断块油田注氮气方式的研究与实践

1、断块油田注氮气方式研究与实践山东石油学会“注水开发老油田提升采收率接替技术研讨会”汇报人：温鸿滨胜利油田分企业现河采油厂.10断块油田注氮气方式的研究与实践第1页 断块油田水驱开发后期都面临高含水问题，怎样降低含水提升油藏采收率是国内外各大油田研究重点。调研相关报道，注氮气技术在安全、成本方面含有优势，同时我厂也已具备注氮气相关设备，所以在进行相关室内试验基础上，在断块油藏开展了不一样方式注氮气矿场试验，总结了一些经验。 前 言断块油田注氮气方式的研究与实践第2页目 录1.室内试验2、矿场试验情况 2.1水气交替注入 2.2氮气泡沫驱 2.3氮气吞吐3、总结及认识断块油田注氮气方式的研究与实践

2、第3页油藏注氮气提升采收率机理 ：1、氮气压缩系数大，注入氮气可有效补充和保持油藏压力。2、氮气部分溶解于原油，有一定膨胀和降粘作用。3、氮气向油藏顶部运移，经过重力分异作用能够驱替部分阁楼油。4、氮气在油藏中存在气阻效应，气体更易进入低渗透层，驱替束缚油，提升涉及系数，同时气泡也有一定堵水作用。 1、室内试验断块油田注氮气方式的研究与实践第4页 与地科院合作开展了现河油区注N2提升采收率技术研究与应用 项目研究，室内试验采取样品:试验用油：依据提供饱和压力和地层温度，用H75块油气配制地层油；地层原油和产出天然气：河75-16井物性：粘度4.210mPa.s，密度0.8226g/cm3，天然

3、气分子量18.72比重0.65，饱和压力8.64Mpa；试验用水：河74断块注入水，水型CaCl2总矿化度30370mg/l； 试验用岩心：河75-斜18实际地层岩心，取心深度为27312746m。岩心为长80cm，直径2.5cm，渗透率13.010-3m2，孔隙度24.86%。1、室内试验断块油田注氮气方式的研究与实践第5页1、室内试验能够看出，伴随氮气溶解量不停增加，地层油体积系数逐步增大，但增幅较小。说明氮气能够在一定程度上膨胀地层油、增加可动油，但能力有限。 地层油体积膨胀量与N2溶解度曲线N2溶解度m3/m31.1氮气对地层油膨胀降粘试验断块油田注氮气方式的研究与实践第6页1、室内试

4、验伴随氮气溶解量增加，地层油粘度逐步降低，试验在30Mpa下最大降幅到达了21.3左右，所以试验证实氮气溶解可在一定程度上降低地层油粘度，改进地层油流动性。表明N2在膨胀地层原油、增加可动油方面能力有限，主要以增加地层弹性能量为主。 1.1氮气对地层油膨胀降粘试验溶解不一样N2量地层油粘度与压力曲线 断块油田注氮气方式的研究与实践第7页1、室内试验试验得到水驱最终采收率为26.16，水气交替驱后再水驱最终采收率为38.79，提升12.63；水驱之后气驱，含水显著下降，交替注水含水又有所上升。试验证实注氮气能够有效降低含水,提升油藏最终采收率。 1.2长岩芯水气交替物模试验试验采取长岩心复配地层

5、油建立含油饱和度后用水驱至含水99.9以上，然后进行氮气与水交替注入，每个段塞均为0.1PV，共注入氮气0.4PV，然后再续水驱。断块油田注氮气方式的研究与实践第8页2、矿场试验NPU1200/35型氮气注入系统.5购置2部车载式NPU1200/35型高压氮气注入系统 性能：1.排量：1200m3/h2.注入压力：35MPa3.氧含量：5%断块油田注氮气方式的研究与实践第9页注水井网相对完善水气交替注入无注水井小区块氮气泡沫驱封闭区块单井氮气吞吐倾斜厚油层重力排驱2、矿场试验断块油田注氮气方式的研究与实践第10页2.1水气交替注入增油机理1.降低水油流度比2、矿场试验伴随氮气溶解量增加，地层油

