氮气抑水增油技术在河南古城油田的推广及应用
河南稠油热采氮气辅助热处理技术研究及应用

1 稠 油 油 藏 地 质 概 况
1 9 8 5 年 以来 ,河 南 油 田在 泌 阳 凹陷 北 部斜 坡 带 相 继 发现 了井 楼 、古 城 、新 庄 、杨 楼 、付 湾 等 5个
稠油 油 田 。这 些油 田主要含 油层 位 为古 近 系核桃 园组 三段 。稠 油 油 藏分 布 在 凹 陷边 缘地 带 ,距 物 缘 近 ,
0 .1 ~0 .5 km
2 氮 气 辅 助 热 处 理 技 术 实 施 背 景
2 . 1 技 术 原 理
通过 文献 调研 ] ,氮气 辅助 蒸汽 热处 理吞 吐 工艺 提高采 收率 的技术原 理 主要有 三个 方面 :一 是氮 气
的重力 进入 微 构造 高 部位 形 成 次生 小 气顶 ,驱替 顶部 原 油
目前井楼 、 城稠 油热采 老 区经过 高 周期 吞 吐 后 ,地层 平 均 温度 比原始 温 度上 升 了 3 0 ℃ ,测 温 资 料 显示 ,部 分井 区 目前 地层 温 度 比原 始 温 度 上 升 了甚 至 4 O ℃ ,地 层 储 热 大 ,油 层 温 度 下 原 油 黏 度 在
,
[ 摘 要 ] 稠 油 热采 高周 期 吞 吐 后 , 地 层 温 度 上 升 幅度 高 ,边 水 淹 严 重 ,为 改 善 热 采 井 高 周 期 吞 吐 后 的 开 发 效 果 ,进 行 氮 气 改 善 开 发 效 果 的文 献 调 研 及 物模 试 验 , 得 知 在 “ 贾敏效应” 作用下 ,氮气具有堵水 功能。
河 南 稠 油 热 采氮 气 辅 助 热 处 理 技 术研 究及 应 用
三 吉 素 华 : 陈 : 谢 桂 青 ( , 中 m 石 、 化 河 n l 南 f 章 1 油 田 田 L 分 牛 公 \ 司 亓 l 第 二 采 油 厂 J , 河 、 n l 南 f 宰 I 南 f 卓 1 阳 l H 4 d / 7 3 4 正 0 『 l 0 l ) 1 王至 晓 华 口 田川厶 厢一
氮气在油田生产中的应用

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。
常规稠油边水油藏氮气泡沫抑制水侵试验

J o u r n a l o f C h i n a Un i v e r s i t y o f P e t r o l e u m
Vo 1 . 3 7 No . 2 Ap r . 201 3
W ANG J i e — x i a n g ,W AN G T e n g - f e i ,REN We n — l o n g,HAN L e i ,XI A J i n - n a ( S c h o o l o f P e t r o l e u m E n g i n e e r i n g i n C h i n a U n i v e r s i t y f o P e t r o l e u m,Q i n g d a o 2 6 6 5 8 0 ,C h i n a )
王杰祥 ,王腾 飞 , 任 文龙 , 韩 蕾 , 夏金娜
( 中国石 油大学 石 油工程学 院, 山东 青岛2 6 6 5 8 0 )
摘要 : 稠油开发 中油藏边水 的存 在造成吞吐井 迅速 水淹 , 产 量急剧 降低 。根 据河南 油 田边 水稠油 油藏 的特点 , 建立
能够模拟 油藏 边水 的蒸汽吞吐物理模 拟试 验装置 , 在 分析泡 沫剂 和稠油性 能基 础上对 氮气泡 沫抑制 边水 的影响 因 素及应用条件 进行研 究 。结果表 明: 氮气泡沫抑 制边 水技 术适用 于原油 黏度较 低 、 边水 能量适 中 、 非 均质性 较强 的 油藏 , 且在强水淹 时实施 能取得较好的抑制边水效果 , 应先注入 N 2 段塞 , 再注 N :泡沫段塞 , 然后 N : 与蒸汽 混注 ; 试
