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認(rèn)證類型：個人認(rèn)證

認(rèn)證主體：常**（實(shí)名認(rèn)證）

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IP屬地：河北 更新時間：2024-11-08 格式：ppt 頁數(shù)：69 大?。?17.00KB 人氣指數(shù)：12 舉報(bào) 版權(quán)申訴

1、注氮?dú)馓岣卟墒章?張 艷 玉,中國石油大學(xué)（華東）,用N2作為驅(qū)替劑有如下幾個特點(diǎn)： N2作為驅(qū)替劑在工藝上不存在防腐問題； 在相同的溫度和壓力下，N2的密度小于油藏氣頂氣的密度，粘度則與氣頂氣接近(即使在地層壓力高達(dá)42MPa以上時仍能保持此特性)，這種特性適合于塊狀油藏和傾斜油藏采用頂部注氣按重力分異方式驅(qū)替原油，并有利于緩和重力驅(qū)過程中出現(xiàn)的粘性指進(jìn)現(xiàn)象； N2的偏差系數(shù)比氣頂氣、CO2大，并且它不溶于

2、水，較少溶于油，這使得N2在驅(qū)油過程中具有良好的膨脹性，形成的彈性能量大，特別有利于氣頂油藏采用氣頂注N2以保持壓力的方式同時開發(fā)氣頂氣和油環(huán)油； N2能抽提(蒸發(fā))原油中的輕烴和中間烴組分，使自己得到富化，使其物性逐漸趨向于原油，這一特性就有利于富含輕烴和中間烴的輕質(zhì)油藏、揮發(fā)油藏、凝析氣藏采用注N2以混相或非混相蒸發(fā)氣驅(qū)的方式開采原油； N2資源充足，且已形成一整套從空氣中制N2→注N2→脫N2的工業(yè)化流程和配套設(shè)備

3、，使得注N2成本低廉。,氮?dú)鈿庠?空氣中78%為氮?dú)?是氮?dú)獾闹饕獊碓?但如何從空氣中分離出純凈的氮?dú)?一直是技術(shù)上的難題。目前基本上采用2 種方法： 一是利用冷卻技術(shù)：根據(jù)氧氣與氮?dú)獠煌姆悬c(diǎn),把空氣冷卻至- 200 ℃以下液化,使二者分離開,這樣獲得的低溫液氮具有純度高、膨脹體積大的特點(diǎn),但它無法使用普通壓縮機(jī)作業(yè),必需專用的液氮設(shè)備,而且液氮在常溫條件下儲存、運(yùn)輸都較為困難,成本也比較高； 二是利用先進(jìn)的分子膜技術(shù)：在常溫

4、條件下直接從空氣中分離出氮?dú)? 優(yōu)點(diǎn)是方便,無氮源遠(yuǎn)近之限制,制備出的氮?dú)饪芍苯佑糜谄胀▔嚎s機(jī)處理,省去了液氮運(yùn)輸花費(fèi)和不便,更為經(jīng)濟(jì),但它供氣能力有限,需多組并聯(lián)使用,短時間內(nèi)無法滿足壓裂、酸化等大液量、高壓力的工作需求此外,還可利用化學(xué)方法生成氮?dú)?大多工藝復(fù)雜、成本高、生成量小,應(yīng)用范圍僅限于部分特殊需求。,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理 2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響 3.適合注氮?dú)獾挠蜌獠貤l件

5、 4.現(xiàn)場注氮?dú)庠O(shè)備 5.注氮?dú)馓岣卟墒章蕬?yīng)用實(shí)例 6.氮?dú)庠谟吞锏膽?yīng)用,注氮?dú)馓岣卟墒章?1.注氮?dú)忾_采機(jī)理,注氮?dú)忾_發(fā)油田通常通過以下機(jī)理來提高原油采收率： （1）多次接觸混相驅(qū)(包括作為驅(qū)替CO2、富氣或其它驅(qū)替劑與地層原油混相段塞的后緣注入或者氣水交替注入混相驅(qū))； （2）多次接觸非混相驅(qū)或近混相驅(qū)； （3）循環(huán)注氣保持地層壓力； （4）頂部重力驅(qū)。

6、混相驅(qū)或非混相驅(qū)適于油層物性較差、原油中含一定溶解氣、原油重度在38～51ºAPI(0.8348～0.7753)、油氣藏埋藏較深的輕質(zhì)油藏；循環(huán)注氣保持地層壓力，適于注水效果差、低孔隙、低滲透、原油重度在31～60ºAPI范圍、埋藏較淺的油藏；而重力驅(qū)適合于油層物性好、埋藏較深、閉合高度大的鹽丘或背斜油藏。,1.1混相驅(qū),氮?dú)夂茈y與油藏原油發(fā)生一次接觸混相，但在足夠高的壓力下可與許多油藏原油達(dá)到蒸發(fā)氣驅(qū)動態(tài)混相，即注

7、入的氮?dú)馀c油藏原油之間經(jīng)過多次接觸和多次抽提，原油中的中間烴組分不斷蒸發(fā)到氣相中，當(dāng)氣相富化到一定程度時便與原油達(dá)成混相。,圖1-1 氮?dú)庹舭l(fā)氣驅(qū)混相過程圖,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理,1.1.1 連續(xù)注入氮?dú)饣煜囹?qū),如果用氣液兩相組成的變化來表示這一過程，其驅(qū)替機(jī)理可用下圖給出的組成三元相圖來描述。,圖1-2 氮?dú)舛啻谓佑|汽化氣驅(qū)前緣混相機(jī)理,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理,注氮?dú)庖笤偷妮p烴和中間烴含量高，故一般來說實(shí)施的難度比較大且適用范圍較窄，但