6、密度和粘度逐步减小，尽管降幅有限，但仍可在一定程度上降低了油水流度比，增加了后续水驱涉及系数。断块油田注氮气方式的研究与实践第11页界面聚集水驱残余油以大孔隙中油滴形式存在。水把油往孔隙中间驱赶，气把油往周围驱赶。界面流动气水向前推进，残余油沿气水界面向前流动。2.提升驱油效率（亲水地层）2、矿场试验2.1水气交替注入增油机理断块油田注氮气方式的研究与实践第12页 前两个机理是油气水混合流动带驱油机理，本条机理是气驱油流动带机理。发生条件是油层厚，渗透性好，但此时易发生气窜，尤其是平缓油层。3.经过重力分异采出顶部剩下油2、矿场试验2.1水气交替注入增油机理断块油田注氮气方式的研究与实践第13

7、页2.1水气交替注入选井条件1.正韵律油层（能够捕集气体）2.垂向渗透率200md（减缓重力分异与气窜，扩大三相混合流动带，减小油气混合带）3.存在地层倾角（高注低采，捕集气体）2、矿场试验断块油田注氮气方式的研究与实践第14页2.1水气交替注入矿场试验对应油井含水较高水井层间矛盾突出水井比油井高10-20米2、矿场试验断块油田注氮气方式的研究与实践第15页 .6开始实际注入9个段塞，其中注气五轮累计6.08 *104m3(标方) ，折算地下体积为350m3，注水1492m3，气水比为1：4.26。在交替注入过程中，受管柱流体重力影响，注气压力要高于注水压力，同时压力升幅也较大。 2、矿场试验

8、注气中停顿后连续上升前两次：上升下降并稳定段塞注入内容注入量（m3）最高压力(MPa)1注气4600031.62注水184123注气640033.54注水340115注气2800346注水927177注气2470358注水41199注气24003210注气74532.5断块油田注氮气方式的研究与实践第16页水井河75-8效果2.1水气交替注入效果分析2、矿场试验 在多轮次混气交替注入过程后，日注水量持平情况下，注水压力有显著上升，证实了水气混合段塞对地层含有调堵作用。 断块油田注氮气方式的研究与实践第17页油井河75-斜16效果2.1水气交替注入效果分析2、矿场试验 河75-斜16主要表现为：

9、液量上升由20.7吨上升到27.0吨，含水下降含水由66%下降到55%，液面回升由1334米回升到1250米。说明能量得到了有效补充。断块油田注氮气方式的研究与实践第18页油井河75-6效果2.1水气交替注入效果分析 井组内对应油井河75-6井主要表现为：液量不变，动液面稳定，含水由50下降至43%左右，因为注气量有限，后期含水又出现反弹，累计增油301吨。 2、矿场试验断块油田注氮气方式的研究与实践第19页2.2氮气泡沫驱增产机理氮气对岩石非润湿 占据大孔隙空间 驱替效率低气油粘度差大 气油流度比大 易气窜氮气泡沫驱仅用于中高深油藏，无法注水开发小区块，加入泡沫预防气窜。2、矿场试验1.缩颈

10、分离2.液膜隔断3.液膜滞后气体气泡气泡缩颈分离及液膜隔断都是把一些气体推成不连续相，产生较大阻力液膜滞后主要经过阻塞气体通道而降低气体渗透率泡沫在孔隙介质中运移方式断块油田注氮气方式的研究与实践第20页泡沫视粘度大界面活性遇水稳定，遇油不稳定提升涉及体积选择性封堵提升采收率提升驱油效率2、矿场试验2.2氮气泡沫驱增产机理断块油田注氮气方式的研究与实践第21页2.2氮气泡沫驱选井条件无法注水开发中高渗小区块注采井组相对封闭高注低采正确错误氮气氮气有利于气体捕集易发生气窜2、矿场试验断块油田注氮气方式的研究与实践第22页油层垂深对比符合高注低采制订注泡沫办法预防气窜无注水井进行能量补充2.2氮气