h e a v y o i l ,a n d a b e t t e r b l o c k i n g r e s u l t w i l l b e g o t t e n a t t h e t i m e o f s e r i o u s l f o o d i n g .T h e o p t i m u m i n j e c t i o n mo d e i s N 2
注气(氮气)驱油技术发展现状与启示

注气(氮气)驱油技术发展现状与启示注气(氮气)驱油技术发展现状与启示宋元飞伍晓妮(中国石油长城钻探工程技术研究院)来源:《科技展望》2016/24进入21世纪以来,由于经济发展的需要造成了大量的能源消耗;所以,现阶段实现石油天然气等能源的高效开发就变得至关重要。
在我国剩余的不可再生能源中,油气资源已经成为了主要的勘察对象,而且在该种油气资源开采的各种手段中,采取合理的驱油技术是保证获得最大经济效益的重要条件。
而且经过我国相关技术专家近些年的实践,我国在注气驱油方面已经取得了十分重要的进展。
但是,许多油气开发企业都受传统技术手段的束缚,对注气驱油技术的应用起步较晚,进而在采收率方面还有待提高;而且国内现在还存在注CO2与氮气谁更优的争议。
但是从技术手段、原料采取等方面分析,注氮气要比注二氧化碳具有更好的效果。
下面,本文及注氮气驱油技术发展现状与启示作具体阐述。
[关键词] 氮气注气驱油技术现状与启示1前言随着世界经济水平的不断提高,世界各国对油气资源的需求量不断扩大。
在这样的背景下提高油气田的采收率已成为世界各国关注的问题。
在我国经过石油行业技术人员的不懈努力纷纷诞生了许多高端的驱油技术;其中新水驱、蒸汽驱、SAGD、三元复合驱、火驱等都是近年来新兴起的驱油技术。
而且在过去,许多石油开采企业在注气驱油时所使用的原料气体大多是二氧化碳,这是因为降低二氧化碳的在空气中的含最能够降低温室效应,所以国家对其大力支持。
但是经过多年的探索和研究,氮气驱油技术在我国也有了更大的发展前景。
而且已经受到了广泛的关注。
下面本文通过结合氮气驱油技术现状对如何完善氮气驱油技术做深入探讨。
2使用氮气原料驱油的原因分析氮气是最常见的气体之一其化学式为N2,该气体具有不易燃烧、无毒无腐蚀的特性,而且通常状况下是一种无色无味的气体而且一般氮气比空气密度小,而且在许多化工领域,氮气经常被选作保护气体。
近年来在石油天然气的开采过程中俄国也开始选用氮气作为驱油的气体原料。
氮气压水锥控水增油技术工艺

4)注氮压锥参数 4)注氮压锥参数(续):考虑 四种注氮速度(200m 四种注氮速度(200m3/h、 (200 400m3/h、600m3/h、 400m3/h、600m h、600 800m 进行模拟。 800m3/h)进行模拟。
5)2-38-16井三个周期的产能预测:注氮气与未注氮气相 38-16井三个周期的产能预测: 井三个周期的产能预测 比,单井日产油、周期产油均有明显上升,注氮三个周期 单井日产油、周期产油均有明显上升, 结束后,预计增产原油2659t,提高采收率2.6%,少采水 结束后,预计增产原油2659t 提高采收率2.6%,少 增产原油2659 2.6%, 838m 838m3。
1)向油井较长时间高压、大排量注入105数量级标方的 )向油井较长时间高压、大排量注入 氮气,近井区域快速升压。 氮气,近井区域快速升压。注入气体不但弥补近井带 压力亏空,还形成升压漏斗,促使近井带水锥下移。 压力亏空,还形成升压漏斗,促使近井带水锥下移。 2)注入及关井期间,由于重力分异作用,纵向上气体上 )注入及关井期间,由于重力分异作用, 水下移,形成次生气顶及新的气油、 移, 油、水下移,形成次生气顶及新的气油、油水界 面,近井带形成原油富集区域。 近井带形成原油富集区域。