8、卻較之于注CO2和烴類氣體具有資源豐富、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。為了充分利用CO2和烴類氣體易混相的特點(diǎn)，同時也為了降低使用CO2和烴類氣體的成本，可通過注氮?dú)馔苿覥O2或烴類氣體段塞混相驅(qū)來提高采收率，其開采機(jī)理與CO2和烴類氣體混相驅(qū)機(jī)理相似。如果易混相氣體段塞的尺寸選擇合理，則用氮?dú)馔苿踊煜喽稳尿?qū)油效果會比連續(xù)注入氮?dú)庑Ч^好，經(jīng)濟(jì)效益會更高。,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理,1.1.2 注氮?dú)馔苿右谆煜鄽怏w段塞混相驅(qū),1.1.3 交替注氮?dú)庾⑺?/p>

9、相驅(qū),1.注氮?dú)忾_采機(jī)理,在注氮?dú)怛?qū)過程中，由于氮?dú)獾恼扯冗h(yuǎn)低于油藏原油，產(chǎn)生的流度比會造成前緣氣體的粘性指進(jìn)。為了減少氣竄的不利影響，保持驅(qū)替前沿混相帶的穩(wěn)定性，改進(jìn)波及效率，在注入工藝上可采用交替注水注氮?dú)怛?qū)替方式。,交替注水注氮?dú)怛?qū)替方式主要用于混相驅(qū)，也可用于非混相驅(qū)。雖然交替注水注氮?dú)饣煜囹?qū)可將注水和注氣混相驅(qū)的優(yōu)點(diǎn)有效地結(jié)合在一起，但在現(xiàn)場實(shí)施中，會出現(xiàn)注入氣因重力作用而產(chǎn)生超覆現(xiàn)象，注入的水則會因重力作用而下沉，形成垂向上

10、的粘性指進(jìn)現(xiàn)象。因此針對不同的油藏，需通過長巖心驅(qū)替試驗(yàn)和油藏模擬來研究確定合理的氣水比及氣水段塞尺寸，以減少重力分異。對交替注水注氮?dú)夥腔煜囹?qū)，只要在合理的水氮?dú)獗燃昂侠淼淖⑷胨俣认逻M(jìn)行，就能采出數(shù)量可觀的水驅(qū)剩余油，但其油量在很大程度上取決于油層巖石的相對滲透率特性。,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理,1.2 非混相驅(qū)機(jī)理,當(dāng)原油與驅(qū)替流體之間存在有界面，即存在界面張力時候驅(qū)替過程稱之為非混相驅(qū)替。 當(dāng)油藏注水開發(fā)到一定程度時，就

11、會產(chǎn)生油藏高含水、水驅(qū)采收率較低、注水困難而殘余油飽和度較高等不利情況。這時，可以采用注氮?dú)忾_采剩余原油。,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理,（1） 改變流動方向，驅(qū)替裂縫通道中的殘余油 油田經(jīng)底部注水后改用頂部注氮?dú)?，改變了滲流空間的壓力分布，可能“疏通”某些被阻塞的“死油”和“剝脫”裂縫面上的部分粘附油，從而降低裂縫通道網(wǎng)絡(luò)中的殘余油量。 （2）通過原油體積膨脹排出殘余油 溶解氮?dú)夂?，殘余油體積膨脹，

12、使得部分的殘余油從其滯留的空間“溢出”而形成可采出油；另一方面，原油在含油流動空間中膨脹排擠一部分水而形成油排水過程，可改善油的相對滲透率。 此外，原油溶氣后，粘度明顯降低，這也有利于原油的流動和開采。,其主要增產(chǎn)作用機(jī)理如下：,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理,1.3 重力穩(wěn)定驅(qū),氮?dú)庠谠图暗貙铀械娜芙舛榷己艿停虼似渲饕?qū)油機(jī)理并不是改變油的流動特性，而是依靠自身優(yōu)越的條件通過在適宜的地層中控制粘性指進(jìn)和重力舌進(jìn)來達(dá)到提高采收

13、率的目的。 注氣重力驅(qū)是指對傾斜、垂向滲透率較高的地層，在含油氣構(gòu)造頂部注氣，利用重力分異作用保持壓力或部分保持壓力開采原油和天然氣，其采收率是所有非混相驅(qū)中最高的。,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理,由于注入氣與原油間存在很大的密度差，因此應(yīng)低速開采，使重力足以讓密度較小的氣體與原油分離，以便當(dāng)氣體指進(jìn)欲形成時得以抑制。同時要求油層具有足夠高的垂向滲透率，以便使油氣在垂向方向能有效地分異和移動。此外，注氣速度還應(yīng)當(dāng)小于臨界速度。由于臨界速度與氣

14、液密度差成正比，因此注氮?dú)庵亓Ψ€(wěn)定驅(qū)時，臨界速度越大，對注入速度的限制就越小。 根據(jù)開采方式，可將重力驅(qū)分為兩種形式，即向含油構(gòu)造頂部注氣和向含油氣構(gòu)造的油柱注氣。,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理,1.4 保持地層壓力,對于凝析油田，若用衰竭法開采，由于壓力降到露點(diǎn)壓力之下會在油液內(nèi)殘留大量的反凝析油，因而采收率很低。凝析氣液一般需要在保持壓力下開采，揮發(fā)性油藏和許多重質(zhì)油藏也需要保持壓力來改善開采效果。 注氮?dú)獗３謮毫Φ哪康氖鞘褂蜌獠氐膲?/p>

15、力保持在露點(diǎn)或泡點(diǎn)之上，以避免出現(xiàn)反凝析或溶解氣逸出而降低凝析油和原油的采收率。,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理 2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響 3.適合注氮?dú)獾挠蜌獠貤l件 4.現(xiàn)場注氮?dú)庠O(shè)備 5.注氮?dú)猬F(xiàn)場應(yīng)用 6.氮?dú)庠谟吞锏膽?yīng)用,注氮?dú)馓岣卟墒章?2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響,圖2-1 氮?dú)?油藏原油體系溶解-抽提組成變化,2.

