稠油油藏注氮气提高采收率技术研究

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1、稠油油藏注氮气提高采收率技术研究20世纪70年代美国和加拿大不仅开展了室内实验，而且对不同的油藏进行了注氮气开发。89年我国开始了注氮气开发油田的实验，到90年代中期，由于膜分离制氮技术在中国的发展，为氮气在油田开采上的应用提供了有利条件。注氮气改善蒸汽吞吐效果在新疆、辽河、胜利等油田已有应用，取得了很好的效果。http://www.xzbu.com/2/view-4880.htm　　一、注氮气开采机理　　1.注氮气开发油田通常通过以下机理来提高原油采收率：　　1.1多次接触混相驱(包括作为驱替CO2、富气或其它驱替剂与地层原油混相段塞的后缘注入或者气

2、水交替注入混相驱)；　　1.2多次接触非混相驱或近混相驱；　　1.3循环注气保持地层压力；　　1.4顶部重力驱。　　混相驱或非混相驱适于油层物性较差、原油中含一定溶解气、原油重度在38~51oAPI(0.8348~0.7753)、油气藏埋藏较深的轻质油藏；循环注气保持地层压力，适于注水效果差、低孔隙、低渗透、原油重度在31~60oAPI范围、埋藏较浅的油藏；而重力驱适合于油层物性好、埋藏较深、闭合高度大的盐丘或背斜油藏。　　2.混相驱　　2.1连续注入氮气混相驱　　氮气很难与油藏原油发生一次接触混相，但在足够高的压力下可与许多油藏原油达到蒸发气驱动态混

3、相，即注入的氮气与油藏原油之间经过多次接触和多次抽提，原油中的中间烃组分不断蒸发到气相中，当气相富化到一定程度时便与原油达成混相。　　2.2注氮气推动易混相气体段塞混相驱　　注氮气要求原油的轻烃和中间烃含量高，故一般来说实施的难度比较大且适用范围较窄，但却较之于注CO2和烃类气体具有资源丰富、价格低廉的优点。为了充分利用CO2和烃类气体易混相的特点，同时也为了降低使用CO2和烃类气体的成本，可通过注氮气推动CO2或烃类气体段塞混相驱来提高采收率，其开采机理与CO2和烃类气体混相驱机理相似。如果易混相气体段塞的尺寸选择合理，则用氮气推动混相段塞的驱油效果

4、会比连续注入氮气效果较好，经济效益会更高。　　2.3交替注氮气注水混相驱　　在注氮气驱过程中，由于氮气的粘度远低于油藏原油，产生的流度比会造成前缘气体的粘性指进。为了减少气窜的不利影响，保持驱替前沿混相带的稳定性，改进波及效率，在注入工艺上可采用交替注水注氮气驱替方式。　　交替注水注氮气驱替方式主要用于混相驱，也可用于非混相驱。虽然交替注水注氮气混相驱可将注水和注气混相驱的优点有效地结合在一起，但在现场实施中，会出现注入气因重力作用而产生超覆现象，注入的水则会因重力作用而下沉，形成垂向上的粘性指进现象。因此针对不同的油藏，需通过长岩心驱替试验和油藏模拟

5、来研究确定合理的气水比及气水段塞尺寸，以减少重力分异。对交替注水注氮气非混相驱，只要在合理的水氮气比及合理的注入速度下进行，就能采出数量可观的水驱剩余油，但其油量在很大程度上取决于油层岩石的相对渗透率特性。　　3.非混相驱机理　　当原油与驱替流体之间存在有界面，即存在界面张力时候驱替过程称之为非混相驱替。　　当油藏注水开发到一定程度时，就会产生油藏高含水、水驱采收率较低、注水困难而残余油饱和度较高等不利情况。这时，可以采用注氮气开采剩余原油。　　其主要增产作用机理如下：　　3.1改变流动方向，驱替裂缝通道中的残余油　　油田经底部注水后改用顶部注氮气，改

6、变了渗流空间的压力分布，可能“疏通”某些被阻塞的“死油”和“剥脱”裂缝面上的部分粘附油，从而降低裂缝通道网络中的残余油量。　　3.2通过原油体积膨胀排出残余油　　溶解氮气后，残余油体积膨胀，使得部分的残余油从其滞留的空间“溢出”而形成可采出油；另一方面，原油在含油流动空间中膨胀排挤一部分水而形成油排水过程，可改善油的相对渗透率。　　此外，原油溶气后，粘度明显降低，这也有利于原油的流动和开采。　　4.重力稳定驱　　氮气在原油及地层水中的溶解度都很低，因此其主要驱油机理并不是改变油的流动特性，而是依靠自身优越的条件通过在适宜的地层中控制粘性指进和重力舌进来

7、达到提高采收率的目的。　　注气重力驱是指对倾斜、垂向渗透率较高的地层，在含油气构造顶部注气，利用重力分异作用保持压力或部分保持压力开采原油和天然气，其采收率是所有非混相驱中最高的。　　由于注入气与原油间存在很大的密度差，因此应低速开采，使重力足以让密度较小的气体与原油分离，以便当气体指进欲形成时得以抑制。同时要求油层具有足够高的垂向渗透率，以便使油气在垂向方向能有效地分异和移动。此外，注气速度还应当小于临界速度。由于临界速度与气液密度差成正比，因此注氮气重力稳定驱时，临界速度越大，对注入速度的限制就越小。　　根据开采方式，可将重力驱分为两种形式，即向含

8、油构造顶部注气和向含油气构造的油柱注气。　　5.保持地层压力　　对于凝析油田，若用衰竭法开采，