氮气辅助蒸汽吞吐技术研究及在大庆稠油油藏的应用

大 大低 于油 一水界 面 张 力 ， 界 面张 力 的 降低 改 善 驱 油 渗流 条件 ； 另外 氮气 对 油 层 中轻 质 组分 及 高 温 裂 解 组分 的萃取 ， 使得 氮气 、 轻质 组分与蒸 汽 的混合 体 在油 层 中有 可能 形成 近 混 相 或部 分 混 相作 用 ， 从 而
率机 理 ， 确 定 了氮 气 辅 助 蒸 汽吞 吐 时 氮 气 比例 、 氮 气 注入 速 度 、 氮 气 注入 方 式等 ， 根 据方案优化 结果 ， 在 研 究 区块 开
展 了氮 气辅 助 蒸汽 吞 吐 矿 场 试 验 ， 试 验 效 果显 著 。 关键词 ： 大庆 油 田 ； 稠 油 开发 ； 氮 气辅 助 蒸 汽吞 吐 ； 富拉 尔基 油 田 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｅ ３ ５ ７ 文 献 标识 码 ： Ａ
增油 １ ２ ５ Ｉ Ｔ １ 。 ， 比只注蒸 汽 的增 油 ６ ７ ９ ｒ ｆ ｌ 。 。 ２ ． ２ 氮气 与蒸汽 配 比研究
应用 Ｃ ＭＧ 软件模 拟 了氮气 辅 助蒸 汽 吞 吐结 束 后 与 常规蒸 汽吞 吐结束 后 的温度 场 ， 对 比结 果表 明 ， 氮 气辅 助蒸 汽吞 吐时 ， 由于 氮气 与蒸汽 间 的密度 差 ， 其 会将 向上 超覆 的蒸 汽与油 层顶 部 的页岩 盖层 隔离 开， 从而 减少 了向上 覆 盖层 的热损 失 ， 提 高 注入热 量 利 用率 ＿ ９ 。同 时氮 气 携 带 部 分 热 量 迅 速 进 入 油
改善 蒸汽吞 吐效果 ［ １ Ｉ ５ ］ 。
１ ． ２ 补 充 地 层 能 量
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ —０ ８ —１ ６ 作者简介： 贾娜 ， １ ９ ８ ５年 生 ， ２ ０ ０ ８年 毕 业 于 东 北 石 油 大 学 ， 现 主 要 从 事 稠 油热 采 研 究 。
氮气 为非凝 析 气体 ， 不溶 于 水 ， 微溶 于油 ， 其 压 缩 系数是 二氧 化碳 的三倍 ， 具 有 比其他气 体 （ 二 氧化
的砂岩 一般 呈砂糖状 松散 状 态 ， 有效 孔 隙度 ２ ３ ． ０ ％
～
力 ］ 。应用 Ｃ ＭＧ 软 件 ， 模 拟 了单 注 蒸 汽 和蒸 汽 与氮气 混 注 的 两 种情 况 下 的 近井 地 带 的 压 力 场 分 布， 结 果表 明 ， 蒸 汽与氮气 混 注的近 井地带 的压力 要
氮气辅 助 蒸汽 吞 吐技 术研 究 及 在 大 庆 稠 油 油 藏 的应 用
贾 娜
（ 中 国石 油 大 庆 油 田有 限 责任 公 司勘 探 开 发 研 究 院 ， 黑龙 江 大 庆 １ ６ ３ ３ １ ８ ）
摘要 ： 随 着 大 庆 油 田 富拉 尔基 稠 油 区块 蒸 汽 吞 吐 周 期数 的 增加 ， 仅 用 蒸 汽 进行 吞 吐 的 开 发 效 果 变 差 ， 井 间 大 量 剩 余 油得 不到 动 用 。为 解 决 这 一 问题 ， 实施 了注 入 氮 气 蒸 汽 混 合 体 的 开 发 方 案 ， 研 究 了 氮 气 辅 助 蒸 汽 吞 吐 的 提 高 采 收