16、1 氮?dú)獾娜芙狻樘?蒸發(fā))效應(yīng),圖2-2 氮?dú)?油藏原油體系抽提組成變化,2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響,氮?dú)庠诘貙釉椭械娜芙舛葘υ蚉VT相態(tài)特性的影響，可通過氮?dú)狻貙釉腕w系的PVT相態(tài)實(shí)驗(yàn)觀測得到。對氮?dú)怛?qū)影響較大的因素包括：在地層原油中注入不同比例氮?dú)鈺r，氮?dú)鈱Φ貙釉惋柡蛪毫Φ挠绊?，以及飽和壓力下氮?dú)鈱Φ貙釉驼扯?、體積系數(shù)、氣油比和脫氣油密度的影響。 現(xiàn)以一典型的油藏原油體系為例來進(jìn)行說明。已知該油藏的地

17、層溫度為82.0℃，地層壓力為26.5MPa；原油的溶解氣油比為174m3/m3。向原油中注入不同比例的工業(yè)氮?dú)猓ㄟ^實(shí)驗(yàn)可觀測到注氮?dú)饬繉υ蚉VT性質(zhì)的影響。,2.2 氮?dú)馊芙鈱Φ貙釉蚉VT相態(tài)特性的影響,2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響,圖2-3 不同注氮?dú)獗壤龑τ蜌怏w系飽和壓力的影響,,2.2.1 地層油的飽和壓力,2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響,2.2.2 地層油粘度的變化,圖2-4 不同注氮?dú)獗壤龑τ蜌怏w

18、系粘度的影響,2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響,2.2.3容脹特性,圖2-5 不同注氮?dú)獗壤龑τ蜌怏w系體積系數(shù)的影響,2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響,據(jù)注入不同比例氮?dú)夂透粴夂蟮貙釉偷臍庥捅茸兓瘮?shù)據(jù)分析，當(dāng)注入的氮?dú)夂透粴饽柊俜趾肯嗤瑫r，在飽和壓力下，注氮?dú)馐乖蜌庥捅仍黾拥某潭刃∮谧⒏粴馐乖蜌庥捅仍黾拥某潭?，如圖2-6所示：,圖2-6 不同注氮?dú)獗壤龑τ蜌怏w系氣油比的影響,2.2.4 氣油比,2.注氮?dú)鈱Φ貙?/p>

19、流體PVT相態(tài)特征的影響,注氮?dú)饣蜃⒏粴鈺r，隨氣體注入比例的增加，飽和壓力下地層原油性質(zhì)相對變好，其輕質(zhì)組分含量逐漸增多，當(dāng)對溶氣原油進(jìn)行閃蒸分離時，由于輕質(zhì)組分的影響，使閃蒸分離所得的地面脫氣原油相對變重。圖2-7是氮?dú)獾淖⑷胍鹈摎庠兔芏仍黾拥某潭让黠@高于注入富氣的情況，,,2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響,2.2.5脫氣原油密度,圖2-7 不同注氮?dú)獗壤龑γ摎庥兔芏鹊挠绊?這正是氮?dú)鈱υ彤a(chǎn)生強(qiáng)烈的閃蒸抽提作用所引起的結(jié)

20、果；相反，富氣由于含有較多的中間烴組分，對原油的閃蒸抽提作用要弱得多。,在實(shí)驗(yàn)中取一含地層原油的巖心樣品，在溫度為60℃ 、壓力為21MPa的條件下向巖心中注入氮?dú)?，?—2分別給出了注入0.14、0.50和1.5倍孔隙體積(PV)的氮?dú)夂?，巖心中原油組成所發(fā)生的變化。,2.3.1 地層油組成變化,2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響,2.3 氮?dú)獬樘嶙饔脤Φ貙佑蚉VT相態(tài)特性的影響,表2-2 注氮?dú)饬繉Φ貙佑徒M成的影響(mol%)

21、,2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響,通過實(shí)驗(yàn)可以觀測到，隨著注氮?dú)饬康脑黾?，氮?dú)獬樘嶙饔檬箮r心中地層油的密度增大，顯然這是由于地層原油中的中間組分再汽化作用所至(圖2—8給出了實(shí)驗(yàn)觀測結(jié)果）。,圖2-8 氮?dú)庾⑷肓繉υ兔芏鹊挠绊?2.3.2 地層原油密度變化,2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響,由于氮?dú)獾某樘嶙饔每蓪?dǎo)致地層油組成變重，在巖心驅(qū)替過程中注氮?dú)饬康脑黾颖厝粚?dǎo)致原油粘度增加，正如圖所示。,圖2-9 氮?dú)庾⑷肓繉?/p>

22、原油粘度的影響,2.3.3地層原油粘度變化,2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響,由于氮?dú)獬樘嶙饔檬箮r心中地層油的輕烴和中間組分再汽化，原油的重質(zhì)組分含量增加，使得氮?dú)庠诘貙佑椭械娜芙舛认陆?，從而隨著氮?dú)庾⑷肓康脑黾?，引起地層油氣油比降低?圖2-10 氮?dú)庾⑷肓繉υ蜌庥捅鹊挠绊?2.3.4 地層原油氣油比變化,2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理 2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響

23、 3.適合注氮?dú)獾挠蜌獠貤l件 4.現(xiàn)場注氮?dú)庠O(shè)備 5.注氮?dú)猬F(xiàn)場應(yīng)用 6.氮?dú)庠谟吞锏膽?yīng)用,注氮?dú)馓岣卟墒章?3. 適合注氮?dú)獾挠蜌獠貤l件,表3-1 氮?dú)鈪⒖己Y選準(zhǔn)則,注氮?dú)膺m用于以下各種情況: 在低滲透油田保持壓力二次采油； 在深層高壓或超高壓低滲透輕質(zhì)油藏注氮?dú)饣煜囹?qū)替； 氣頂油藏注氮?dú)庵亓Ψ€(wěn)定開采；重質(zhì)油藏注氮?dú)忾_采。,3.適合注氮?dú)獾挠蜌獠貤l件,（1）滲

