注氮气辅助蒸汽吞吐提高低能薄油层采收率研究与实践

低渗透油藏注气提高采收率评价

低渗透油藏注气提高采收率评价【摘要】随着油气田勘察工作的不断深入，低渗透难采储量在原油中所占的比重越来越大。因为渗透率较低，使得注水提高采收率受到一定的限制，由于发现了大量的气源，这就为注气提高采收率的方式提供了便利的物质基础，并且能够充分显示出注气技术的优势。本文将针对低渗透油藏的基本特点进行详细的分析，并结合我国的具体情况，提出合理的建议。【关键词】低渗透油藏；注气；采收率近年来，我国发现的大部分油藏，都属于低渗透的油藏。这种油藏在开采的时候非常困难，现在基本上采用注水以及衰竭式的开采方式，但是对于低渗透油藏来说，在注水方面，存在着一定的困难，对于低渗透油藏如何进行合理的开发已经成为社会越来越关注的问题。随着科技的发展和时代的进步，注气技术逐渐的被研发出来，利用注气技术可以降低低渗透油藏的开发难度，提升开采率。 1.低渗透油藏的基本特点和注气机理 1.1基本特点（1）低孔、低渗、自然产能较低，注水困难，无法进行常规投产。（2）原有的密度小，粘度较低，基本性质好。（3）储层的物理性质较差，拥有大量的胶结物，分选差、颗粒较小，后生作用强。（4）油层内混合着一定的砂泥岩，且砂层的厚度不够稳定，砂层间的非均质性较强。（5）油层受到岩性的控制，与水动力缺乏较强的联系，边底水也非常不活跃。流体流动的时候包含非达西流动的特点。 1.2注气机理虽然注气机理存在着诸多的论述，但是大体上基本分为三种，即非混相驱、多次接触混相和以此接触混相。多次接触混相又可以分为凝析气驱混相和蒸发气驱混相。总体来说，注气开采可以降低界面的张力，从而在驱油的时候能够达到更高的效率，最终提高整体的经济效益。 2.低渗透油藏注气方面的问题 2.1注气压力高，能力低

稠油氮气泡沫调驱效果分析——【油气田开发技术新进展】

稠油氮气泡沫调驱效果分析 1. 稠油基本概况（1）稠油及分类标准①稠油：在油层条件下，粘度（不脱气）大于50mPa?s的原油或脱气粘度大于100mPa?s 的原油。常称的重油（Heavy Oil），沥青砂（Tar Sand，Bitumen）都属于稠油范围。②分类 2. 稠油热采开发方式原油粘度（mPa?s）：50~100：水驱。100~500：水驱、非混相、泡沫。500~10000：蒸汽吞吐（蒸汽驱、火烧油层）。10000~100000：SAGD。 3. 国内稠油生产发展趋势（1）资源动用：扩大特稠油/超稠油储量的动用程度(2）提高稠油采收率蒸汽吞吐转蒸汽驱方式，且呈现热力复合（化学驱、气体、溶剂等）驱替方式。热力采油和蒸汽吞吐是稠油开采的主要途径。稠油油藏历经注蒸汽开采后的特征：（1）剩余油的流动性越来越差——稠油流体的非均相特征；（2）储层强非均质出现汽窜（负效应）——热连通逐渐加强汽窜造成热效率低，油气比低；（3）油层热效率越来越低——油层回采水率越来越低，后续注热效率低，加热范围小。薄油层的加热效率较低，直井开采效率低。 4. 稠油注蒸汽窜流状况：蒸汽吞吐和蒸汽驱均有汽窜现象。解决蒸汽吞吐汽窜方法：组合吞吐、调剖、改变受干扰井的工作制度或关井。当蒸汽吞吐转蒸汽驱后，一旦出现汽窜，只能依靠调流和调驱方式。汽窜程度、井底结构及稠油开发阶段的差异都将影响注蒸汽井调剖方法的选择。稠油油藏提采技术：（1）热力采油改善开发效果方法；（2）热力复合驱替技术；（3）复杂结构井型热力采油技术。一、氮气泡沫辅助蒸汽驱调驱机理与适应性：泡沫驱机理（1）泡沫体系调剖→提高波及效率（2）表活剂洗油→提高洗油效率。泡沫发泡方式：（1）地面起泡方式（相对较 1

注气提高采收率机理

1注烟道气、二氧化碳驱油机理 1.1注烟道气提高采收率由于烟道气驱的成本较氮气驱高，因此发展缓慢。近年来随着人们对环境治理力度的加大以及原油价格的上涨，烟道气驱油技术又有了发展的空间。因为如果考虑环境效益，烟道气驱要比氮气驱经济划算。所以烟道气近年来也得到了较好的发展。 1.1.1烟道气驱提高采收率机理烟道气通常含有80%～85%的氮气和15%～20%的二氧化碳以及少量杂质，也称排出气体，处理过的烟道气，可用作驱油剂。烟道气的化学成分不固定，其性质主要取决于氮气和二氧化碳在烟道气中所占的比例。烟道气具有可压缩性、溶解性、可混相性及腐蚀性。根据烟道气中所含气体的组成，提高采收率机理主要是二氧化碳驱和氮气驱机理。 1.1.1.1二氧化碳机理由于烟道气中二氧化碳的浓度不高，所以不容易达到混相驱的要求，主要是利用二氧化碳的非混相驱机理。即降低原油黏度、使原油膨胀、降低界面张力、溶解气驱、乳化作用及降压开采。由于二氧化碳在油中的溶解度大，在一定的温度及压力下，当原油与CO2接触时，原油体积增加，黏度降低。CO2在原油中的溶解还可以降低界面张力及形成酸性乳化液。CO2在油中的溶解度随压力的增加而增加，当压力降低时，饱和了CO2的原油中的CO2就会溢出，形成溶解气驱。与CO2驱相关的另一个开采机理是由CO2形成的自由气饱和度可以部分代替油藏中的残余油[18]。 1.2.1.2氮气驱机理注氮气提高采收率机理主要有：(1)氮气具有比较好的膨胀性，使其具有良好的驱替、气举和助排等作用；可以保持油气藏流体的压力；(2)氮气可以进入

