氮氣驅(qū)與氮氣泡沫驅(qū)技術(shù)適用性分析

劉生平

摘要：根據(jù)我國的相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，很多油田都屬于低滲透油藏，原油的平均采收率僅僅只有32.4%，如果不能通過工作開展提升采收效率，那么我國就會在石油開采中損失三分之二的原油，所以提升采收效率對于我國石油行業(yè)的發(fā)展起到了深遠的意義。本文主要針對于氮氣驅(qū)與氮氣泡沫驅(qū)技術(shù)的使用展開了研究，針對于現(xiàn)今油田中后期開發(fā)中，使用高效方法開采的提升綜合采收效率。

關(guān)鍵詞：氮氣驅(qū);氮氣泡沫驅(qū);適用性分析

前言：

當(dāng)石油開采工作進入到中后期，水驅(qū)油井的產(chǎn)油含水量就會直線的上升，油田在開發(fā)的過程中難度在不斷的增加，注氣開采技術(shù)的使用已經(jīng)成為現(xiàn)今國內(nèi)外提升石油開采效率的重要方式之一。在20世紀初期，人們在開采工作中為了維持油層的壓力，同時提升開采工作效率，就會使用注氣的方式提升原油的實際采收效率。

一、注氣提升采收率

人們最開始使用注氣的方式，保持地層中的壓力實現(xiàn)油藏開發(fā)，在后來的發(fā)展中逐漸的提出了混相機理與近混相機理的應(yīng)用，以此有效的提升原油開采效率。使用混相機理提升石油采收工作效率，最主要的就是向地層中注入一些烴類氣體，主要是因為用氣量比較大以及后續(xù)烴類氣體的價格上漲，于是人們轉(zhuǎn)向注入二氧化碳的方法，但是二氧化碳的來源比較少，資源的獲取受到了一定的限制，同時會對設(shè)備造成比較大的腐蝕性，也會對油層產(chǎn)生一定的傷害，所以人們選擇注入空氣。但是經(jīng)過一段時間之后，發(fā)現(xiàn)氧氣對于生產(chǎn)設(shè)備也會產(chǎn)生一定的腐蝕性，最終提出注入化學(xué)性質(zhì)不活潑的氮氣，以此提升工作開展的采收率。

二、驅(qū)油機理可行性分析

（一）氮氣驅(qū)油機理

在高溫高壓的條件下，使用氮氣驅(qū)替代原油的工作中，會與原油之間產(chǎn)生多次的接觸從而達到混相，以此有效的消除存在的界面張力，促使殘余石油飽和度降低，并增加了可動油的比例。向油層中注入氮氣，可以降低稠油自身的黏度，所以起到的驅(qū)替效率是比較高的。水與氮氣的交替注入，也會達到非混相驅(qū)作用，對于一些殘余在油界面導(dǎo)出聚集的流動物質(zhì)，可以在通過空隙喉道的過程中，促使氣體的彈性能量起到一定的清洗流油的作用，所以在工作開展中，使用交替注入水與氮氣的方式，要遠比單純的水驅(qū)油起到的效果更好，可以促進殘余油聚集，并為其活動提供條件。針對于一些埋藏比較深，且閉合程度比較高的構(gòu)造圈閉油氣藏來講，其頂部注入一定的氮氣可以保持地層中的壓力，這樣一來可以更好的促進氮氣重力驅(qū)替氣頂油藏。在一些包含油氣構(gòu)造的油柱部分注氣，可以促進氮氣在油藏的構(gòu)造頂部形成次生氣頂氣，從而將頂部的一些原油推向生產(chǎn)井驅(qū)替提升采收工作效率。