24、透率：垂向滲透率大于200×10-3 或更高（重力驅(qū)）。 （2）層間非均質(zhì)性：層狀非均質(zhì)性使注氣驅(qū)油效率降低。 （3）油層深度：僅3000m以上的深油層適合采用氮?dú)饣煜囹?qū)。 （4）油層溫度：實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)溫度小于38℃時，注氮?dú)膺_(dá)不到混相驅(qū)條件。 （5）油層壓力：注氮?dú)庖笥蛯訅毫Ω哂?7MPa，否則為非混相驅(qū)替。,3.適合注氮?dú)獾挠蜌獠貤l件,3.1 油層性質(zhì),（6）飽和壓力：若飽和壓力大于最低混

25、相壓力，應(yīng)使注入壓力等于飽和壓力；若對油藏進(jìn)行保持壓力開發(fā)，應(yīng)使注入壓力高于油層飽和壓力；若對凝析氣藏進(jìn)行注氮?dú)獗３謮毫﹂_發(fā)，則應(yīng)選擇注入壓力使氣藏保持在露點(diǎn)壓力以上開發(fā)。 （7）油藏流體的飽和度：通常要求原油飽和度大于20%，對注氮?dú)夥腔煜囹?qū)替，原油飽和度應(yīng)大于50%。 （8）不利的油氣藏：裂縫發(fā)育、有強(qiáng)烈水驅(qū)的油氣藏。,3.適合注氮?dú)獾挠蜌獠貤l件,（1）原油粘度和相對密度 原油的相對密度高，表明含重質(zhì)烴類較多

26、，粘度一般較大，此時注氮?dú)饩鸵装l(fā)生粘性指進(jìn)，導(dǎo)致驅(qū)油效率低。 適合于在高壓下注氮?dú)獾挠筒?，其原油的相對密度一般?yīng)小于0.8498，粘度應(yīng)小于10mPa?s。 （2）原油溶解度 含有一定溶解氣的原油適于注N2，而不含溶解氣的原油注氮?dú)庑Ч鄬^差。（3）原油組分和性質(zhì) 如果原油中含有相當(dāng)量的中間烴，則易形成氮?dú)馀c原油的混相，因而要求注氮?dú)饣煜囹?qū)的油藏原油必須富含中間烴組分。,3.適合注氮?dú)獾挠蜌獠貤l件,3

27、.2 原油性質(zhì),1.注氮?dú)忾_采機(jī)理 2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響 3.適合注氮?dú)獾挠蜌獠貤l件 4.現(xiàn)場注氮?dú)庠O(shè)備 5.注氮?dú)猬F(xiàn)場應(yīng)用 6.氮?dú)庠谟吞锏膽?yīng)用,注氮?dú)馓岣卟墒章?4.現(xiàn)場注氮?dú)庠O(shè)備,油田現(xiàn)場制氮注氮裝置包括兩大部分：一是制氮，二是將制出的氮?dú)獍床煌囊笈渲米⑷氲降叵掠筒刂?。對制氮裝置一般有以下要求。 （1）根據(jù)油藏油質(zhì)、地層結(jié)構(gòu)、制氮的

28、用途，以及對氮?dú)獾募兌群彤a(chǎn)量的要求(一般氮?dú)庠?5%～99%左右)，決定制氮設(shè)備。 （2）注氮裝置包括氮?dú)鈮嚎s(增壓)機(jī)、注氮管線、注氮井口及計(jì)量控制裝置。,4.1 注氮?dú)庠O(shè)備要求,4.現(xiàn)場注氮?dú)庠O(shè)備,（3）注入氮?dú)獾膲毫θQ于被注入地層的壓力，一般在10～40MPa。 （4）制氮注氮裝置應(yīng)具有移動性。 （5）應(yīng)適宜野外作業(yè)的工作環(huán)境。 （6）應(yīng)滿足體積小、便于撬裝、啟動快、操作方便、能耗低、壽命長、穩(wěn)定可靠性好等要求。,依據(jù)空

29、分制氮的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的工藝設(shè)計(jì)，參照美國廣泛應(yīng)用的油田注氮系統(tǒng)，我國已開發(fā)了適合中國油田使用的油田現(xiàn)場制氮注氮系統(tǒng)。 油田用制氮注氮系統(tǒng)工藝流程:,4.2 油田專用制氮注氮系統(tǒng),4.現(xiàn)場注氮?dú)庠O(shè)備,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理 2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響 3.適合注氮?dú)獾挠蜌獠貤l件 4.現(xiàn)場注氮?dú)庠O(shè)備 5.注氮?dú)猬F(xiàn)場應(yīng)用 6.氮?dú)庠谟吞锏膽?yīng)用,注氮?dú)馓岣卟墒章?5

30、.現(xiàn)場應(yīng)用,試驗(yàn)區(qū)為衛(wèi)42塊衛(wèi)42-14井組，含油面積為0.44km2，井組共有地質(zhì)儲量為0.63×104t。油藏深度3380m，平均孔隙度為13%，平均空氣滲透率為3.5× ，地層原油粘度為1.24mPa·s，地面原油粘度為9.01mPa·s，原始?xì)庥捅葹?35m3/t，原始地層水礦化度為27.7×104mg/L，地層溫度為121℃，原始地層壓力為36.15MPa，井組199

