斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐

1、山東石油學會“注水開發(fā)老油田提高釆收率接替技術研討會”瞬塊油田浜氮氣方式匯報人：溫鴻濱勝利油田分公司現(xiàn)河采油廠2007.10-IX.刖B斷塊油田水驅開發(fā)后期都面臨高含水的問題，如何降低含水提高油藏采收率是國內(nèi)外各大油田研究的重點。調(diào)研相關報道，注氮氣技術在安全.成本方面具有優(yōu)勢，同時我廠也已具備注氮氣相關設備，因此在進行相關室內(nèi)實驗的基礎上，在斷塊油藏開展了不同方式的注氮氣礦場試驗，總結了一些經(jīng)驗。1. 室內(nèi)試驗2、礦場試驗情況2.1水氣交替注入2.2氮氣泡沫驅2.3氮氣吞吐3、總結及認識1、室內(nèi)試驗油藏注氮氣提高采收率的機理:1、氮氣壓縮系數(shù)大，注入氮氣可有效補充和保持油藏壓力。2、氮氣部分

2、溶解于原油，有_定膨脹和降粘作用。3、氮氣向油藏頂部運移，通過重力分異作用可以驅替部分閣樓油。4、氮氣在油藏中存在氣阻效應，氣體更易進入低滲透層，驅替束縛油，提高波及系數(shù)，同時氣泡也有一定堵水作用。與地科院合作開展了現(xiàn)河油區(qū)注N2提高采收率技術的研究與應用項目研究，室內(nèi)實驗采用的樣品:試驗用油：根據(jù)提供的飽和壓力和地層溫度，用H75塊油氣配制的地層油；地層原油和產(chǎn)出天然氣：河75-16井物性：粘度4.210mPa.s,密度0.8226g/cm天然氣分子量18.72比重0.65,飽和壓力&64Mpa;試驗用水：河74斷塊注入水，水型CaCJ總礦化度30370mg/l;實驗用的巖心：河75-斜18

3、實際地層巖心，取心深度為27312746m。巖心為長80cm,直徑2.5cm,滲透率13.0x10-3“m2,孔隙度24.86%。1.1氮氣對地層油膨脹降粘實驗地層油體積膨脹量與N2溶解度曲線可以看出，隨著氮氣溶解量的不斷增加，地層油的體積系數(shù)逐漸增大,但增幅較小。說明氮氣能夠在一定程度上膨脹地層油.增加可動油,但能力有限。1.1氮氣對地層油膨脹降粘實驗溶解不同N2量的地層油粘度與壓力曲線 隨著氮氣溶解量的增加，地層油粘度逐漸降低，實驗在30Mpa下最大降幅達到了21.3%左右，因此實驗證明氮氣的溶解可在一定程度上降低地層油粘度，改善地層油流動性。 表明N2在膨脹地層原油、增加可動油方面能力有

4、限，主要以增加地層的彈性能量為主。1.2長巖芯水氣交替物模實驗1002000-118&屯5040302020000.511.52N2交替注入采收率、含水與注入倍數(shù)曲線實驗采用長巖心復配地層油建立含油飽和度后用水驅至含水99.9%以上，然后進行氮氣與水的交替注入，每個段塞均為0.1PV,共注入氮氣0.4PV,然后再續(xù)水驅。實驗得到水驅最終采收率為26.16%,水氣交替驅后再水驅的最終采收率為38.79%,提高12.63%;水驅之后氣驅，含水明顯下降，交替注水含水又有所上升。實驗證明注氮氣可以有效降低含水，提高油藏的最終采收率。2、礦場試NPU1200/35型氮氣注入系統(tǒng)2005.5購置2部車載式

5、NPU1200/35型高壓氮氣注入系統(tǒng)性能：1.排量:1200m3/h2注入壓力：35MPa3氧含量：5%注水井網(wǎng)相對完善無注水井小區(qū)塊-封閉區(qū)塊單井-傾斜厚油層試驗水氣交替注入9氮氣泡沫驅fI氮氣吞吐2.1水氣交替注入增油機理1降低水油流度比0.8040.6含油飽和度隨著氮氣溶解量的增加，地層油的密度和粘度逐漸減小，盡管降幅有限,但仍可在一定程度上降低了油水的流度比，增加了后續(xù)水驅的波及系數(shù)。2.1水氣交替注入增油機理2.提高驅油效率（親水地層）界面聚集水驅殘余油以大孔隙中的油滴形式存在。水把油往孔隙中間驅趕，氣把油往周圍驅趕。界面流動氣水向前推進,殘余油沿氣水界面向前流動。2.1水氣交替注

