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1、注氮气提高采收率氮气气源空气中78%为氮气,是氮气的主要来源,但如何从空气中分离出纯净的氮气,一直是技术上的难题。目前基本上采用2种方法：一是利用冷却技术：根据氧气与氮气不同的沸点,把空气冷却至-200℃以下液化,使二者分离开,这样获得的低温液氮具有纯度高、膨胀体积大的特点,但它无法使用普通压缩机作业,必需专用的液氮设备,而且液氮在常温条件下储存、运输都较为困难,成本也比较高；二是利用先进的分子膜技术：在常温条件下直接从空气中分离出氮气,优点是方便,无氮源远近之限制,制备出的氮气可直接用于普通压缩机处理,省去了液氮运输花费
2、和不便,更为经济,但它供气能力有限,需多组并联使用,短时间内无法满足压裂、酸化等大液量、高压力的工作需求此外,还可利用化学方法生成氮气,大多工艺复杂、成本高、生成量小,应用范围仅限于部分特殊需求。1.注氮气开采机理2.注氮气对地层流体PVT相态特征的影响3.适合注氮气的油气藏条件4.现场注氮气设备5.注氮气提高采收率应用实例6.氮气在油田的应用注氮气提高采收率1.注氮气开采机理注氮气开发油田通常通过以下机理来提高原油采收率：（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水交替注
3、入混相驱)；（2）多次接触非混相驱或近混相驱；（3）循环注气保持地层压力；（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。1.1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相，即注入的氮气与油藏原油之
4、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。图1-1氮气蒸发气驱混相过程图1.注氮气开采机理1.1.1连续注入氮气混相驱如果用气液两相组成的变化来表示这一过程，其驱替机理可用下图给出的组成三元相图来描述。图1-2氮气多次接触汽化气驱前缘混相机理1.注氮气开采机理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
5、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会比连续注入氮气效果较好，经济效益会更高。1.注氮气开采机理1.1.2注氮气推动易混相气体段塞混相驱1.1.3交替注氮气注水混相驱1.注氮气开采机理在注氮气驱过程中，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
6、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。1.注氮气开采机理1.2非混相驱机理当原油与驱替
7、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。1.注氮气开采机理（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。（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
8、；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。其主要增产作用机理如下：1.注氮气开采机理1.3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