31、7年8月開始投產(chǎn)，到1999年2月，共投入5口油井，平均單井日產(chǎn)油12t,到2000年6月平均單井日產(chǎn)油2.1t,累計(jì)產(chǎn)油2.33×104t，采出程度為7.6%。,5.1.1 試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)概況,5.1 中原油田低滲透油藏氮?dú)怛?qū)礦場先導(dǎo)試驗(yàn),選擇衛(wèi)42-14井作為注入井，對應(yīng)油井有濮82井、衛(wèi)42-9、衛(wèi)42-8、衛(wèi)42-4井；與濮82井、衛(wèi)42-8井、衛(wèi)42-9井的井距在200～300m之間，主要生產(chǎn)層位沙三中3、沙三中4油層連

32、通良好。 選擇衛(wèi)42-14井沙三中4砂組的1～7小層，在3387.1～3 418.0m井段實(shí)施注氣。,5.1.2 注氣方案,5.現(xiàn)場應(yīng)用,5.現(xiàn)場應(yīng)用,目的層上面下封隔器，采用了RTTS封隔器，位置在3377m處，目的層下面注灰，灰面位置為3470m。 由于是小規(guī)模先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，使用原中原油田井下作業(yè)公司引進(jìn)的注液氮車組，購買附近化工廠液氮試注，注入井內(nèi)變?yōu)闅鈶B(tài)。 采用連續(xù)注氣方式，日配注氣量23m3液氮，折合標(biāo)準(zhǔn)態(tài)氮?dú)?/p>

33、15778 m3/d，注入總液氮1568m3，總注入周期68d。,衛(wèi)42-14井組氮?dú)怛?qū)先導(dǎo)試驗(yàn)取得了以下幾項(xiàng)成果: (1) 在注水極其困難的特低滲透區(qū)塊，注氮?dú)怛?qū)油技術(shù)是可行和有效的。衛(wèi)42塊在注水泵壓42MPa下日注只有8m3。注氮?dú)庠诒脡?6MPa，能完成配注，最高日注能力可達(dá)31.8m3液氮，折合日注標(biāo)準(zhǔn)態(tài)氮?dú)?1814.8m3。這項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到并超過方案要求。最高注氣壓力時60MPa，排量為50m3/min氣態(tài)氮?dú)?，相?dāng)日注氮

34、氣72000m3。,5.1.3 注氣方案實(shí)施效果,5.現(xiàn)場應(yīng)用,(2) 單井增油效果明顯。注氮?dú)馇?，井組產(chǎn)量具有非常明顯的遞減趨勢，注氮?dú)夂螽a(chǎn)量有一個明顯的回升。2000年6月3日開始注氣，濮82井產(chǎn)量從2000年7月21日的2.6t開始上升，到2000年8月1日產(chǎn)量上升到4.4t，產(chǎn)量升高1.8t，截至10月25日，累計(jì)增油171t，具有明顯的增油效果。井組合計(jì)日產(chǎn)油也有明顯的增油效果，平均日增油達(dá)到4.6t，截至2000年11月31

35、日，累計(jì)增油646t，停止注氣后產(chǎn)量迅速下降。,5.現(xiàn)場應(yīng)用,5.2.1 地質(zhì)概況,5.現(xiàn)場應(yīng)用,5.2 遼河油田錦90注氮?dú)馑畾饨惶娣腔煜囹?qū)試驗(yàn),錦90塊為單斜構(gòu)造上的斷鼻斜坡,沉積相為扇三角洲前緣相砂體,巖性為中—細(xì)砂、砂礫巖與泥巖呈互層狀組合。興隆臺油層埋深985～1150ｍ,平均油層有效厚度20.4ｍ(7層),孔隙度21.8%～29.7%,滲透率0.990～1.164μｍ2。50℃脫氣原油粘度494mPa·ｓ,油藏原始

36、條件下原油粘度110～129mPa·ｓ,20℃原油密度0.962ｇ/cm3。根據(jù)稠油分類標(biāo)準(zhǔn)界于普通稠油Ⅰ類和Ⅱ類之間。,5.2.2 開采特征,5.現(xiàn)場應(yīng)用,錦90塊有11口井投產(chǎn)初期進(jìn)行了常規(guī)干抽生產(chǎn),平均生產(chǎn)時間161ｄ,平均單井日產(chǎn)油18.5ｔ。蒸汽吞吐階段產(chǎn)量較高,但油藏動用程度較低。當(dāng)蒸汽吞吐開采到地層壓力為6MPa左右、采出程度22.1%時,4個井組轉(zhuǎn)入了水驅(qū)開發(fā)。一年內(nèi)大部分井見效,日產(chǎn)油由轉(zhuǎn)驅(qū)時的61ｔ升高到1

37、37ｔ,日產(chǎn)液由轉(zhuǎn)驅(qū)時的181ｍ3升高到376ｍ3,采注比由0.16升高到1.05。但在這以后一個月內(nèi),由于縱向上吸水強(qiáng)度不均,生產(chǎn)狀況發(fā)生了急劇變化,日產(chǎn)油由137ｔ下降到76ｔ,含水上升,在個別井上表現(xiàn)出明顯的水竄。,5.2.3 開發(fā)方式確定,5.現(xiàn)場應(yīng)用,針對錦90塊興隆臺油層的現(xiàn)狀,采用數(shù)值模擬、經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測方法,對后續(xù)開發(fā)方式進(jìn)行了優(yōu)選(表1、2)。因?yàn)榉腔煜囹?qū)的調(diào)剖作用,其采收率、凈產(chǎn)油及經(jīng)濟(jì)效益(表現(xiàn)在原油成本低)明顯高于

38、其它方式,因此,確定區(qū)塊全面轉(zhuǎn)為非混相驅(qū)開發(fā)。,5.現(xiàn)場應(yīng)用,表5-2　開發(fā)調(diào)整方式經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測,表5-1　開發(fā)調(diào)整方式,5.2.4 開發(fā)調(diào)整優(yōu)化設(shè)計(jì),5.現(xiàn)場應(yīng)用,數(shù)值模擬分別對氮?dú)?磺酸鹽溶液的注入速度、注入溫度、氣液比等進(jìn)行了研究。 （1）注入速度　 數(shù)模計(jì)算了100、150、200、250ｍ3/ｄ4種注入速度的非混相驅(qū)效果,以較高的采收率和適當(dāng)?shù)牟捎退俣葹槟繕?biāo),確定采用150～200ｍ3/ｄ的注入速度。,（2）注入溫度