6)注氮气方案: 注氮气方案: a、压水锥阶段,以600m3/h的注入速度向井中注氮10天; 压水锥阶段, 600m /h的注入速度向井中注氮10天 的注入速度向井中注氮10 b、热氮混注阶段,由环空注氮气,油管注蒸汽同时注10天, 热氮混注阶段,由环空注氮气,油管注蒸汽同时注10天 10 蒸汽3000t 氮气注入速率为400 600m 400~ 蒸汽3000t,氮气注入速率为400~600m3/h; 3000 c、焖井及生产:注后焖井5天,然后开井生产,直至油汽比 焖井及生产:注后焖井5 然后开井生产, 接近经济极限(0.25) 视生产动态转入下一周期。 接近经济极限(0.25),视生产动态转入下一周期。
1000413421

科技信息2008年第28期SCIENCE &TECHNO LO GY INFORMATION 泡沫调剖技术现场应用效果统计表1.前言氮气采油技术是往油井中注入氮气、发泡剂,在油层条件下形成氮气泡沫,起到提高驱油效率、调整吸液剖面、封堵窜流、压水锥等作用。
近几年来,河南油田技术人员根据氮气的性质及氮气来源充足、价格低的特点,先后在稠油油区应用了氮气隔热、氮气助排现场应用提高蒸气热采采收率效果明显,目前稠油热采老区已经进入中高周期开发,出现问题越来越多,加大氮气采油技术的研究力度,对这项技术进行综合配套,是目前老井挖潜的一项重要增油措施。
2.氮气泡沫调剖技术应用2.1调剖机理针对发生汽窜的机械防砂井无法实施堵调措施这一现状进行攻关,试验应用了氮气泡沫调剖技术,氮气泡沫调剖技术通过将氮气与泡沫剂按一定比例一起注入油层,在油层中生成稳定气体泡沫,形成叠加的气液阻效应———贾敏效应,改变油层的吸汽剖面,提高蒸汽的波及体积。
2.2技术应用情况2007年6月至2008.1对下挂滤防砂管的汽窜井或未采取任何防砂措施的出砂汽窜井配套了氮气泡沫调剖技术,现场应用10井次,措施增油1519.6吨,减少汽窜减油794.7吨。
(见下表)其中G51823、GJ51824、G51825、G553、L71116、L 71018、L 3906、L Z46、L 71016九口井调剖效果良好,L71118井效果不理想调剖后受L Z46注气干扰影响产量15天,于08年5月17日进行二次调剖,提高了氮气比例,目前生产状况良好。
氮气泡沫调剖技术现场应用吴祖景张海春王小卉(河南油田第二采油厂工程技术研究所河南唐河473400)【摘要】目前稠油热采老区已经进入中高周期开发,蒸汽吞吐油藏类型增多,采出程度高、汽窜问题日益复杂,且随着机械防砂汽窜井的增多,汽窜井治理类型增多。
热采区块汽窜治理形成系列配套技术,可满足不同油藏、不同汽窜类型油井汽窜治理技术要求。
氮气驱提高采收率机理与应用

氮气是一种化学惰性气体,不易与地层水和原油发生化学反 应,能够保持较为稳定的驱替效果。
高渗透性
氮气的分子量较小,可以轻松通过地层孔隙,扩大驱替范围 。
氮气驱提高采收率的原理
降低界面张力
氮气与原油混合后,能够降低油水界面张力,有利于提高驱替效率。
扩大驱替范围
氮气的渗透性较好,能够扩大驱替范围,提高波及系数,从而提高采收率。
氮气驱的监测与控制技术
监测技术
为了确保氮气驱的效果和安全性,需要建立相应的监测系统,如压力监测、温度监测、流量监测等。这些系统能 够实时监测地层和井筒的状态,为控制和优化提供依据。
控制技术
控制技术包括自动控制和人工控制两种方式。通过控制注入量、压力等参数,可以确保氮气驱的效率和安全性, 同时避免对地层造成过度伤害。
案例一
某油田采用氮气驱技术,提高了采收 率20%,取得了显著的经济效益。
案例二
某海上油田通过氮气驱技术,成功地 解决了油藏非均质性的问题,提高了 采收率。