２ ０ １ ３年 １月
石 油 地 质 与 工 程 Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ ＯＬ Ｅ ＵＭ Ｇ Ｅ Ｏ Ｌ Ｏ ＧＹ Ａ Ｎ Ｄ Ｅ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ
第２ ７ 卷 第 １ 期
文章编 号 ： １ ６ ７ ３ —８ ２ １ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ —０ １ １ ８ —０ ４
１ 氮气 辅 助 蒸 汽 吞 吐提 高 采收 率 机 理
１ ． １ 改 善 油 藏 物 性
层压力 ， 有 利于保 持地 层 弹性 能 量 。 同时 溶解 在 原
油 中 的氮 气改善 原 油 中 的渗 流 阻力 ， 呈 游 离状 态 的
氮气 形成 弹性驱 ， 增 加 了驱动 能量 ， 补 充地 层 能量 ，
０ ２ 降为 ２ ． ６ ０ ， 乙烷 和丙烷 也 明显 下 降 ， 重烃 （ 庚
烷 以上 ） 的含量 由 ２ ２ ． ４ ４ 增至 ６ ０ ． ２ ０ 。实验 表 明 氮气 在稠 油 中的 溶解 度 在 ２ ０ ｍ３ ／ ｍ。以下 ， 一 般 可 使 地层原 油体 积膨 胀 ５ ； 同时 饱 和 了 氮气 的 原 油 比水 饱 和氮气 的原 油粘 度 要 低 ， 氮 气 一油 界 面 张力
高 于仅注蒸 汽 的 。氮气 注 入 地层 后 ， 能 局 部提 高 地
３ ９ ． ４ ９ ， 空气渗 透率 （ ６ ２ ￣３ ６ ５ ０ ） ×１ ０ ～ ｍ ， 平
均 含油饱 和 度为 ６ ４ ． ２ ， 地 面原油 密度 为 ０ ． ８ ９ ２ ３ ￣ ０ ． ９ ３ ９ ６ ｇ ／ ｍ ａ ， 地 面原 油粘度 为 ８ ４ １ ￣４ ２ ４ ２ ｍＰ ａ・ ｓ 。
有利 于 回采 。
表 １ 注 氮气 后 样 品的 体 积 分 数 变 化
用含重 油岩 心进行 了注氮 气驱 油实验 。实 验岩
心孔 隙度 ３ ４ ， 渗透 率 ２ ０ ０ ０ ｘ １ ０ ～ ｍ 。对 岩 样
分别 注入 ０ ． １ ４ ， ０ ． ５ ， １ ． ５倍孔 隙体积 的氮 气后 ， 原油 组分 发生变 化 。从 表 １中可 以看 出 ， 氮 气 与 重 油样 品不 断接触 ， 轻 烃和 中间烃 被抽 提 ， 甲烷含 量 由 ４ ５ ．
大庆 油 田稠 油 区富 拉 尔 基 区块 主 要 目的层 萨
二、 三组 油层深 度 ４ ７ ０ ｍ， 砂岩胶结疏松， 含 油饱 满
碳、 甲烷 、 烟道 气 ） 更 高 的膨 胀 性 ； 由于这 些 特 点 ， 氮
气进入 地层 后 ， 能及 时 补 充 地 层 能 量 ， 增 加 地 层 压
贾 娜 ． 氮 气 辅 助 蒸 汽 吞 吐 技 术 研 究 及 在 大 庆 稠 油 油 藏 的 应 用
１ ． ３ 扩大蒸 汽 波及体 积 ， 提 高 热利 用率
能渗入 地层 深部 ， 采气 率较 高 ， 所 以增 产效果 不如 先
注氮气 后注 蒸 汽 。通 过 数 值 模 拟研 究 得 出， 先 注 氮 气 后 注蒸汽 开发 效果 最 好 ， 比氮 气 与蒸 汽 同时 注入