39、　 溫度升高有利于降低原油粘度和加快分子活動速度、發(fā)揮表面活性劑的作用,從而提高驅(qū)油效率。但從數(shù)模計(jì)算結(jié)果看,溫度超過80℃,驅(qū)替效果變差,采油速度過低。因此確定注入溫度為80℃。,5.現(xiàn)場應(yīng)用,（3）氣液比　 數(shù)模計(jì)算了注入氣液比分別為1∶0.5，1∶1.0，1∶1.5，1∶2，1∶2.5對采收率和采油速度的影響。其中1∶1.0采收率較高,采油速度適中。因此確定注入氮?dú)馀c水的比值為1∶1.0,當(dāng)?shù)獨(dú)庠谏a(chǎn)井突破時,氣

40、液比可降低。,按照上述設(shè)計(jì),預(yù)計(jì)非混相驅(qū)可累積生產(chǎn)2600ｄ,累積注水483×104ｔ,其中磺酸鹽1.05×104ｔ,氮?dú)?12×104ｍ3(地下體積),累積產(chǎn)油37.85×104ｔ。階段采收率可達(dá)9.03%,最終采收率43.94%。,5.現(xiàn)場應(yīng)用,5.3 RyckmanCreek油田注氮?dú)庵亓︱?qū)開發(fā),5.3.1 地質(zhì)概況,該油藏是一個具有厚氣頂、含油環(huán)和底水的油藏，含油面積8.094km2。氣頂

41、天然氣儲量56.6×108m3，凝析油儲量55.6×104t，油環(huán)原油儲量983×104t。油層為侏羅系的Nugget砂巖，砂巖全厚259.38m，砂巖連續(xù)性好，幾乎無泥巖夾層，油層較均質(zhì)。油田的氣頂最大厚度121.92m，油柱60.96m，油層厚度152.4m。油層平均孔隙度14.7%，滲透率90.2× ，束縛水飽和度20.6%，原油重度0.7927，原油體積系數(shù)1.705 m3/m

42、3。油層深2133.6m，溫度為66℃，壓力為20.7MPa。,5.現(xiàn)場應(yīng)用,5.3.2 開發(fā)情況,RyckmanCreek油田1977年開始注天然氣，1981年開始注氮?dú)庵亓︱?qū)保持壓力開發(fā)。初期注氮?dú)?3.98×104m3/d，到1985年已增至67.96×104m3/d，累積注氮?dú)膺_(dá)2×108m3，預(yù)計(jì)最終注氮?dú)?22.7～25.5)×108m3。 方案采用向構(gòu)造頂部注氣。設(shè)計(jì)預(yù)測，在活躍

43、底水驅(qū)和氣頂注氮?dú)庵亓︱?qū)雙重作用下，該油藏原油的最終采收率可達(dá)47.5%，比衰竭式開發(fā)提高14.1%，天然氣采收率達(dá)60%，比衰竭式開發(fā)提高7.5%（見圖5—2）。,圖5-2 RyckmanCreek油田注氮?dú)忾_采與不注氮?dú)忾_采累積產(chǎn)氣量對比,5.現(xiàn)場應(yīng)用,1.注氮?dú)忾_采機(jī)理 2.注氮?dú)鈱Φ貙恿黧wPVT相態(tài)特征的影響 3.適合注氮?dú)獾挠蜌獠貤l件 4.現(xiàn)場注氮?dú)庠O(shè)備 5.注氮

44、氣現(xiàn)場應(yīng)用 6.氮?dú)庠谟吞锏膽?yīng)用,注氮?dú)馓岣卟墒章?6.其他應(yīng)用,氮?dú)庠谟蜌馍a(chǎn)方面的應(yīng)用可主要概括為: 一是利用氮?dú)獾姆€(wěn)定性,將空氣與易燃易爆的氣體隔離開,起到安全生產(chǎn)的作用，如氮?dú)庵脫Q作業(yè)； 二是根據(jù)氣體密度低的特點(diǎn),調(diào)節(jié)入井液的密度,主要用于低壓易漏層的作業(yè),如混氣沖砂等施工； 三是依靠壓縮氣體卸壓后的體積膨脹力,加強(qiáng)進(jìn)入地層流體的返排,如泡沫壓裂、泡沫酸化作業(yè)； 四是作為驅(qū)替介質(zhì),用于保持地層壓力,提高

45、油氣采收率； 兼有以上2 種或3 種特性,如氮?dú)馇菲胶忏@井。,6.其他應(yīng)用,6.1 鉆井 嚴(yán)重漏失地層多使用氣體欠平衡鉆井或泡沫鉆井。 低成本的空氣鉆井在經(jīng)濟(jì)方面頗具吸引力,但在油層中鉆進(jìn)時,空氣很容易引起燃燒或爆炸。有時也采用天然氣鉆開產(chǎn)層,但仍潛在著很大的安全隱患。 用氮?dú)馊〈諝鈩t可消除著火和爆炸的危險(xiǎn),同時混氣液或泡沫液密度較低,減輕了鉆頭載荷,提高了鉆頭的穿透力和鉆井速度,鉆成的井壁和油層都比較干凈,對返出的鉆

