油量由注气前的512t增到3015t,含水由注气前的97%下降到54%[7,8]。
氮气气举排液技术最为成熟,它成功解决了低渗油藏排液困难的问题[4],在新井诱喷、测试求产、残酸、压裂液返排等工艺上应用效果显著,与连续油管配合,联合气举可以解决卡封井、复杂井的排液工作,已成为油田排液的主要手段,利用膜技术现场合成氮气进行气举将成为最佳方案[9]。
114 二次采油中的应用11411 保持压力氮气用来保持井下压力,以免随时间推移自然压力耗尽后油井会减产。
气体冷凝系统的压力必须保持在碳氢化合物露点之上,否则会发生冷凝,以后不可能产出。
在油井内气体存量很少时,可以采用氮气注入的方法增加压力。
文献[9]研究表明,高压注氮混相驱油法可作为底覆为水层、含轻油、天然裂缝、厚的碳酸盐岩油藏保持油藏压力和提高最终采收率的工艺,注氮是唯一有效的维持油井储层压力的注入方式。
11412 氮气注入由于氮气不溶于油和水,因此可用它将碳氢化合物注入生产井,使油井继续产油。
11413 气顶井内压力的衰竭可以用氮气作为气顶来消除静压的改变,当静压减少时,油气生产率就会提高。
115 其它注氮已成为提高油气采收率经济、成熟的方法[11],在美国有30多个油田利用氮气提高采收率。
它不仅适用于常规油藏,也适用于稀油、稠油、海上、丘陵、深油藏、已接近枯竭的油藏或处在开发早期的油藏等,在低压、低渗、粘土胶结等特殊油气藏中也有独到的作用。
气举排液诱喷、注水井气举排液、压裂酸化后的气举排液、油气井井底积水或积砂恢复生产、注气井注氮试注、原油罐封顶清罐、扫线试压、气井排水、作业压井、洗井、试油等方面仍有许多应用潜力有待开发,所以膜法富氮技术在101第4期 沈光林等:氮气在油田生产中的应用石化中的应用会越来越广。
特别是国内第一台车载移动式制氮装置已在辽河油田投入工业应用[12],并经历了45℃高温和-35℃低温的严峻考验,其工艺目前处于国际领先地位。
它将传统的多车式生产变为整体单车式生产,具有成本低、节能、灵活、高效、操作方便等特点。
另据用户2000年底的应用结果统计,使用半年注氮150×104m3、150井次,其中隔热用140井次,创效益350×104元;其余用于助排,累计增油4000多吨,创效益250多万元。
2 钻井、完井、修井及固井211 钻井用氮气取代空气钻井[4]则可消除火灾和爆炸的危险,同时混气液或泡沫液密度较低,减轻了钻头载荷,提高了钻头的穿透力和钻井速度,完钻的井壁和油层都比较干净,对返出钻屑样品的分析也更快。
严重漏失地层多使用气体欠平衡钻井或泡沫钻井,氮气欠平衡钻井中,气体的介入减少或取代了钻井操作中常用的钻井液,使钻井液的压力低于地层压力,能够及时发现油气显示,对油层造成的污染轻,油井可以保持较高的生产能力。
20世纪90年代后,水平井、分支井的迅速发展和连续油管钻井的崛起更为氮气在钻井方面的应用提供了广阔的空间。
212 完井油管传输负压射孔是目前常用的完井方法[1],采用氮气负压射孔较好,气柱调节射孔负压选值范围更宽,射孔后通过调节氮气放空速度来控制诱喷负压。
由于氮气的稳定性,避免了与地层流体接触产生的危害。
213 修井不论新井或旧井,如果产出率太低,要注入表面活性剂和酸来提高油层的渗透率。
在高压下氮气是表面活化剂注入地下时的理想载体,高压氮气可以替代钻井液,减少静压,从而使油井开始产出。
用氮气来清洁油井对油井的损坏很小或根本没有损坏,还可提高油井产量和延长油井寿命。
氮气气举[2]用于修井是一种非常有效的排液手段。
214 固井固井中的减轻剂为氮气[4],它以细小的、高度分散的稳定气泡存在,使浆体具有可压缩性,水泥套管与地层间的胶结更为紧密,极大地改变了界面胶结质量。
美国、前苏联等国对这一技术的应用较为成熟。
3 结束语从前面的介绍看出,膜法富氮在油田中的应用效果是令人鼓舞的,随着渗透率高、选择性高的膜材料的不断开发和研制成功,膜法富氮的成本会越来越低,所以不久的将来膜法富氮一定会在油田中应用越来越广。
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