水不能进入的低渗透层段，可降低渗透带处于束缚状态的原油驱替成为可流动的原油；(3)氮气被注入油层后,可在油层中形成束缚气饱和度，从而使含水饱和度及水相渗透率降低，在一定程度上提高后续水驱的波及体积；(4)氮气不溶于水，微溶于油,能够形成微气泡，与油水形成乳状液，降低原油黏度，提高采收率。氮气与地层油接触产生的溶解及抽提效应，一方面溶解效应使原油黏度、密度下降，改善原油性质，使处于驱替前缘被富化的气体黏度、密度等性质接近于地层原油，气—油两相间的界面张力则不断降低，在合适的油层压力下甚至降到零而产生混相状态，在这种状态下，注氮气驱油效率将明显提高；另一方面，抽提效应使原油性质变差，这种抽提作用在油井近井地带表现更明显、更强烈。烟道气驱更适用于稠油油藏、低深透油藏、凝析气藏和陡构造油藏。 1.2注CO2提高采收率在各种注气方式中，注二氧化碳提高原油采收率的研究已经进行了几十年，特别是近年来，随着技术进步和环境要求的需要，二氧化碳驱显得越来越重要，包括我国在内的很多国家都开展了注二氧化碳驱的现场实验。 1.2.1 CO2驱油机理将CO2作为油藏提高采收率的驱油剂已研究多年，在油田开发后期，注入CO2，能使原油膨胀，降低原油粘度，减少残余油饱和度，从而提高原油采收率，增加原油产量。CO2能够提高原油采收率的原因有：（1）CO2溶于原油能使原油体积膨胀，从而促使充满油的空隙体积也增大，这为油在空隙介质中提供了条件。若随后底层注水，还可使油藏中的残余油量减少。（2）CO2溶于原油可使原油粘度降低，促使原油流动性提高，其结果是用少量的驱油剂就可达到一定的驱油效率。（3）CO2溶于原油能使毛细管的吸渗作用得到改善，从而使油层扫油范围扩大，使水、油的流动性保持平衡。（4）CO2溶于水使水的粘度有所增加，当注入粘度较高的水时，由于水的流动性降低，从而使水油粘度比例随着油的流动性增大而减少。（5）CO2水溶液能与岩石的碳酸岩成分发生反应，并使其溶解，从而提高

氮气泡沫调驱技术研究与实践

doi:10 3969/j issn 1006 6896 2010 07 011 氮气泡沫调驱技术研究与实践由艳群大庆油田采油工程研究院摘要:针对大庆油田老区注入水无效循环问题,开展了氮气泡沫调驱技术研究。首先进行氮气泡沫层内封堵机理研究,针对不同渗透率储层,筛选了3套配方体系,讨论了影响氮气泡沫质量的因素;并利用H QY -3型多功能物理模拟装置测定了氮气泡沫调剖的各参数。非均质岩心实验表明,氮气泡沫驱能提高油田采收率,在改善大庆油田聚驱后油藏的开发效果方面效果明显。关键词:泡沫;控制水窜;稳定性;阻力因子大庆油田老区已进入到特高含水期开采阶段, 注入水窜流严重。依靠化学深、浅调剖改善注水井吸水剖面,提高采收率的效果逐年变差。为控制产水,降低含水上升速度,提高油井产油量,开展了注泡沫控制水窜技术研究[1-2]。泡沫不仅具有显著的选择性封堵的特点,而且具有明显的提高驱油效率的作用,能明显控制水窜。 1 泡沫剂体系及封堵机理氮气泡沫驱替液主要由发泡剂、稳泡剂和水组成,本文研制了3种氮气泡沫驱替液。从表1中可以看出,氮气泡沫驱替液的表界面张力要比纯水低得多,这主要是因为氮气泡沫驱替液含有大量的表面活性剂分子[3]。根据Gibbs原理,系统总是趋向较低表面能的状态,低表面张力可使泡沫系统能量降低,有利于泡沫的稳定。表1 泡沫驱替液的组成和性质名称发泡剂浓度/ % 稳泡剂浓度/ m g L-1 发泡体积/ mL 半衰期/ h 表面张力/ m N m-1 界面张力/ mN m-1 SW-10 33048028 625 30 27 SW-20 370047551 725 60 30 SW-30 5150047515925 70 32 泡沫剂注入地层后,在氮气驱替作用下形成泡沫,该泡沫体系能有效封堵高渗透层,迫使后续液体转向含油饱和度高的部位驱替原油,从而提高波及系数[4]。泡沫剂是一种表面活性剂,能降低油水界面张力,提高驱油效率;在含油饱和度高的油层部位,泡沫剂易溶于油,不起泡,也不堵塞孔隙孔道,能提高洗油效率。 2 物理模拟实验评价泡沫在岩心中的封堵能力实验装置采用一维单管模型,实验时单管模型水平置于恒温箱内,单管模型长30cm,直径2 5cm。 (1)最佳气液比优选。气液比对氮气泡沫的质量影响明显,从气液比对封堵性能影响实验表明, 3种泡沫剂体系的最佳气液比都在11~21之间(见表2)。表2 不同体系的最佳气液比优选气液比阻力因子 WT-1W T-2W T-3 实验条件1266 672 2109 6 11100 0123 4154 8 32100 8128 6151 3 2199 6123 2146 4 3172 886 189 6 T=45! P=1 0M Pa K=1 05 m2 V=4m L/min (2)注入方式确定。氮气泡沫调剖的注入方式有两种,一是气和泡沫剂交替注入,二是气和泡沫剂同时注入。室内实验表明,气液混注效果明显好于气液交替注入,在气液交替注入中,交替的频率越高,交替段塞越小,阻力因子越大,泡沫封堵效果越好(见表3)。表3 注入方式筛选实验注入方式基础压差/ M Pa 工作压差/ M Pa 阻力因子实验条件气、液混注0 066 42107 气、液交替注入 0 5PV液1PV气0 064 7579 16 1PV液2PV气 0 064 2270 33 气液比21,加 1M Pa回压,注入速度2mL/min (3)注入速度确定。从不同注入速度产生的阻力因子看,在低注入速度下,随注入速度的增加,泡沫产生的阻力因子增大(见表4)。在现场应用时,为扩大油层纵向波及体积,应在低于地层破裂压力下,尽量提高注入速度。表4 氮气泡沫调剖注入速度对封堵效果的影响注入速度/ mL min-1 基础压差/ M Pa 工作压差/ M Pa 阻力因子实验条件 0 50 02251 54668 7 1 00 026 2 2787 3 1 50 0295 2 90898 6 3 00 0403 9498 5 4 00 0424 18299 6 浓度:0 5% T=45! P=1 0M Pa 气液比=11 K=1 02 m2 21 油气田地面工程第29卷第7期(2010 7)