46、屑樣品的分析也更快。氮?dú)馇菲胶忏@井中,氣體的介入減少或取代了鉆井操作中常用的鉆井液,使鉆井液的壓力低于地層壓力,能夠及時發(fā)現(xiàn)油氣顯示,對油層造成的污染輕,油井可以保持較高的生產(chǎn)能力。90 年代后,水平井、分枝井的迅速發(fā)展和連續(xù)油管鉆井的崛起更為氮?dú)庠阢@井方面的應(yīng)用提供了廣闊的空間。,6.其他應(yīng)用,6.2 固井 低壓易漏和裂縫發(fā)育地層的固井中如何防止水泥漿漏失、有效保護(hù)儲層是個難題,目前多采用低密度水泥漿體系加以解決。其中,泡沫水泥漿

47、是一種較新的體系,與添加固形物降密度相比,其減輕劑為氮?dú)?能在較低的密度下保持較高的強(qiáng)度,而且導(dǎo)熱率、滲透率低。泡沫水泥中的氮?dú)庖约?xì)小的、高度分散的穩(wěn)定氣泡存在,使?jié){體具有可壓縮性,水泥套管地層間的膠結(jié)更為緊密,極大的改變了界面膠結(jié)質(zhì)量。由于泡沫水泥較其他低密度水泥含水少,因此對敏感性粘土、頁巖、巖鹽層的危害較小,更擴(kuò)大了它的應(yīng)用范圍。 美國、前蘇聯(lián)等國對這一技術(shù)的應(yīng)用較為成熟,國內(nèi)的勝利、長慶等油田采用化學(xué)發(fā)氣式泡沫水泥漿固井也取

48、得了滿意的效果。,6.其他應(yīng)用,6.3 完井（氮?dú)馍淇祝?.3.1 氮?dú)庳?fù)壓射孔 負(fù)壓射孔具有深穿透、高孔密、安全可靠的優(yōu)點(diǎn),還可利用負(fù)壓導(dǎo)流作用清潔孔眼,在減輕污染和提高產(chǎn)能方面起到了很好的效果。一般情況下射孔負(fù)壓值通過控制井筒內(nèi)液柱高度來實(shí)現(xiàn),而對一些特殊類型的油氣藏, 如稠油、膠結(jié)差、出砂、速敏性強(qiáng)的儲層在負(fù)壓值的界定上還難以準(zhǔn)確把握,若作業(yè)不當(dāng),會對儲層帶來較大的傷害。 采用氮?dú)庳?fù)壓射孔可較好地緩解這一矛盾,用氮?dú)庵鶋?/p>

49、力來調(diào)節(jié)射孔負(fù)壓差,選值范圍可以更寬一些,射孔后通過調(diào)節(jié)氮?dú)夥趴账俣葋砜刂普T噴負(fù)壓,利用氮?dú)饪煞趴仗匦?省去了氣舉誘噴的工序。 這項(xiàng)技術(shù)在稠油層中應(yīng)用較多,它有效避免了壓井液與稠油接觸產(chǎn)生冷敏的危害,在誘導(dǎo)稠油流動方面也優(yōu)于液柱控制。,6.其他應(yīng)用,6.3.2 氮?dú)庹龎荷淇?氮?dú)庹龎荷淇资堑獨(dú)庳?fù)壓射孔的進(jìn)一步發(fā)展,它集正壓射孔、負(fù)壓反向沖擊和氣體壓裂為一體。依據(jù)儲層巖石參數(shù)及物性參數(shù),將井筒內(nèi)液面控制到一定高度,與地層壓力形成合

50、理的負(fù)壓值,爾后向井內(nèi)泵注氮?dú)饧訅褐辽淇锥翁幤屏褖毫σ陨?引爆射孔槍,井內(nèi)蓄集的高壓氮?dú)饨柚淇讖棿蜷_地層的瞬間,正向沖擊地層,沿孔眼壓開一定長度的裂縫,突破射孔壓實(shí)帶及鉆井液損害帶,隨后將井內(nèi)氮?dú)鈮毫π兜?在負(fù)壓作用下,近井地帶流體涌入井內(nèi),疏通滲流孔道并沖洗孔眼,誘導(dǎo)油氣流出井口。由于裂縫的形成,消除了射孔作業(yè)壓實(shí)帶的不利作用,改善了近井筒儲層的滲流條件,在正壓和負(fù)壓的雙向沖擊作用及壓力大小的波動下,使堵塞喉道處的污染物松動、脫落、

51、沖散,隨液流吞吐流入井筒,同時清潔孔眼,疏通泄油孔道,達(dá)到解堵、增產(chǎn)的目的。,6.其他應(yīng)用,6.4 修井 修井過程中壓井液滲入儲層,引起的水敏、水鎖是造成儲層傷害的主要原因。低滲油藏由于流動孔喉很細(xì),毛管力的束縛力強(qiáng),水鎖引起的不利影響較難解除,高粘土礦物含量更增加了水敏的潛在危害。類似吐哈油田,油質(zhì)輕,揮發(fā)性強(qiáng),且埋藏較深,空氣氣舉安全性差,常規(guī)抽汲排液速度慢,深度有限,難以滿足需求。氮?dú)鈿馀e則是一種非常有效的排液手段,它可以完成

52、中深井的快速掏空,形成大的返排負(fù)壓,激勵地層回流疏通滲流孔道,加快入井液的返排,解除水鎖的影響,減輕水敏傷害。 其它的一些修井作業(yè),比如混氣沖砂、負(fù)壓洗井、混氣水排液等工藝在高氣油比、低壓儲層中也得到了成功的應(yīng)用。,6.其他應(yīng)用,6.5 氮?dú)鈮|測試 氮?dú)鈮|測試主要是控制地層測試的壓差保持在合理范圍,這一點(diǎn)與氮?dú)庳?fù)壓射孔相同。常規(guī)的液墊測試不能準(zhǔn)確把握負(fù)壓的選值,有時只能憑經(jīng)驗(yàn)而定,氣墊在壓力調(diào)控方面優(yōu)于液墊,測試時一般選用較小壓