11、泡沫驱矿场试验2、矿场试验断块油田注氮气方式的研究与实践第23页2.2氮气泡沫驱矿场试验2、矿场试验.10.31-11.6共注入氮气8.97*104m3(标方)，加入泡沫剂6t。1.注泡沫前注气压力稳定在6.5MPa左右。注泡沫后最高压力12MPa。2. 在加入泡沫剂后，注气压力显著上升，泡沫起到了堵塞大孔道，提升气流阻力作用。断块油田注氮气方式的研究与实践第24页 2.2氮气泡沫驱效果分析2、矿场试验液量上升含水下降河100-斜35河68-侧斜314断块油田注氮气方式的研究与实践第25页1.河100-斜35井在5天后因为套管气大发生气锁而不能正常开井。认为已经发生气窜。2. 套管气分析： 氮

12、气量上升，烃类气量下降，反应了气窜过程。2.2氮气泡沫驱效果分析2、矿场试验 即使对应油井含水大幅度下降，但油井井下距离过近造成气窜，下步需要深入研究加入泡沫剂时机、用量等参数。断块油田注氮气方式的研究与实践第26页补充地层能量抽提与携带控制底水2.3氮气吞吐增产机理2、矿场试验断块油田注氮气方式的研究与实践第27页封闭断块；残余油饱和度高油层较厚（5m）；正韵律（垂向渗透率200md）2.2氮气吞吐选井条件2、矿场试验断块油田注氮气方式的研究与实践第28页河71-斜8井结构图层位：沙二1+2油层深度：2197.1 2239.0/7.1/2办法前产量： 9.2*0.2*97.5% 形成气顶控制

13、含水能量差地层封闭2.2氮气吞吐矿场试验2、矿场试验断块油田注氮气方式的研究与实践第29页河71斜8井.11.911.13累注氮气11 *104m3(标方)，地下1087m3，最高注入压力25MPa，稳定注入压力11.5MPa。河75斜34井.1.214.14累注氮气34.9 *104m3(标方)，地下5128m3 ，最高注入压力28MPa，稳定注入压力9MPa。2.3氮气吞吐矿场试验2、矿场试验河71斜8注气过程曲线河75-斜34注气过程曲线断块油田注氮气方式的研究与实践第30页2.3氮气吞吐效果分析2、矿场试验 注气井方法见效油井统计 截止到4月18日 注气油井注气前注气早期注气末期累计增

14、油有效时间备注日液日油含水动液面日液日油含水动液面日液日油含水动液面河71-斜812.90.298.4105617.12.0288.2CBC27.92.0992.5111836744756*3*2调44*4.6*4河75-斜341.81.141CBC9.16.7326CBC1.51.312CBC280150补孔改层王102-斜11330.293168618.94.674.5134560.249615439574平均 5.90.577154.462.911.81.266742223断块油田注氮气方式的研究与实践第31页1、经过室内试验，氮气能够降低原油粘度，也可膨胀地层油，但改变幅度非常有限。这

15、与氮气与地层油互溶能力相关。 2、经过矿场实践，不一样注氮气方式均取得了效果，更多表现为降水增油效果，而对补充和提升地层能量效果（如液量和动液面改变）并不非常显著。3、水气交替注入能够改进注水井吸水剖面，扩大涉及系数，提升驱油效率。同时气水两相接触并相互干扰，两相流动状态降低了水流动能力，从而降低了水油流度比；降低了气流动能力，从而预防了气窜。3、总结与认识断块油田注氮气方式的研究与实践第32页4、氮气（泡沫）驱油能够增加地层能量，对高渗油藏单纯注气易发生气窜现象，加入泡沫剂注入压力上升，改进了气体在地下流动状态。提议在注气压力较低（10MPa），井距较近，气窜可能性较大情况下考虑以下几个方案：提前加入泡沫剂注气前化学调剖低排量分段塞。5、水气交替注入和氮气（泡沫）驱在选井上优选垂向渗透率200md，为预防气窜，提升驱油效率，尽可能选择高注低采方式。氮气吞吐优选正韵律沉积厚油层，利用重力差异形成气顶驱替阁楼油。 3、总结与认识断块油田注氮气方式的研究与实践第33页（1）注气压力在开始阶段都有一个先升高后降低并稳定过程。（2）该过程为氮