氮气泡沫驱机理

一、氮气泡沫驱简介我国现已发现的油田大部分属于陆相沉积储层，受地层非均质性及不利水油流度比的影响，水驱效果往往不是很理想。而对于低渗、超低渗油藏，注水压力高，开采难度大，该类油藏普遍采取压裂措施，压裂后产量快速上升，但有效生产周期较短，表现为含水率快速上升，产油量快速降低。与CO2和空气相比，氮气具有较高的压缩系数和弹性能量，且为惰性气体，无生产安全隐患。氮气密度小，在地层中可向油藏高部位运移，在高部位形成次生气顶，增加了油藏的弹性能。另外，氮气分子比水分子小很多，可以进入原来水驱不能进入的油藏基质，将基质内的原油挤压、驱替出油藏，从而提高了采收率。但受油藏非均质性的影响，氮气更易沿高渗透层窜进，造成生产井产气量高，氮气含量高。不仅造成了资源的浪费，而且对生产井气体正常使用造成一系列影响。氮气泡沫驱是近年来国内比较成熟的技术，泡沫在地层中具有较高的视黏度，遇油消泡、遇水稳定，在含水饱和度较高的部位具有较高的渗流阻力，封堵能力随着渗透率的增加而增加，可以有效增加中低渗透部位的驱替强度，同时发泡剂一般都是性能优良的表面活性剂，可在一定程度上降低油水界面张力。因此，泡沫调驱既可以改善波及效率，也可以提高驱油效率。二、氮气泡沫微观渗流阻力分析泡沫在多孔介质中产生的渗流阻力本质上是泡沫在孔道中产生的毛细管效应附加阻力。根据气泡在多孔介质中的存在状态，主要可以分为以下3种情况。（1）液体近壁边界层引起的附加阻力由于固体表面与水分子之间的相互作用，使得靠近固体表面的水层具有不同于自由水的性质，这一水层称为静水边界层。考虑固体表面的微观结构和水分子的结构与性质，可以清楚地知道润湿实际上是水分子（偶极子）时固体表面的吸附形成的水化作用。水分子是极性分子，固体表面的不饱和键也具有不同程度的极性，水分子受到固体表面的作用并在固体表面形成紧贴于表面的水层，即静水边界层。静水边界层中，水分子是有秩序排列的，它们与普通自由水分子的随机稀疏排列不同。最靠近固体表面的第一层水分子，受表面键能吸引最强，排列得最为整齐严密。随着键能和表面势能影响的减弱，离表面较远的各层水分子的排列秩序逐渐渴乱。表面键能作用不能达到的距离处，水分子已为普通水分

注二氧化碳与氮气提高石油采收率技术的对比研究与应用

注二氧化碳与氮气提高石油采收率技术的对比研究与应用本文描述了我国提高采收率的发展现状，以及适合注CO2与N2的筛选标准。讨论了注CO2提高油气藏采收率的机理，并对注CO2与注N2提高采收率两者做了比较。评价了不同注入CO2与N2的驱替效果，结果表明：中轻质油藏适合注CO2驱油，而埋藏较深的，重力驱气顶油藏和凝析气藏适合注N2。标签：采收率发展现状CO2驱N2驱混相驱非混相驱 1 我国提高采收率的发展现状针对我国大多数油田是陆相沉积的特点，在石油行业大力发展提高石油采收率技术，特别是目前比较成熟的化学驱取得了飞速发展。如聚合物驱油已形成完整的配套技术，并已在大庆、胜利等大油田工业性推广；复合驱油技术获得重大突破，先导性试验获得成功。同时也暴露出一些生产实际问题，为今后技术的发展提出了新的研究课题。在微生物采油技术方面，开展了多项工作：微生物地下发酵提高采收率研究，生物表面活性剂的研究，生物聚合物提高采收率的研究。注水油层微生物活动规律及其控制的研究。目前辽河油田、胜利油田、新疆油田等油田均在开展室内研究与应用。气体混相驱研究相对较晚，与国外相比还有很大差距。随着西部油田的开发，安塞世界级气田的发现，长庆注气混相驱和非混相驱被列入国家重点攻关项目。吐哈油区的葡北油田注烃混相驱矿场试验得以启动，大大推动了我国混相驱提高采收率技术的快速发展。总体上来看，世界范围内的EOR工程在20世纪80年代处于高峰期，而后略有下降，90年代末又稍有回升。进入21世纪，EOR工程的数量仍大幅度减少。但随着勘探费用上涨、勘探难度加大以及目前高油价的形势，终将再一次刺激EOR工程数量的增加和技术研究的热潮。 2 适合注CO2与N2的筛选标准很多文献中已经给出了CO2和N2的筛选标准见表（1）、表（2）。表1，表2的适用性虽然很广泛，但是仅仅表明了油气藏是否适合注CO2进行驱替，没有考虑适合CO2混相驱的油藏必须尽快达到混相压力。CO2所需最小混相压力要比N2，烟道气，天然气的混相压力小，由于这种压力限制，所以CO2混相驱对浅层有较好的开发效果。混相压力随着油藏深增大而增大，当原油密度大于0.9218g/m3时则不适用于CO2混相驱，从表中还可以看出当原油密度小于0.8251g/m3，埋藏深度小于762m时也不适合CO2混相驱。除此之外

