斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐

1、斷塊油田注氮氣方式研究與實踐山東石油學會“注水開發(fā)老油田提升采收率接替技術(shù)研討會”匯報人：溫鴻濱勝利油田分企業(yè)現(xiàn)河采油廠.10斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第1頁 斷塊油田水驅(qū)開發(fā)后期都面臨高含水問題，怎樣降低含水提升油藏采收率是國內(nèi)外各大油田研究重點。調(diào)研相關(guān)報道，注氮氣技術(shù)在安全、成本方面含有優(yōu)勢，同時我廠也已具備注氮氣相關(guān)設(shè)備，所以在進行相關(guān)室內(nèi)試驗基礎(chǔ)上，在斷塊油藏開展了不一樣方式注氮氣礦場試驗，總結(jié)了一些經(jīng)驗。 前 言斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第2頁目 錄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(qū) 2.3氮氣吞吐3、總結(jié)及認識斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐

2、第3頁油藏注氮氣提升采收率機理 ：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、氮氣部分溶解于原油，有一定膨脹和降粘作用。3、氮氣向油藏頂部運移，經(jīng)過重力分異作用能夠驅(qū)替部分閣樓油。4、氮氣在油藏中存在氣阻效應(yīng)，氣體更易進入低滲透層，驅(qū)替束縛油，提升涉及系數(shù)，同時氣泡也有一定堵水作用。 1、室內(nèi)試驗斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第4頁 與地科院合作開展了現(xiàn)河油區(qū)注N2提升采收率技術(shù)研究與應(yīng)用 項目研究，室內(nèi)試驗采取樣品:試驗用油：依據(jù)提供飽和壓力和地層溫度，用H75塊油氣配制地層油；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/cm3，天然

3、氣分子量18.72比重0.65，飽和壓力8.64Mpa；試驗用水：河74斷塊注入水，水型CaCl2總礦化度30370mg/l； 試驗用巖心：河75-斜18實際地層巖心，取心深度為27312746m。巖心為長80cm，直徑2.5cm，滲透率13.010-3m2，孔隙度24.86%。1、室內(nèi)試驗斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第5頁1、室內(nèi)試驗?zāi)軌蚩闯?，伴隨氮氣溶解量不停增加，地層油體積系數(shù)逐步增大，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。 地層油體積膨脹量與N2溶解度曲線N2溶解度m3/m31.1氮氣對地層油膨脹降粘試驗斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第6頁1、室內(nèi)試

4、驗伴隨氮氣溶解量增加，地層油粘度逐步降低，試驗在30Mpa下最大降幅到達了21.3左右，所以試驗證實氮氣溶解可在一定程度上降低地層油粘度，改進地層油流動性。表明N2在膨脹地層原油、增加可動油方面能力有限，主要以增加地層彈性能量為主。 1.1氮氣對地層油膨脹降粘試驗溶解不一樣N2量地層油粘度與壓力曲線 斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第7頁1、室內(nèi)試驗試驗得到水驅(qū)最終采收率為26.16，水氣交替驅(qū)后再水驅(qū)最終采收率為38.79，提升12.63；水驅(qū)之后氣驅(qū)，含水顯著下降，交替注水含水又有所上升。試驗證實注氮氣能夠有效降低含水,提升油藏最終采收率。 1.2長巖芯水氣交替物模試驗試驗采取長巖心復(fù)配地層

5、油建立含油飽和度后用水驅(qū)至含水99.9以上，然后進行氮氣與水交替注入，每個段塞均為0.1PV，共注入氮氣0.4PV，然后再續(xù)水驅(qū)。斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第8頁2、礦場試驗NPU1200/35型氮氣注入系統(tǒng).5購置2部車載式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%斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第9頁注水井網(wǎng)相對完善水氣交替注入無注水井小區(qū)塊氮氣泡沫驅(qū)封閉區(qū)塊單井氮氣吞吐傾斜厚油層重力排驅(qū)2、礦場試驗斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第10頁2.1水氣交替注入增油機理1.降低水油流度比2、礦場試驗伴隨氮氣溶解量增加，地層油

6、密度和粘度逐步減小，盡管降幅有限，但仍可在一定程度上降低了油水流度比，增加了后續(xù)水驅(qū)涉及系數(shù)。斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第11頁界面聚集水驅(qū)殘余油以大孔隙中油滴形式存在。水把油往孔隙中間驅(qū)趕，氣把油往周圍驅(qū)趕。界面流動氣水向前推進，殘余油沿氣水界面向前流動。2.提升驅(qū)油效率（親水地層）2、礦場試驗2.1水氣交替注入增油機理斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第12頁 前兩個機理是油氣水混合流動帶驅(qū)油機理，本條機理是氣驅(qū)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，尤其是平緩油層。3.經(jīng)過重力分異采出頂部剩下油2、礦場試驗2.1水氣交替注入增油機理斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第13

