氮气在油田生产中的应用
油田注氮气开发在新疆油田取得成效
虱 与 爿 在 疆 铷
＿ ｆ ］
油 田 注氮 气 开 发 是２ 世 纪７ 年 代 发 展 起 来 的 新 的 油 田开 采 技 术 。 美 国 和 加 拿大 ０ ０ 处 于 世界 领 先 地位 。我 国 １ ８ 年 起 开展 了应 用 氮气 提 高稠 油 油藏 开 采效 果 的试 验 、 ９ ９ 研 究 。在 辽 ； 油 田 、胜 利 油 田、新 疆 油 田等 典型 稠油 油 田进 行 注 氮气 改善 蒸 汽 吞 吐 － ． － － ｊ
增产 原 油 １ ３ ｔ ，投 入 产 出 比１２８ 为 改 善 特 超 稠 油 开 采 效 果 、提 高 吞 吐 阶段 采 ４ １ ６ ：．。
收 率 、减 缓超 稠 油产 量 递 减提 供 了一条 有 效 途径 。
注 氮 设 备 剪 影
注 氦 设 备 剪 影
注 氦 设 备 剪 影
备 。 该 设 备 的 核 心 技 术 是 膜 分 离 制 氮 技 术 。 该 技 术 是 ２ 世 纪 ８ 年 代 国 外 新 兴 的 高 科 ０ ０
技技 术 ，属 高 分 子材 料 科 学 ，是２ 世 纪 １ 大 高 科 技产 业 之 一 。 １ Ｏ
２０ ０ ５～２ ０ 年 在 新 疆 油 田 实 施 大 规 模 固 定 式 工 业 化 注 氮 ， 现 场 实 施 １ 井 次 ， ０６ ７ １
效 果 的 现 场 试 验 ，取 得 了较 好 的 效 果 。 目前 已成 为 一 种 成 熟 、有 效 的 挖 潜 手 段 ，具 有广 泛 的应 用 和 推广 价值 。
华 隆 公 司２ ０ 年 从 美 国 引 进 具 有 世 界 先 进 水 平 的 全 套 半 固 定 一 驱 式 注 氮 设 ０５ 电
注 氦 设 备 剪 影
降黏剂+氮气增能技术在达14断块稠油油藏中的应用
·４８·
钻 采 工 艺
ＤＲＩＬＬＩＮＧ＆ ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
２０１９年 ５月
Ｍａｙ２０１９
２．区块产能递减快 达 １４断块油藏埋藏浅，地层温度及气油比低，
注水效果不理想。短短 ６年，区块产量就从初期建 产的 ３８．５ｔ递减到 ８．９ｔ，递减达 ６９．９％。统计区块 阶段前平均动液面 ４８３ｍ，平均泵挂深度 ５３９ｍ，沉 没度仅 ５６ｍ，油井供液不足，整体表现为地层能量 不足，导致产能递减快。 ３．储层条件不宜热采
４８９．０７ｍＰａ· ｓ，为 中 孔 低 渗 层 状 普 通 稠 油 断 块 油 藏，开发过程中表现为单井产能低，平均只有 ０．３ｔ， 区块采出程度低，目前地质采出程度为 ３．５％。
二、开发难题
１．原油物理性质差 达 １４断 块 油 藏 运 动 黏 度 为 １１１．８３～４８９．０７
ｍＰａ· ｓ，平均运动黏度为 ２６３．２２ｍＰａ· ｓ；密度为 ０８７～０．９０ｇ／ｃｍ３，平均密度为 ０．８８ｇ／ｃｍ３，属小断 块低黏度稠油油藏 （见表 １）。加之该块储量品位 低，原 油 物 性 差，开 发、采 油、地 面 集 输 与 处 理 难 度 大，常规开发不能取得较好效果。
降黏剂 ＋氮 气 增 能 技 术 主 要 作 用 原 理：① 通 过 向 油 层 中 挤 注 降 黏 剂 ，使 稠 油 乳 化 降 黏 ，并 解 除 近 井 地 带 重 质 有 机 物 堵 塞 ，改 善 油 层 岩 石 润 湿 性 ， 降 低 油 水 界 面 张 力 ，从 而 使 稠 油 流 动 性 得 到 改 善 ， 激励深部稠 油 流 动；② 注 入 的 氮 气 在 储 层 中 呈 游
关键词：白音查干凹陷；低黏度稠油；降黏剂；氮气增能
ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１００６－７６８Ｘ．２０１９．０３．１４
水平井连续油管氮气泡沫冲砂酸化研究与应用
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
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
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
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。