水平井、氮气及降黏剂辅助蒸汽吞吐技术——以准噶尔盆地春风油田

石油勘探与开发 2013年2月PETROLEUM EXPLORATION AND DEVELOPMENT Vol.40 No.1 79 文章编号：1000-0747(2013)01-0079-11 苏里格大型致密砂岩气田开发井型井网技术何东博，贾爱林，冀光，位云生，唐海发（中国石油勘探开发研究院）基金项目：国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”（2011ZX05015）摘要：苏里格气田是中国致密砂岩气田的典型代表，井型井网技术是其提高单井控制储量和采收率、实现气田规模有效开发的关键技术。针对苏里格气田大面积、低丰度、强非均质性的特征，形成了大型复合砂体分级构型描述与优化布井技术、井型井网优化技术、水平井优化设计技术和不同类型井产能评价技术，为苏里格气田产能建设+ ⅠⅠ类井比例达到75%～80%、预期采收率提高到35%以上以及水平井的规模化应用发挥了重要的技术支撑作用。为进一步提高苏里格气田单井产量和采收率，应继续开展低效井侧钻、多分支水平井、多井底定向井等不同井型，以及水平井井网、多井型组合井网的探索和开发试验。图7表3参20 关键词：苏里格气田；致密砂岩气田；井型；井网；分级构型；水平井；单井控制储量；采收率中图分类号：TE32 文献标识码：A Well type and pattern optimization technology for large scale tight sand gas, Sulige gas field He Dongbo, Jia Ailin, Ji Guang, Wei Yunsheng, Tang Haifa (PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing 100083, China) Abstract:Sulige gas field is a typical tight sand gas field in China. Well type and pattern optimization is the key technology to improve single well estimated reserves and recovery factor and to achieve effective field development. In view of the large area, low abundance and high heterogeneity of Sulige gas field, a series of techniques have been developed including hierarchical description for the reservoir architecture of large composite sand bodies and well spacing optimization, well pattern optimization, design and optimization for horizontal trajectory and deliverability evaluation for different types of gas wells. These technologies provide most important technical supports for the increases of class I and II wells proportion to 75%–80% with recovery factor enhanced by more than 35% and for the industrial application of horizontal drilling. To further improve individual well production and recovery factor, attempts and pilot tests in various well types including side tracking of deficient wells, multilateral horizontal wells, and directional wells, and horizontal well pattern and combined well pattern of various well types should be carried out throughout the development. Key words:Sulige gas field; tight sand gas field; well type; well pattern; hierarchical description; horizontal drilling; single well controlled reserves; recovery factor 0 引言苏里格气田是中国目前发现并投入开发的规模最大的天然气田，也是中国致密砂岩气田的典型代表。由于储集层的超低渗透性，致密砂岩气单井产量低，此外，储集层的强非均质性和超低渗透性使得井筒周围压降范围有限，造成单井控制储量低。要实现致密气储量的规模有效动用，必须采用压裂改造技术和特殊工艺井提高单井产量和单井控制储量，依靠井网优化提高储量的动用程度和采收率。美国致密气已有数十年的开发历史，主要形成了两套技术系列：一是基于储集层厚度大、多层系发育的特征，采取直井密井网+多层压裂的开发方式，最大井网密度可达10口/km2 [1]，单井压裂段数达20 段以上；二是近年来随着水平井分段压裂技术的发展，在致密气开发中不断扩大水平井的应用规模。苏里格气田开发经过近10年的探索和实践，针对大面积、低丰度、强非均质性的地质特点，结合直井分层压裂和水平井多段压裂工艺技术，在井型方面从直井发展到丛式井和水平井，在井网方面由直井井网多次加密发展到丛式井组的面积井网、局部有利区块水平井井网，开发效果不断提升，形成了具有苏里格特色的井型井网开发技术系列，提升了中国致密气开发技术水平。