6、入增油機理3通過重力分異釆出頂部剩余油前兩個機理是油氣水混合流動帶驅油機理，本條機理是氣驅油流動帶機理。發(fā)生條件是油層厚，滲透性好，但此時易發(fā)生氣竄，特別是平緩油層。2、礦場試驗2.1水氣交替注入選井條件1正韻律油層（能夠捕集氣體）2垂向滲透率200md（減緩重力分異與氣竄,擴大三相混合流動帶，減小油氣混合帶）3存在地層傾角（高注低采，捕集氣體）2.1水氣交替注入礦場實驗2、礦場試驗段注入內(nèi)容注入量(m3)最高壓力(MPa)1注氣4600031.62注水184123注氣640033.54注水340115注氣2800346注水927177注氣2470358注水41199注氣24003210注氣7

7、4532.52005.6開始實際注入9個段塞，其中注氣五輪累計6.08*10伽3(標方)，折算地下體積為350m3,注水1492m3,氣水比為1:4.26。在交替注入過程中，受管柱流體重力影響，注氣壓力要高于注水壓力，同時壓力升幅也較大。水井河75-8效果2.1水氣交替注入效果分析注COJ2IS0SMTSQS寸wflflzSTSS07TSSg二5S匸hn=ergss寸gSS卩tosElkswS寸2SFrsn出TsaZ二5Sgrrssimoocs門55G匚5S-丄soon在多輪次混氣交替注入過程后，日注水量持平的情況下，注水壓力有明顯的上升，證實了水氣混合段塞對地層具有調(diào)堵作用。2.1水氣交替注

8、入效果分析油井河75-斜16效果冒2ISSKilss07T5S-7TSSsrTssSITSS早7SS7TSSrss$SQ芋7SSTg-ssTTSSTT5NSI7SSS.TSSa.rsssrrssrrs河75-斜16主要表現(xiàn)為：液量上升由20.7噸上升到27.0噸，含水下降含水由66%下降到55%,液面回升由1334米回升到1250米。說明能量得到了有效補充。CS5r-JTh含水下降目苗持乎9#3廿u-、)Z油井河75-6效果2.1水氣交替注入效果分析7SI5NG76I5S0T5SsSWISS-7-f0目r二0=SITSS7TSSSITSSrrss二昌ss7TSSS7TSSTTSSS4.SSSI

9、7SSK.7SS科ESIlssalrsssirSa-I7SS井組內(nèi)對應油井河75-6井主要表現(xiàn)為：液量不變，動液面穩(wěn)定，含水由50%下降至43%左右，由于注氣量有限，后期含水又出現(xiàn)反彈，累計增油301噸。2、礦場試驗2.2氮氣泡沫驅增產(chǎn)機理氮氣對巖石非潤濕IA占據(jù)大的孔隙空間驅替效率低氣油粘度差大氣油流度比大易氣竄氮氣泡沫驅僅用于中高深油藏，無法注水開發(fā)小區(qū)塊，加入泡沫防止氣竄。泡沫在孔隙介質中的運移方式1縮頸分離氣體2液膜隔斷氣泡液膜滯后主要通過阻塞氣體通道而降低氣體滲透率縮頸分離及液膜隔斷都是把一些氣體推成不連續(xù)相，產(chǎn)生較大的阻力2.2氮氣泡沫驅增產(chǎn)機理泡沫視粘度大遇水穩(wěn)定，遇油不穩(wěn)定界面

10、活性提高采收率2.2氮氣泡沫驅選井條件無法注水開發(fā)的中高滲小區(qū)塊注采井組相對封閉有利于氣體捕集費井易發(fā)生氣竄誤An2.2氮氣泡沫驅礦場實驗4咪廠河6滬斜315河100-斜352.2氮氣泡沫驅礦場實驗注氣壓力與起泡劑用量曲裟1000&dPJO(百弋出Y坦i.注泡沫前注氣壓力穩(wěn)定在6.5MPa左右。力12MPa。注泡沫后最高壓2.在加入泡沫劑后，注氣壓力明顯上升，泡沫起到了堵塞大孔道，提高氣流阻力的作用。2005.10.3111.6共注入氮氣8.970如3（標方）、加入泡沫劑6t。2-2氮氣泡沫驅一效果分析市歸二nSUB3-_一一l_L請沖上升片可1dd弄In呂尹二？近宜匡曲舍總0-u-JLOO希