孤东油田稠油热采氮气泡沫调剖技术现场应用效果剖析
３ 现 场 应 用效 果
针对孤东部分区块 压力下 降快 ， 含水快速 上升的情况 ，为 了提高多轮次蒸汽吞吐井 的热 采 效 果 ，孤 东 采 油 厂 ２ ０ ０ ９年 先 后 在 Ｒ 一 ９ ３ ｌ、 Ｇ ８７ １ Ｄ ２ ～ ０和 Ｇ ｇ ７ ９ Ｄ ２Ｘ１ Ｃ井实 施 了氮气 车注 氮气 热 采 调 剖技 术 。 Ｒ — ９是 孤 东 九 区 的 一 口多 轮 次 井 ， 井 ３１ 该 生 产 Ｎ ２层 ， 效 厚 ３ ｍ ， 停 产 前 产 量 ． ８
重。
过滤 器
根据孤东油田的生产经验 ， 如果压力低于 ８ ａ那 么 注 汽 后 出水 时 间会 超 过 ｌ ＭＰ ， ５天 ， 期 周 油汽 比小于 ０５ 大大低于吞 吐井油 汽比（ ．， 吞吐 井油汽 比达到 ０ ． ９汽驱对应井约 ０３ ，为解决 ．） 这一矛盾 ， 需对稠油热采井进行调剖封窜 ， 封堵 高渗透层和大孔道， 改善吸汽剖面， 提高注汽效
科
科 技论 坛 ｆｆ【
孤东油 田稠油热 采氮气泡沫调 剖技术现场 应用 效 果剖 析
程 聪
（ 中国石 化胜 利 油 田有 限 公 司孤 东采 油厂 采 油 四矿 ， 东 东营 ２ ７ ０ ） 山 ５０ ０
摘 要 ： 东油田属疏松砂岩油藏 ， 孤 目前稠 油热采区已进入 多轮次吞吐 阶段 ， 开发效果 变差 ， 低渗透层动 用差异 大， 、 高、 汽 水窜状况 日趋严重， 部分井注汽压力低 ， 注汽效果差 ， 汽驱井注汽压力低 ， 汽驱井与对应油井存在 汽窜现 象， 为解决这一矛盾 ， 需对稠 油热采 井进行调剖封窜， 封堵 高渗 透 层 和 大孔 道 ， 改善 吸 汽剖 面 ， 高 注汽 效 果 ， 加 稠 油 井产 量 目前较 为 成 熟 的技 术 就 是 氮 气 ＋ 泡沫 热 采 调剖 技 术 。 该 项技 术 可 以 大 幅提 高注 入 蒸 提 增
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
油田伴生气回收技术研究与应用
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
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
参考文献:[1]王德有,等1氮气隔热助排提高稠油蒸汽吞吐热采效果[J]1钻采工艺,2001,24(3):3,25～281[2]陈荣灿,等1稠油注蒸汽加氮气吞吐试验研究[J]1特种油气藏,1999,6(3):59～64,701[3]卢廷辉1膜制氮气装置在石油开发中的应用[J]1石油机械,2000,28(9):37～38[4]刘成,等1氮气技术在油气生产中的应用[J]1断块油气田,2001,8(4):61～641[5]曾贤辉,等1文188块氮气驱室内试验研究[J]1油气地质与采收率,2001,8(1):59～611[6]刘萍,等1卫42块特低渗透油藏氮气驱研究[J]1江汉石油学院学报,2001,23(2):58～601[7]徐克彬,徐念平1雁翎油田注氮气提高采收率工艺技术[J]1石油钻采工艺,1998,20(3):69～75,107,1081 [8]白凤瀚,等1雁翎油田注氮气提高采收率现场试验[J]1石油学报,1998,19(4):4,61～681[9]Aguilar M A L,et al1译:朱丽华1现场合成氮气举[J]1国外油田工程,2001,17(2):11～121[10]Mungan N1王春颖译1高压注氮气提高收采率[J]1国外油田工程,2001,17(6):14～151[11]G ibs on Rin1王勇译1用氮气增储提高采收率[J]1国外油田工程,1999,15(2):5～61[12]我国第一台“富氮车”研制成功[P]1北京:中国企业报,2000-06-01(3)1[13]高超勇1应用氮气提高稠油热采效果工艺技术在辽河油区的应用[J]1特种油气藏,2003,10(增刊):88～891 [14]刘东菊1氮气气举采油技术的应用[J]1特种油气藏,2003,10(增刊):90～911[15]王国民,高江取,刘孔章,等1复杂断块油藏氮气驱提高采收率技术研究[J]1特种油气藏,2004,11(3): 46～481编辑 方 斌贝201 特种油气藏 第12卷。