江汉油田-注氮气提高采收率研究

江汉油田注氮气提高采收率研究张书平何建华摘要本文从氮气性质、氮气注入对原油性质的影响等方面着手，探讨了注氮气提高采收率机理；总结了氮气非混相驱筛选标准；通过注氮气提高采收率室内实验，进行注氮气影响因素及配套工艺技术研究；最后介绍了黄场油田黄16 井区注氮提高采收率研究及水气交替注氮现场试验情况。关键词氮气；提高采收率；非混相驱；水气交替一注氮气提高采收率机理 1氮气性质在常温常压下，N2 为无色无味的气体。N2 的临界温度为-146.80 ℃，熔点为-209.89 ℃，沸点为-195.78 ℃，临界压力为3.398MPa。当压力为0.1MPa，温度为0℃时，N2的密度为1.25kg/m 3，动力粘度为0.0169mPa.s。N2化学性质极不活泼，在常态下表现出很大的惰性。它不易燃烧、干燥、无爆炸性、无毒、无腐蚀性。氮气的密度随压力升高而增加，随温度的升高而降低。氮气粘度总的趋势是随压力升高而升高；氮气的粘度受温度的影响较小。氮气在水中的溶解性很微弱；含盐量越高，溶解度越小；压力增加，氮气的溶解度提高。氮气在原油中的溶解性也较弱，且对轻质原油的溶性比对重质原油好。氮气与二氧化碳、烟道气等气体相比，具有以下特点：①、在相同压力、温度条件下，氮气的压缩系数比二氧化碳、烟道气大。②、氮气对大多数液体的溶解性差，对原油的降粘作用比二氧化碳效果差。③、氮气是惰性气体，而二氧化碳、烟道气具有腐蚀性；④、氮气气源充足且价廉，且氮气无需特殊处理，注入流程简单，副作用少，易于实施。因此注氮气开采油气技术越来越受到重视并得到迅速发展。 2注氮气对原油性质的影响当氮气注入油层时，它与地层油接触，产生溶解- 抽提传质过程，氮气被富化，导致气- 油两相间的界面张力则会不断降低；而地层原油性质因溶解氮气或逐渐失去轻烃和中间组分而发生变化。通过对黄35-1 井潜43原油体系进行注入氮气对原油性质的影响实验研究，得出以下结论：①、随着氮气注入比例的增加，重质组分比例越来越少，原油越来越轻。②、在饱和压力下地层原油粘度、密度明显下降。③、地层原油体积膨胀能

煤层气井水力压裂伴注氮气提高采收率的研究

试验研究煤层气井水力压裂伴注氮气提高采收率的研究倪小明 1，2a ，贾炳1，曹运兴 2b （1．山西晋城无烟煤矿业集团公司，山西晋城048006； 2．河南理工大学a．能源科学与工程学院；b．安全科学与工程学院，河南焦作454000）摘要：最大限度地提高CH 4气体初始解吸压力是提高其采收率的重要途径之一。针对我国“低压” 煤储层的临储压力比小、初始解吸压力低、活性水压裂效果不甚理想的现状，系统分析了水力压裂伴注N 2增能压裂提高采收率的机理，结合施工现场情况，设计了水力压裂伴注N 2增能压裂煤储层工艺参数。屯留井田水力压裂伴注N 2增能压裂与常规活性水压裂的临界解吸压力对比表明：水力压裂伴注N 2能提高煤层气井排采初期的临界解吸压力，在其他条件相同的情况下，一定程度上能提高煤层气井的采收率。关键词：N 2增能；水力压裂；煤层气；采收率中图分类号：TD82；P618文献标志码：A 文章编号：1008－4495（2012）01－0001－03收稿日期：2011－05－26；2011－09－25修订基金项目：国家自然科学基金项目（40902044）；中国博士后科学基金项目（20100480848）；河南理工大学博士基金项目（B2009－51）作者简介：倪小明（1979—），男，山西临汾人，副教授，博士后，主要从事煤层气抽采方面的研究工作。E －mail ：nxm1979@126．com 。对煤储层压裂改造是提高煤层气井产能的关键技术之一。为达到良好的压裂效果，国内外研究者从煤储层特性、压裂液性能、支撑剂性能、煤储层伤害、压裂过程裂缝展布、压裂效果的影响因素等方面进行了卓有成效的研究［1－3］。清洁压裂液携砂能力较强，但对煤储层的污染较严重［4］；冻胶压裂液携砂能力较强，但煤储层温度低，低温破胶是其需要攻克的难题；CO 2泡沫压裂理论上能提高煤层气井采收率，但目前许多煤储层温度低，低温状态如何转化是其主要瓶颈［5－7］；活性水压裂液因其价格低廉、来源广、对煤储层的污染较少而成为目前储层改造的主要方式，但活性水压裂液携砂能力较差。为了更好地研究活性水压裂液伴注N 2压裂效果，笔者以屯留井田低压煤储层为研究对象，根据煤吸附CH 4和N 2的原理，对水力压裂伴注N 2提高采收率的工艺技术进行研究。 1 水力压裂伴注N 2提高采收率的机理 N 2泡沫压裂就是利用地面的泵注设备将N 2和泡沫液形成的稳定泡沫以高于地层吸收的速率连续不断地注入煤层，当达到煤的破裂压力时，破裂、裂缝延伸，强化地层裂缝连通，以提高煤层的导流能力。煤储层中未注入液氮时，设煤储层压力为p ，含气量为V c ，CH 4气体的兰氏体积为V L1，兰氏压力为p L1，根据langumuir 等温吸附曲线，临界解吸压力如下： p 临1= V c p L1 （V L1－V c ）（1）式中p 临1为CH 4临界解吸压力， MPa 。此时，设排采时的枯竭压力为p 枯，则可计算出理论采收率： η1=1－ p 枯（p L1+p 临1） p 临1（p L1+p 枯）（2）式中η1为理论采收率。向煤储层注入液氮后， N 2通过煤裂隙系统进入到煤孔隙中，此时的吸附可应用多组分气体吸附理论进行分析。N 2进入煤孔隙后，当储层压力、温度、煤变质程度一定时，煤体对CH 4、N 2的最大吸附能力是一定的。此时，可近似认为单一气体和多组分气体的兰氏体积不变。也就是单一CH 4与N 2混合后兰氏体积不变。注入N 2后，气体未产出时，煤储层中气体的压力增加，因在同样压力下煤储层对CH 4的吸附能力大于对N 2的吸附能力，排采时可把注入N 2的量换算为CH 4体积的当量，此时CH 4的临界解吸压力可表示为 p 临2= （V c +V cd ）p L1 （V L1－V c －V cd ）（3）