氮气驱的优缺点分析
优点 能够有效提高采收率,增加原油产量。 氮气来源广泛,可以循环利用,成本较低。
氮气驱的优缺点分析
• 对环境影响较小,安全可靠。
04
氮气驱的经济与社会效益
经济效益分析
01
02
03
降低开采成本
氮气驱技术能够提高采收 率,从而减少无效注水和 提高原油产量,降低开采 成本。
ห้องสมุดไป่ตู้延长油田开采周期
通过氮气驱技术的应用, 能够延长油田的开采周期, 提高油田的经济效益。
创造就业机会
氮气驱技术的研发和应用 需要相应的人才和技术支 持,能够创造就业机会, 促进经济发展。
氮气段塞热处理技术在新庄油田的应用效果评价

(1)保持地层压力,增加弹性能量。氮气是可压缩气体,其体 积系数大,1m3液态氮在常温常压下可化为696.5 m3的气体,油井注入 氮气时,氮气体积在高压条件下被压缩存储能量,油井注汽结束后投 入生产时,随着地层压力降低,被压缩存储在地层中的氮气体积会迅 速膨胀,产生较大的附加能量,具有较强的助排作用,在生产中较大 地提高油井产能,提高回采水率。
表2 措施前后效果统计表
3.2 措施阶段效果统计 71井 次 累 计 注 蒸 汽 13415吨 , 累 计 注 氮 794128标 方 , 累 计 产 油
7684吨,增油6187.6吨,平均单井生产55.1天,单井累计产油108.2 吨,单井日产油2.0吨。油汽比0.57(见表3)。
(6)驱替作用。利用氮气与原油间的密度差异,重力驱替“顶 存”油藏,降低油水界面,迫使束缚油产出。
(7)抑制边水。氮气优先进入水体,降低油水界面:针对边水 活跃的油藏,注入的氮气可以抑制边水锥进,降低油井综合含水,其 机理是利用油水间粘度差,注入的氮气首先进入水锥,使其被迫沿地 层向构造或油层下部运移,使水锥消失,并且降低了油水界面。
2 氮气段塞热处理技术原理
2.1 氮气的基本性质 常 温 常 压 下 , N2为 无 色 无 味 的 气 体 , 惰 性 , 相 对 分 子 质 量 为
28.013,密度为1.160kg/m3。 N 临2 界 压 缩 系 数 为 0.292,偏心因子为 0.040。在常压下,温度为298K时,气体粘度为175.44 × 10-7 MPa· S,气体热导率为0.02475W/(m·K);温度为123K时,液体粘度为 0.038 MPa· S, 液 体 热 导 率 为 0.0646W/( m· K) 。 当 温 度 为 63.15K时,凝固成雪状的固体。 2.2 改善开发技术机理
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氮气抑水增油技术在河南古城油田的推广及应用
【摘要】河南油田常采区块在注水开发过程中,由于井组间平剖面矛盾突出,油井含水上升快,部分井水淹严重,为了稳油控水,利用氮气抑水增油的特点,促使油藏压力重新分布,改变驱油剖面,提高油藏采收率,实现老区稳产,找出实现油井增产的原因,为今后注氮优选油井提供了很好的科学依据。
【关键词】高含水氮气机理效果
1 前言
河南古城油田常采区块自1987年开始投产以来,历经了常规降压、笼统注水、分层注水、调整完善四个生产开发阶段。
目前属于注水开发后期,含水上升快、产量自然递减加快,部分井水淹严重。
由于氮气泡沫具有对高含水层和高渗透带的选择性封堵及提高驱
油效率的作用,因此可以利用向厚油层中注氮气泡沫的方法来控制厚油层水窜,挖潜厚油层中的剩余油。
为了达到稳油控水的目的,利用氮气的抑水增油的特性,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,从而实现老区稳产。
2 注氮气抑水增油提高油井采收率工艺技术
2.1 注氮气提高采收率的机理