11、*曲令rWMTyAiIMRbAn=3=口n注迢澤卻25.93=f河68側斜314no下隆oa/:DOOCTCTZJOCTcaegngH2-Jnaco2.2氮氣泡沫驅效果分析1河100-斜35井在5天后由于套管氣大發(fā)生氣鎖而不能正常開井。認為已經(jīng)發(fā)生氣竄。2.套管氣分析：氮氣量上升，炷類氣量下降,反應了氣竄的過程。雖然對應油井含水大幅度下降，但油井井下距離過近造成氣竄，下步需要進一步研究加入泡沫劑的時機、用量等參數(shù)。2.3氮氣吞吐增產(chǎn)機理(1)補充地層能量抽提與攜帶0246810121416IB20被捕氣飽和度，%(孔隙體積)(3)控制底水2.2氮氣吞吐選井條件封閉斷塊；殘余油飽和度高油層較厚(

12、5m);正韻律(垂向滲透率200md)低滲透層剎余油飽籾度高2.2氮氣吞吐礦場實驗 層位：沙二1+2油層深度：2197.1-2239.0/7.1/2 措施前產(chǎn)量：9.2*0.2*97.5%2.3氮氣吞吐礦場實驗1200001000008000060000400002000080204060注入時間（hl心任Ml缺(豊)翌熨5050502211(啟*7出7坦O001河75斜34注氣過程曲線河71-斜8井2005.11.911.13累注氮氣笛*104m3（標方），地T1087m3,最高注入壓力25MPa,穩(wěn)定注入壓力11.5MPao河75-斜34井2006.1.21-4.14累注氮氣34.9*10

13、4m3（標方）,地下5128m3,最高注入壓力28MPa,穩(wěn)定注入壓力9MPa。2.3氮氣吞吐效果分析注氣井措施見效油井統(tǒng)計截止到2007年4月18日注氣油井注氣前注氣初期注氣末期累計增油有效時間備注日液日油含水動液面日液日油含水動液面日液日油含水動液面河71斜812.90.29&4105617.12.028&2CBC27.92.0992.51118367447啊劉1河75斜341.81.141CBC9.16.7326CBC1.51.312CBC280150補孔改層王102斜H330.293168618.94.674.5134560.249615439574平均5.90.577154.462.

14、911.81.2667422233.總結與認識h通過室內(nèi)實驗，氮氣可以降低原油粘度，也可膨脹地層油，但改變幅度非常有限。這與氮氣與地層油的互溶能力有關。2、通過礦場實踐，不同注氮氣方式均取得了效果，更多的表現(xiàn)為降水增油效果，而對補充和提高地層能量的效果（如液量和動液面的變化）并不非常明顯。3水氣交替注入可以改善注水井吸水剖面，擴大波及系數(shù)，提高驅油效率。同時氣水兩相接觸并相互干擾，兩相流動狀態(tài)降低了水的流動能力，從而降低了水油流度比；降低了氣的流動能力，從而防止了氣竄。4、氮氣（泡沫）驅油可以增加地層能量，對高滲油藏單純注氣易發(fā)生氣竄現(xiàn)象，加入泡沫劑注入壓力上升，改善了氣體在地下的流動狀態(tài)。建議在注氣壓力較低（1OMPa）,井距較近，氣竄可能性較大的情況下考慮以下幾種方案：提前加入泡沫劑注氣前化學調(diào)剖低排量分段塞。5、水氣交替注入和氮氣（泡沫）驅在選井上優(yōu)選垂向滲透率200md,為防止氣竄，提高驅油效率，盡量選擇高注低采的方式。氮氣吞吐優(yōu)選正韻律沉積的厚油層，利用重力差異形成的氣頂驅替閣樓油。6.注氣壓力的認識河71斜8站壓力曲線河758注氣壓力曲線河68斜315注氣