注二氧化碳与氮气提高石油采收率技术的对比研究与应用

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e015875881.html, 注二氧化碳与氮气提高石油采收率技术的对比研究与应用作者：罗红芳高占虎来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2014年第08期摘要：本文描述了我国提高采收率的发展现状，以及适合注CO2与N2的筛选标准。讨论了注CO2提高油气藏采收率的机理，并对注CO2与注N2提高采收率两者做了比较。评价了不同注入CO2与N2的驱替效果，结果表明：中轻质油藏适合注CO2驱油，而埋藏较深的，重力驱气顶油藏和凝析气藏适合注N2。关键词：采收率发展现状 CO2驱 N2驱混相驱非混相驱 1 我国提高采收率的发展现状针对我国大多数油田是陆相沉积的特点，在石油行业大力发展提高石油采收率技术，特别是目前比较成熟的化学驱取得了飞速发展。如聚合物驱油已形成完整的配套技术，并已在大庆、胜利等大油田工业性推广；复合驱油技术获得重大突破，先导性试验获得成功。同时也暴露出一些生产实际问题，为今后技术的发展提出了新的研究课题。在微生物采油技术方面，开展了多项工作：微生物地下发酵提高采收率研究，生物表面活性剂的研究，生物聚合物提高采收率的研究。注水油层微生物活动规律及其控制的研究。目前辽河油田、胜利油田、新疆油田等油田均在开展室内研究与应用。气体混相驱研究相对较晚，与国外相比还有很大差距。随着西部油田的开发，安塞世界级气田的发现，长庆注气混相驱和非混相驱被列入国家重点攻关项目。吐哈油区的葡北油田注烃混相驱矿场试验得以启动，大大推动了我国混相驱提高采收率技术的快速发展。总体上来看，世界范围内的EOR工程在20世纪80年代处于高峰期，而后略有下降，90年代末又稍有回升。进入21世纪，EOR工程的数量仍大幅度减少。但随着勘探费用上涨、勘探难度加大以及目前高油价的形势，终将再一次刺激EOR工程数量的增加和技术研究的热潮。 2 适合注CO2与N2的筛选标准很多文献中已经给出了CO2和N2的筛选标准见表（1）、表（2）。表1，表2的适用性虽然很广泛，但是仅仅表明了油气藏是否适合注CO2进行驱替，没有考虑适合CO2混相驱的油藏必须尽快达到混相压力。CO2所需最小混相压力要比N2，烟道

国内外混相气驱提高采收率技术

要开展流体在生烃岩内部的流动特性的研究；还要开展生烃层内流体性质及其影响因素的研究。这些研究无疑将大大丰富目前的油气生成和初次运移理论，同时也将大大促进泥岩油气藏的勘探。陈弘供稿提高采收率技术国内外混相气驱提高采收率技术一、混相驱发展概况 1 混相驱概述在提高采收率方法中，气体混相驱具有非常强大的吸引力。因为注入气体与原油达到混相后，界面张力趋于零，驱油效率趋于100%。如果该技术与流度控制技术相结合，那么油藏的原油采收率可达95%。因此混相气驱已经成为仅次于热力采油的处于商业应用的提高采收率方法。（1）概念混相驱是指在多孔介质中，一种流体驱替另外一种流体时，由于两种流体之间发生扩散、传质作用，使两种流体互相溶解而不存在分界面。其目的是使原油和驱替剂之间完全消除界面张力，毛细管数变为无限大，残余油饱和度降到最低。（2）分类按照混相驱的气体烃类气体非烃类气体干气富气液化石油气二氧化碳氮气烟道气按照混相机理一次接触混相驱多次接触混相驱（凝析气驱+蒸发气驱） LPG段塞驱丙烷段塞驱富气驱 CO2驱干气驱氮气（烟道气驱） 2 混相驱发展概况（1）国外概况混相注气始于20世纪40年代，由美国最早提出向油层注入干气。 50年代，全世界实施了150多个项目，在室内和现场进行了大量试验。但是早期多采用液化气进行初期混相驱。通过不断试验和研究，人们发现除丙烷、LPG可以一次接触混相外，CO2、干气、富气等注入气体在适当条件下，也可以通过多次接触达到动态混相。自60年代以来，加拿大、阿尔及利亚、智利、前苏联等相继展开烃类混相驱油研究。70年代，人们对烃类混相驱的兴趣达到顶峰。加拿大烃类混相驱方法已

提高采收率

一简述二氧化碳混相驱的机理混相驱的基本机理是驱替剂(注入的混相气体)和被驱剂(地层原油)在油藏条件下形成混相，消除界面，使多孔介质中的毛细管力降至零，从而降低因毛细管效应产生毛细管滞留所圈闭的石油，原则上可以使微观驱油效率达到百分之百。根据不同注入气体及其与原油系统的特性，混相驱可分为:一次接触混相(FCM)、多级接触混相(MCM)和非混相(IMM)几种方式。而CO2混相驱一般属于多级接触混相驱。通过适合CO2驱的油藏筛选标准可知稀油油藏主要采用CO2混相驱,而稠油油藏主要采用CO2非混相驱。在稀油油藏条件下CO2易与原油发生混相,在混相压力下，处于超临界状态的CO2可以降低所波及油水的界面张力，CO2注入浓度越大，油水相界面张力越小，原油越易被驱替。水、气交替注入时，水对混相有不利的影响。通过调整注入气体的段塞使CO2形成混相，可以提高原油采收率。混相驱油是在地层高温条件下，原油中轻质烃类分子被CO2：析取到气相中，形成富含烃类的气相和溶解CO2的液相(原油)两种状态。其驱油机理主要包括以下三个方面：(1)当压力足够高时，CO2析取原油中轻质组分后，原油溶解沥青、石蜡的能力下降，重质成分从原油中析出，原油黏度大幅度下降，提高了油的流动能力达到混相驱油的目的。在适合的储层压力、温度及原油组分等条件下，临界CO2：与原油混合，形成一种简单的流体相。(2) CO2在地层油中具有较高的溶解能力，从而有助于地层油膨胀，充分发挥地层油的弹性膨胀能，推动流体流人井底。(3)油气相互作用的结果可以使原油表面张力减