（二）泡沫改善氣驅(qū)的機理

泡沫體系會因為自身的重力作用，全部聚集在上部地層中，因為自身有著比較大的黏度，所以可以有效的實現(xiàn)對流體流動比的控制，以此提升波及效率。當(dāng)出現(xiàn)破裂之后氣泡中的氣體，會對原油起到一定的稀釋作用，這樣一來可以更好的促進原油的流動，泡沫中所具有的氣體也會同時對地層的能量起到補充的作用，以此提升油層自身的壓力。泡沫的表面有著一定的活性劑，這樣一來就可以增加油與巖石之間的潤濕度，促使洗油能力得到不斷的增加，同時促使原油與水之間所形成的低界面張力降低，繼而提升采收工作開展效率。其表面所具有的活性劑，可以很好的改變原油自身的流動性，促使原油被剝分成為絲狀或者是細粉狀，一起替代驅(qū)替流體流動。當(dāng)泡沫達到油藏之后，就會優(yōu)先的進入到滲透效率比較高的地層中，因為泡沫在地層中的流動會出現(xiàn)賈敏效應(yīng)。所以當(dāng)流體遇到的阻力在不斷增加時，也會隨著泡沫的注入，逐漸的提升地層中的壓力，泡沫就會被迫的進入到一些孔隙比較小的地層中，導(dǎo)致其流動阻力比較大，提升了地層中的高波與系數(shù)。因為泡沫的形狀是會發(fā)生改變的，所以可以進入到各種孔隙中，但是沒有將被注水波及的不連續(xù)殘余油驅(qū)替出來，以此有效的提升采油工作效率。

三、實際應(yīng)用案例

在上個世紀七十年代初期，我國很多的油田都在經(jīng)過多年的水驅(qū)開采工作之后，紛紛的進入到了高含水時期，為了增油降水，很多的油田開始注氮氣提升采收率的實驗。但是國外針對于氮氣提升采收率的研究發(fā)現(xiàn)，氮氣的溶解性比較差，黏度相對比較大，針對于液體來講比較低且流度大，更加容易滲透在一些滲透率比較大的地層中發(fā)生竄流，所以很難在工作開展中提高波及系數(shù)。人們?yōu)榱朔乐沟獨庠诘貙又邪l(fā)生竄流，就結(jié)合了氮氣驅(qū)與泡沫驅(qū)技術(shù)的使用，氮氣驅(qū)在發(fā)生混相驅(qū)替時混相的壓力就會相對升高，而氮氣泡沫驅(qū)的使用可以有效的降低混相壓力，并且在基于氮氣驅(qū)自身原有的優(yōu)勢基礎(chǔ)之上，擴大了氮氣自身的波及體積，提升其縱向上升的波及厚度，促使原油的采收效率明顯的提升。國內(nèi)的部分油田在進入到高含水時期的開發(fā)中，開展了對于氮氣驅(qū)與氮氣泡沫驅(qū)提升石油采收效率的實踐研究工作。并且根據(jù)相關(guān)的實踐研究工作開展，表明了兩相技術(shù)在使用過程中，可以明顯的改變水驅(qū)的狀態(tài)，有效的提升了平面波的波及面積，降低了原油開采過程中的含水量，促使采收效率不斷的提升。

吳振華針對于溫西地區(qū)的注氮氣提升采收效率的研究工作開展中，在數(shù)值模擬的工作開展中，完成了與歷史擬合之后的氮氣驅(qū)，有效的改善了氮氣驅(qū)的工作開展。在保障經(jīng)濟效益最大的情況下，氮氣段塞大小最佳條件下，氮氣驅(qū)的實驗綜合采收效率提升了3.88%，在中心井區(qū)的采收效率提升了5.45%，提升了石油開采工作的效率。

結(jié)語：

總的來講，我國在近些年的石油開采過程中，一些待開發(fā)的油藏條件是比較惡劣的，水驅(qū)的含油上升比較快，但是采收效率低下等因素的影響，促使氣驅(qū)提升采收效率技術(shù)得到迅速的發(fā)展，并逐漸的擴大了實際的應(yīng)用范圍。因為氮氣是一種惰性氣體，并沒有腐蝕性，來源是比較廣泛的，在非混相驅(qū)的條件下可以得到二氧化碳與天然氣相同的結(jié)果，卻是二氧化碳的三倍，所以在驅(qū)油過程中產(chǎn)生的氮氣壓縮系數(shù)也是二氧化碳的三倍。

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