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。
注入的流体和油藏流体间出现重力分离,形成非混相驱,可提高油藏在纵向上的动用程度,从而改善开发效果。
3 注氮气泡沫调驱技术的现场实施3.1 工艺流程
工艺流程由以下两部分组成:
a.氮气系统:氮气的产生、计量、增压、注入都由氮气车完成;
b.井口流程。
3.2 工艺参数的优化3.3.1 注入压力
氮气注入压力根据各井的井底压力来决定。
3.3.2 注氮量
注氮量等于井下空隙体积与地层压力之积。
q =πr2*h*φ*λ*p;
q:注氮量;r
:注入半径(根据注氮前液量决定);
h:水淹油层的有效厚度φ:水窜层的平均孔隙度;p:地层压力;λ:注入系数;
3.3.3 压井方式
现场一般根据不同情况实施不同的压井液,实施氮气堵水技术初期,采用盐水压井,但是氯离子较高,影响分析边水是否抑制效果,目前采用清水压井方式。
进行焖井1天~2天,根据套压变化,确保氮气扩散程度。
当套压低于2兆帕时,可开抽生产。
3.4 选井要求
3.4.1 根据受效类型选井
(1)受边水影响的高含水井,特点是氯离子高的油井。
(2)受注入井影响的水窜、聚驱油井,多次堵水、调配无效的高含水油井。
(3)无注水对应、能量补充,依靠降压开采的油井。
3.4.2 根据油井产状选井
(1)根据液量选井:一般优选地层能量较高、液量大于20吨的油井。
(2)根据含水选井:优选含水一般在90%以上的油井。
4 氮气抑水增油见效分析及评价
河南古城油田于2011年9月份对古城油田泌124区的第一口油井,古3507井进行注氮抑水增油实验,取得了显著的效果,周期累计增油182.7吨。
2012年该油田加大了对高含水井的氮气实验,截至2012年底共计实施了50井次,其中有效井41次,注氮有效率为82.0%。
日均增油19.7吨,累计增油7496.1吨。
4.1 典型见效井效果分析
油井古3506于2012年5月30日进行堵水,生产iv2.5层,开抽后100%含水,于6月30日注氮15000标方,注入压力7.7兆帕,开抽后该井注氮见产,目前产油仍为3.5吨左右,累计增油671.6吨。
4.2 油井注氮后指标变化情况
(1)液量变化情况分析:无论注氮后有效、还是无效井,液量下降井的比例都较大,氮气确实起到了控水的作用。
(2)液面变化情况分析:注氮效果有效井,能量下降井比例为75%,所占比例较大。
4.3 见效特征与注氮参数的关系:4.3.1 每米注氮量与增油的关系
每米注氮量4000标方:周期增油大于50吨的井占33%。
说明:每米注氮量在2000标方~4000标方时注氮效果较好。
4.3.2 采出程度与增油的关系
采出程度70% :周期增油大于50吨的井占0%;
说明:采出程度3.5:周期增油大于100吨的井占43%;
说明:渗透率级差在1.5~3.5时注氮效果差,渗透率极差越小效果越好。
4.3.4 生产层数与增油的关系
单层油井注氮后效果好、一般的井所占比例较大,双层、多层油
井注氮后效果差、无效的井比例较大。
5 氮气抑水增油技术效益分析
古城油田3个常采区块,2012年共累计注氮50井次,累计增油7496.1吨,累计产出573.45万元,投入产出比为1:3.5,随着注氮有效井次的增多和有效期的延长,注氮措施的经济效益指标将得到进一步的改善。
6 结论
(1)注入氮气相进入进入地层,优先占据原油孔道,减少死空隙体积,降低剩余油饱和度,提高驱油效率。
(2)氮气的膨胀作用分散和改变了原油流动形态,增强原油流动性,加速地层中的原油返排。
参考文献
[1] 李士伦,等.注氮提高石油采收率技术[m].四川科学技术出版社,2001
[2] 刘应学,赵立强,等氮气泡沫调驱技术在注水井的应用[c].江汉石油职工大学学报,2007。