小。随着压力的增加，原油一空气系统的表面张力减小不大，这是由于氮气(空气的主要成分)在油中的溶解度极低，因此，系统的表面张力随压力变化缓慢。对于原油一CO2系统，由于CO2的饱和蒸汽压很小，在原油中的溶解度大于甲烷在原油中的溶解度，因此原油一CO2系统的界面张力随着压力增加而快速下降。对于原油一天然气系统而言，天然气中甲烷以及少量的乙烷、丙烷、丁烷等使得天然气在油中的溶解度要远大于氮气的溶解度，故界面张力随压力增加而急剧降低。对有溶解气的油一水体系，溶解气量的多少，对油一水两相间的界面张力起着决定性的作用。当压力小于饱和压力时，压力升高，界面张力增大，这是由于当压力小于饱和压力前，气体在油中的溶解度大于在水中的溶解度，使油一水间极性差更大而引起的；当压力大于饱和压力时，随着压力增加，界面张力变化不大，因为在高于饱和压力后，增加压力不会增加气体的溶解度，而仅仅是对流体增加了压缩作用。二谈谈聚合物溶液的稳定性聚合物溶液稳定性 1 力学稳定性：结合连续性方程、运动方程和本构方程，使用计算流体动力学软件Polyflow，计算了聚合物溶液作用在亲油岩石表面上的残余油膜的应力。计算结果表明：聚合物溶液的粘弹性越大，作用在残余油膜上的应力越大，越有利于油膜的变形；流道宽度越大，作用在油膜上的偏应力越大，越有利于提高驱油效率。 2 溶液粘度对温度的依赖性：拿酪蛋白溶液来说明，酪蛋白溶液

提高采收率

名词解释： 1、一次采油：指利用油层天然能量来进行的采油。 2、二次采油：指一次采油后，借助人工举升或（和）向油层注水（或气）而进行的采油。 3、三次采油：针对二次采油未能采出的残余油和剩余油，采用向油层注入其它驱油工作剂或引入其它能量开采原油的方法称为三次采油。 4、提高原油采收率或强化采油：提高采收率方法又称为强化采油方法，通常简称为EOR方法。包括采收率超过一次采油的二次采油和三次采油,不管它使用在那个采油期，也不管它使用何种方法(或指除天然能量采油以外的任何采油方法)。 5、原油采收率：是采出地下原油原始储量的百分数，即采出原油量与地下原油原始储量之比。 6、吸附：当流体与多孔固体接触时，流体中某一组分或多个组分在固体表面处产生积蓄，此现象称为吸附。 7、孔隙性：是指岩石能储存流体的性质。 8、孔隙度：岩石内总孔隙体积与岩石总体积之比。 9、有效孔隙度：岩石中相互连通的孔隙体积和岩石总体积之比。 10、孔隙结构：主要是指油层岩石所具有的孔隙和喉道的几何形状、尺度、分布及其连通关系。 11、渗透性：在一定压差下，岩石允许流体通过的能力 12、绝对渗透率：假定岩石孔隙中只有一种流体（单相）存在，而且这种流体不与岩石起物理和化学反应。所测得的渗透率。 13、有效（相）渗透率：岩石孔隙中多相流体并存，各相间彼此干扰、互相影响，此时测得的各相渗透率。 14、相对渗透率：几种流体同时存在时,一种流体的有效渗透率与该岩芯的绝对渗透率的比。 15、油层的非均质性：是指油层岩石的成分、渗透性、孔隙结构以及厚度等的差异。 16油层的宏观非均质性：是指油层岩性、物性、厚度等在平面上和垂向上

氮气

第一部分：化学品名称化学品中文名称氮[压缩的或液化的] 化学品英文名称nitrogen,compressed or liquid 化学品别名分子式N2 分子量 CAS No 7727-37-9 第二部分：危险性概述紧急情况概述气体。高压，遇热有爆炸危险。 GHS危险性类别根据GB 30000-2013化学品分类和标签规范系列标准（参阅第十六部分），该产品分类如下：高压气体，压缩气体。警示词警告危险信息内装高压气体；遇热可能爆炸。预防措施不适用事故响应不适用安全储存防日晒。存放于通风良好处。废弃处置不适用物理化学危险高压压缩气体，遇热有爆炸危险。健康危害吸入该物质可能会引起对健康有害的影响或呼吸道不适。由于本品的物理状态，一般没有危害。在商业/工业场合中，认为本品不太可能进入体内。通过割伤、擦伤或病变处进入血液，可能产生全身损伤的有害作用。眼睛直接接触本品可导致暂时不适。环境危害请参阅SDS第十二部分。第三部分：成分/组成信息危险组分浓度或浓度范围CAS No 氮≥99.0 7727-37-9 第四部分：急救措施一般性建议急救措施通常是需要的，请将本SDS出示给到达现场的医生。皮肤接触立即脱去污染的衣物。用大量肥皂水和清水冲洗皮肤。如有不适，就医。眼睛接触用大量水彻底冲洗至少15分钟。如有不适，就医。吸入立即将患者移到新鲜空气处，保持呼吸畅通。如果呼吸困难，给于吸氧。如患者食入或吸入本物质，不得进行口对口人工呼吸。如果呼吸停止。立即进行心肺复苏术。立即就医。食入禁止催吐，切勿给失去知觉者从嘴里喂食任何东西。立即呼叫医生或中毒控制中心。对保护施救者的忠告清除所有火源，增强通风。避免接触皮肤和眼睛。避免吸入蒸气。使用防护装备,包括呼吸面具。对医生的特别提示根据出现的症状进行针对性处理。注意症状可能会出现延迟。第五部分：消防措施危险特性高浓度气体可导致没有预兆的窒息。与气体接触可能造成烧伤,严重伤害和/或冻伤。加热时，容器可能爆炸。暴露于火中的容器可能会通过压力安全阀泄漏出内容物。受热或接触火焰可能会产生膨胀或爆炸性分解。灭火方法与灭火剂合适的灭火介质：干粉或二氧化碳。不合适的灭火介质：避免用太强烈的水汽灭火，因为它可能会使火苗蔓延分散。灭火注意事项及措施灭火时，应佩戴呼吸面具（(符合MSHA/NIOSH要求的或相当的)）并穿上全身防护服。在安全距离处、有充足防护的情况下灭火。防止消防水污染地表和地下水系统。第六部分：泄漏应急处理