53、差值,開井后根據(jù)實(shí)際情況確定氮?dú)夥趴账俣纫哉{(diào)整測試壓差,這樣做可以防止壓差過大,引起地層出砂堵塞測試工具,同時避免封隔器在瞬時反向壓力下突動,坐封不嚴(yán)而導(dǎo)致測試失敗。 用氮?dú)鈮|測試能夠取得清潔的地層流體樣品,液性上不會受干擾,計(jì)量方面更為準(zhǔn)確。中淺井中壓差不大,可直接以氣墊測試,而深井中要防止管柱受損,可與液墊配合使用。,6.其他應(yīng)用,6.6 混氣壓裂 在注入壓裂液的同時注入氮?dú)?目的在于提高壓裂液的自身返排能力,降低毛管力的捕

54、集作用,減輕壓裂液滯留于地層所產(chǎn)生的傷害。 主要增產(chǎn)機(jī)理: 1）利用前置氮?dú)獾母綦x作用,有效避免地下原油與壓裂液接觸產(chǎn)生的傷害; 2）分散于壓裂液中的氣泡、泡沫隨壓裂液在地層中運(yùn)移,在部分喉道處聚集產(chǎn)生賈敏效應(yīng),能夠有效封堵地層中的一些大孔隙、微裂縫,阻止了后續(xù)壓裂液沿高滲地帶濾失,混合流體視粘度增加以及氣液兩相流動相滲透率的干擾,也在一定程度上抑制了壓裂液的濾失;,6.其他應(yīng)用,3）依靠壓縮氮?dú)馑罘e的彈性能在卸壓后體

55、積發(fā)生膨脹,推擠壓裂液流入井筒,并攜帶出部分殘?jiān)?氣相的介入減輕了井筒中混合流體的靜液柱壓力,有利于壓裂液自噴返排,提高了壓裂液的返排速度和返出程度。 與常規(guī)壓裂比較,混氣壓裂可提高自噴排液率2～5 倍,縮短排液周期4～15 天?；鞖鈮毫巡坏芙档偷蜐B油藏中毛管力的影響,而且可以疏通滲流孔道,減輕粘土膨脹, 可保護(hù)油層、準(zhǔn)確反映地層液性產(chǎn)能 。,6.其他應(yīng)用,3.7 混氣酸化 混氣酸化同樣是為解決低滲油藏酸化后排液困難

56、而開發(fā)的技術(shù),旨在提高殘酸的自噴返排能力,減輕酸液滯留于地層產(chǎn)生的二次污染。 混氣酸化除了混氣壓裂中所提到的隔離、降濾、助排作用外,還具備轉(zhuǎn)向和緩速作用?；鞖馑峄?前置氮?dú)狻⒒鞖馇爸盟嵋簩?yōu)先占據(jù)高滲孔道,在其中憋起高壓,引導(dǎo)后續(xù)混氣酸液轉(zhuǎn)向進(jìn)入最需處理的污染帶和低滲帶上,阻止酸液沿高滲方向突進(jìn),達(dá)到自動調(diào)整剖面、均勻解堵的目的?；熳⒌?dú)馀c巖面的接觸中替代了部分酸液的位置,減小酸巖有效接觸面積,起到一定的緩速作用。在酸液驅(qū)替氮?dú)膺^程中

57、,部分氮?dú)飧街趲r面上可能形成氣膜,抑制H+與巖面的交換,延緩酸巖反應(yīng)速度,增加酸化深度。 混氣酸化可比常規(guī)酸化提高自噴返排率2～4倍,縮短排液周期5～15 天,在殘酸返排和預(yù)防環(huán)境污染方面取得明顯效益。,6.其他應(yīng)用,6.8 潛山底水油藏氮?dú)鈮核F 潛山底水在生產(chǎn)中表現(xiàn)出以下特點(diǎn): 生產(chǎn)初期底水起到補(bǔ)充油藏能量的作用,出現(xiàn)地層壓力下降慢、單位壓降產(chǎn)量高的現(xiàn)象； 底水錐進(jìn)后,原油產(chǎn)量下降,含水迅速上升。 注入氮?dú)庖种?/p>

58、底水錐進(jìn)機(jī)理：利用油水粘度差,注入的氮?dú)馐紫冗M(jìn)入水錐,使其被迫沿地層向構(gòu)造或油層下部運(yùn)移,使水錐消失,并且降低了油水界面。同時,由于重力分異作用,氮?dú)鈴挠蛯拥撞肯蝽敳窟\(yùn)移,從而增加了一個附加的彈性能量,延緩了油水界面的恢復(fù)。,6.其他應(yīng)用,6.9 氮?dú)庵脫Q 氮?dú)饣瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,一般不與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),這種惰性品質(zhì)使它可以廣泛應(yīng)用于許多厭氧環(huán)境,比如用氮?dú)鈱⑻囟ㄈ萜髦械目諝怛?qū)替置換,起到隔離、阻燃、防爆、防腐的作用,這項(xiàng)技術(shù)在輕烴裝置

59、檢修、輸氣管道和液化氣管網(wǎng)吹掃等工業(yè)、民用方面得以應(yīng)用。作為一種良好的防腐劑,氮?dú)獬１惶嬷糜诰?以減緩管柱與地層流體接觸所產(chǎn)生的腐蝕。,氮?dú)饧夹g(shù)作為一種新的技術(shù)門類,在國內(nèi)油氣生產(chǎn)中的應(yīng)用方興未艾,盡管現(xiàn)階段對這一技術(shù)只是進(jìn)行了一些探索性研究和先導(dǎo)性試驗(yàn),但它顯現(xiàn)出的效果是令人鼓舞的,尤其在低滲油田的排液、改造、儲層保護(hù)及安全生產(chǎn)方面成效顯著。 同時前期應(yīng)用反映出氮?dú)饧夹g(shù)還面臨著成本高、技術(shù)復(fù)雜等不利因素,以后需要在優(yōu)化設(shè)計(jì)方面下