古城油田氮氣抑水技術

王繼創 孟繁森 安俊玉 徐衛紅 河南油田分公司采油二廠

古城油田目前有正常注水井25口，正常注聚井10口，由于南部砂體位于河道中心部位，物性、連通性好。2011年完善注采井網后油井受效，但同時區塊綜合含水上升較快，動態調整難度大。2010年年底有8口受平面矛盾及單向突進影響，產能下降12t。2011年對古225#、古2307#等8口井進行示蹤劑監測。

1 氮氣抑水作用機理

氮氣抑水技術主要是針對高液量、高含水油井注入一定的氮氣，通過優化注氮參數及注入工藝，從而改變液流方向，以達到抑水之目的[1-2]。

注氮氣提高采收率的原理為：①氮氣在多孔介質中發泡，堵塞大孔道，控制水錐，調整產液剖面；②氮氣能降低水相相對滲透率；③由于重力分異，注入的氮氣進入微構造高部位形成次生小氣頂，驅替頂部原油向下移動；④氮氣能保持地層壓力，有利于減緩底水錐進，氮氣不溶于水，微溶于油，具有良好的膨脹性，驅油彈性能量大；⑤氮氣黏度小，有較強的穿透能力，能進入水竄通道，降低水竄能量，解放潛力油層段；另外相滲改變，油井含水降低，巖性由水潤濕性轉變為油潤濕性，降低了水相滲透率，提高了油相滲透率，改善措施效果。

鑒于以上作用機理，結合其他油田成功應用經驗，在古城油田南三塊開發單元開展氮氣抑水試驗。

2 現場應用

近年古城油田4個主體常采單元共實施38井次的氮氣抑水試驗，共增油3377t。其中泌123區2012年2月10日開始實施氮氣抑水，實施6口，有效6口，有效率達到100%，且增油效果顯著。

氮氣抑水技術在現場應用過程中經歷了實驗嘗試—總結規律—推廣應用三個階段。

2.1 氮氣抑水技術應用

（1）注氮選井原則。應選取水淹嚴重（邊水淹為主），生產層位相對單一（3層以下），采出程度較低（＜35%），有一定地層能量（日產液＞10t）的油井。

（2）施工方式選擇。采取氮氣段塞+清水壓井+燜井的方式，先從油管注入氮氣，根據井口壓力情況決定清水用量及燜井天數。

（3）注氮強度選擇。結合監測資料，根據水淹決定氮氣注入量，正常情況下要求每米油層厚度注氮量＞3000m3。

2.2 氮氣抑水見效特征

（1）氮氣抑水堵邊水效果明顯好于注入水淹井。通過對不同水淹類型油井的見效情況進行對比分析，發現注氮氣后邊水淹油井生產效果明顯好于注入水淹油井。見效特征主要表現為增產幅度大、穩定，有效期持續時間長。6口邊水淹井累計增油949t，有效率100%；而5口注入水淹油井注氮后增油146t，見表1和表2。

表1 邊水淹井注氮效果評價

表2 注入水淹井注氮效果評價

（2）見效油井產狀變化大，見效特征顯著。氮氣抑水見效較好的5口油井，其見效特征呈現出較強的規律性。見效的5口油井液量穩定或下降，其中3口井液量呈下降趨勢，2口井液量穩定。其他生產參數如液量、含水、氯離子均呈下降趨勢，產油量上升明顯。液量、液面、含水及氯離子等參數的下降表明邊水能量有所減弱，油井的層間矛盾得到一定程度的緩解，高含水層被抑制，含水較低的出油層得到解放和動用，充分說明所注氮氣對大通道高產液層產生了一定的抑水效應，增油效果明顯。泌123區注氮井合計日均增油9.2t，平均單井日增油1.5t，增產幅度達150%以上。目前該區注氮井平均日產油20t，對區塊產量貢獻率達到27.4%。

（3）高黏度油井實施效果較差。泌125區實施氮氣抑水的7口油井雖然都見到了一定的增油效果，但增產幅度較小，單井日增油只有25t左右，總體增產幅度遠遠差于泌123區。分析認為，泌125區Ⅳ9層氮氣抑水效果差的原因主要是因為原油黏度的影響，Ⅳ9層油層溫度（37℃）下原油黏度為6868mPa·s，在正常的地層溫度下原油流動困難，極大地影響了措施效果。

（4）注氮強度與增油量關系不大。隨著注氮量的增加，油井產油量并沒有表現出相應的增加趨勢，需進一步摸索探討，找出具有最佳經濟效益的注氮量。

3 現場應用的可行性

3.1 技術可行性分析

氮氣抑水實施結果表明，氮氣具有較好的抑水作用，對受邊水或注水（聚）影響出現高含水現象的井，注氮后水能量得到抑制，聚（水）驅作用得以發揮，見到好的效果；對于有邊水而沒有注水對應的井，措施后見到一定的效果，但潛力相對較?。粚τ谧⑷氩黄胶庖鸬乃Z，注氮后可達到控水、增油的效果。

3.2 經濟可行性分析

古城油田已實施38井次的氮氣抑水措施，累計注氮量65×104m3，累計增油3377t，累計產出166.4萬元，投入產出比達1∶2.4，經濟效益顯著。

4 現場試驗中存在的問題

（1）由于氮氣難溶于水微溶于油的物理特性，在后期生產過程中，抑水的氮氣大部分被采出地面，被地層溶解、吸收的氮氣量極其有限，多次氮氣抑水后，必然會出現地層虧空、產油量下降等現象，為后續開發帶來諸多問題。

（2）氮氣抑水增油技術現場適用范圍有限。從現場實施效果來看，氮氣抑水無法解決由于井網不完善，平面矛盾突出而造成的注入水淹問題。該項技術對注水井水竄油井和聚驅聚竄油井實施效果并不明顯，應采取配套輔助措施，進一步深化技術內涵，拓寬技術適用范圍，從宏觀上提高措施有效率。

（3）部分油井出現了氣竄現象，受竄油井產能呈下降態勢，目前缺乏有效的堵塞手段。

（4）監測資料缺乏。由于注氮抑水尚處于試驗探索階段，缺乏必要的動態監測資料，應加大油井產出液剖面監測力度，為注氮效果分析提供基礎資料。

5 措施建議

氮氣抑水現場試驗取得了較好的效果，為進一步提高開發效益，下步應做好以下工作：

（1）以注水開發為基礎，在地層能量得到有效補充的前提下，再考慮采取氮氣抑水措施，以保證措施的長效性。

（2）選取部分水井開展氮氣驅試驗，實施過程中輔以調剖措施，提高平面堵竄能力，擴大氮氣波及體積，提高氮氣平面控制程度，達到既調剖抑水又補充能量的目的，提高氮氣驅油效率。

（3）針對泌125區原油黏度高，地層溫度下原油流動困難的特點，考慮采取氮氣抑水+熱處理的方法，提高地層溫度，增加原油流動性。

（4）加強氮氣抑水井后期生產管理工作，結合提液調參等常規生產手段來提高措施效果。

（5） 對部分有效期短的井加大氮氣用量，對于邊水能量強、無注水對應的油井，通過投注增加內部能量，培育高產井。

[1]曹維福，羅琳．特低滲透油藏注氮氣流體相態行為特征[J]．大慶石油地質與開發，2009，28（4）：121-124.

[2]杜殿發，郭青，王青，等．特稠油油藏注氮氣可行性分析[J]．石油鉆采工藝，2008，30（6）：75-79.