注气提高采收率(简述)

关于注气提高采收率技术的调研 1 前言随着油气田开发进入中后期,油井综合含水率上升,油田开发难度加大,注气采油逐渐成为提高原油采收率的重要方法之一。本文对注气提高采收率技术的机理进行了分析,并进行了驱替实验调研。调研结果表明:注气可明显改善驱油效果,提高原油采收率。 2 国内外现状近年来,国内外注气技术发展很快,注气类型、注气方式、注气时机、适宜注气的油藏类型不断发展,已成为除热采之外发展较快的提高采收率方法。目前,注气作为一种有效的提高采收率方法,在世界范围内得到广泛应用。在美国和加拿大注气技术极为成熟。在美国,注气项目中以二氧化碳混相驱为主,而加拿大以注入烃类溶剂混相驱为主导。 2006年,美国、加拿大等石油生产大国仍把蒸汽驱作为EOR(或IOR)主导技术,加拿大掀起了以蒸汽重力驱(SAGD)技术为主的开采油砂热,化学驱的应用仍很少。注气驱仍以逐年增长的态势和显著的成效而成为当今世界石油开采中具有很大潜力和前景的技术。在我国东部主要产油区,天然气气源紧张,供不应求,CO2气源目前还比较少。尽管如此,注非烃气体混相和非混相驱的研究和现场先导试验一直没有停止过。1963年首先在大庆油田作为主要提高采收率方法进行研究,1966、1969、1985、1991、1994年先后开展了注CO2

先导试验,很受重视。华北油田在雁翎油田开展注N2非混相驱矿场试验。吉林油田利用万金塔CO2气田的液态CO2,在吉林油田开展CO2吞吐和CO2泡沫压裂已在100井次以上。1996年江苏油田富民油田48井开展了CO2吞吐试验,并已开展了驱替试验。吐哈葡北油田已开始实施注气混相驱。大港大张坨凝析气田和塔西南柯克亚凝析气田注气成功。西南石油学院以气为特色,长期开展了油气体系的相态研究,早在1984年,为大庆、中原开展了混相驱实验,引进了当时全国第1台混相驱细管实验装置。随后与华北油田合作,配合雁翎油田注N2试验,模拟裂缝性碳酸盐岩储层,在全国比较系统地开展了系列注N2实验。最近又先后与大港、中原、四川、吐哈、辽河和塔西南等油田合作,针对不同油藏类型开展了系列室内混相驱试验研究,并用加拿大CMG组分模型软件,开展了单井吞吐的数值模拟研究。除此之外,还开展了目前世界热门研究课题,如注气过程中蜡、沥青质和胶质等固溶物沉积的研究工作。还在集团公司开发生产局主持下作了国内外注气提高采收率的系统调查。 3 国内注气提高采收率可行性分析 (1)第一次评价时CO2混相驱筛选的潜力分析中有4.8×108t地质储量适合CO2驱,而第二次评价,有1.057×109t储量适用CO2混相驱,这部分油田或区块,目前尚未找到其它提高采收率方法使用,主要是: ①储层渗透率低,埋藏深,温度高,有的油藏地层水矿化度高; ②勘探工作正向更深层发展,可能会发现更多的中、低渗透轻质油油藏、凝析气顶油藏和凝析气藏; ③我国具有巨大勘探前景的西部地区,也将会发现许多轻质油田、凝析气田和干气气田。天然气一时还很难运到经济发达地区,应该不失时机地抓紧回注天然气(辅之以其它非烃气体,如N2、烟道气)开发油田和凝析气田。 (2)东部注气驱的开展气源问题是关键。 4 注气提高采收率的筛选准则（1）采收率方法现行方法主要概括为“三气”、“三水”、“三热力”。“三气”指N2(烟道气)驱、烃类气体多次接触混相驱(蒸发气驱、凝析气驱)和一次接触混相驱、CO2驱;“三水”指胶束/聚合物、碱/表面活性剂/聚合物驱、聚合物驱或凝胶处理;“三热力”指火烧油层、蒸汽或热水驱,地面坑道采矿。（2）CO2吞吐是一种非混相过程,也是一项油井增产措施。它需要CO2气量少,油藏地质条件也不太苛刻,我国可先开展起来。 5 更好的将注气提高采收率技术应用于我国实践 (1)注烃类气体混相和非混相驱是低渗透油田注气驱油主要方式，这项技术在国内外已得到成功应用。 (2)注气提高采收率是一项风险较大的系统工程，因此必须根据具体油田情况进行注气驱项目的技术和经济可行性综合评价。 (3) 注气提高采收率作为低渗透油田三次采油提高采收率的关键技术，具有很大的应用潜力，必须重视这项技术的攻关研究和规模化推广应用。（4）重视以下8项配套技术研究 ①油藏描述必须细化; ②完善提高采收率方法的筛选评价技术,尤其薄弱的是注气部分;