7、頁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、礦場試驗斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第14頁2.1水氣交替注入礦場試驗對應(yīng)油井含水較高水井層間矛盾突出水井比油井高10-20米2、礦場試驗斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第15頁 .6開始實際注入9個段塞，其中注氣五輪累計6.08 *104m3(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。 2、礦場試驗

8、注氣中停頓后連續(xù)上升前兩次：上升下降并穩(wěn)定段塞注入內(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74532.5斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第16頁水井河75-8效果2.1水氣交替注入效果分析2、礦場試驗 在多輪次混氣交替注入過程后，日注水量持平情況下，注水壓力有顯著上升，證實了水氣混合段塞對地層含有調(diào)堵作用。 斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第17頁油井河75-斜16效果2.1水氣交替注入效果分析2、礦場試驗 河75-斜16主要表現(xiàn)為：

9、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。斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第18頁油井河75-6效果2.1水氣交替注入效果分析 井組內(nèi)對應(yīng)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，因為注氣量有限，后期含水又出現(xiàn)反彈，累計增油301噸。 2、礦場試驗斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第19頁2.2氮氣泡沫驅(qū)增產(chǎn)機理氮氣對巖石非潤濕 占據(jù)大孔隙空間 驅(qū)替效率低氣油粘度差大 氣油流度比大 易氣竄氮氣泡沫驅(qū)僅用于中高深油藏，無法注水開發(fā)小區(qū)塊，加入泡沫預(yù)防氣竄。2、礦場試驗1.縮頸

10、分離2.液膜隔斷3.液膜滯后氣體氣泡氣泡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)生較大阻力液膜滯后主要經(jīng)過阻塞氣體通道而降低氣體滲透率泡沫在孔隙介質(zhì)中運移方式斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第20頁泡沫視粘度大界面活性遇水穩(wěn)定，遇油不穩(wěn)定提升涉及體積選擇性封堵提升采收率提升驅(qū)油效率2、礦場試驗2.2氮氣泡沫驅(qū)增產(chǎn)機理斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第21頁2.2氮氣泡沫驅(qū)選井條件無法注水開發(fā)中高滲小區(qū)塊注采井組相對封閉高注低采正確錯誤氮氣氮氣有利于氣體捕集易發(fā)生氣竄2、礦場試驗斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第22頁油層垂深對比符合高注低采制訂注泡沫辦法預(yù)防氣竄無注水井進行能量補充2.2氮氣

11、泡沫驅(qū)礦場試驗2、礦場試驗斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第23頁2.2氮氣泡沫驅(qū)礦場試驗2、礦場試驗.10.31-11.6共注入氮氣8.97*104m3(標方)，加入泡沫劑6t。1.注泡沫前注氣壓力穩(wěn)定在6.5MPa左右。注泡沫后最高壓力12MPa。2. 在加入泡沫劑后，注氣壓力顯著上升，泡沫起到了堵塞大孔道，提升氣流阻力作用。斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第24頁 2.2氮氣泡沫驅(qū)效果分析2、礦場試驗液量上升含水下降河100-斜35河68-側(cè)斜314斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第25頁1.河100-斜35井在5天后因為套管氣大發(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

12、氣量上升，烴類氣量下降，反應(yīng)了氣竄過程。2.2氮氣泡沫驅(qū)效果分析2、礦場試驗 即使對應(yīng)油井含水大幅度下降，但油井井下距離過近造成氣竄，下步需要深入研究加入泡沫劑時機、用量等參數(shù)。斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第26頁補充地層能量抽提與攜帶控制底水2.3氮氣吞吐增產(chǎn)機理2、礦場試驗斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第27頁封閉斷塊；殘余油飽和度高油層較厚（5m）；正韻律（垂向滲透率200md）2.2氮氣吞吐選井條件2、礦場試驗斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第28頁河71-斜8井結(jié)構(gòu)圖層位：沙二1+2油層深度：2197.1 2239.0/7.1/2辦法前產(chǎn)量： 9.2*0.2*97.5% 形成氣頂控制

13、含水能量差地層封閉2.2氮氣吞吐礦場試驗2、礦場試驗斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第29頁河71斜8井.11.911.13累注氮氣11 *104m3(標方)，地下1087m3，最高注入壓力25MPa，穩(wěn)定注入壓力11.5MPa。河75斜34井.1.214.14累注氮氣34.9 *104m3(標方)，地下5128m3 ，最高注入壓力28MPa，穩(wěn)定注入壓力9MPa。2.3氮氣吞吐礦場試驗2、礦場試驗河71斜8注氣過程曲線河75-斜34注氣過程曲線斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第30頁2.3氮氣吞吐效果分析2、礦場試驗 注氣井方法見效油井統(tǒng)計 截止到4月18日 注氣油井注氣前注氣早期注氣末期累計增

14、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812.90.298.4105617.12.0288.2CBC27.92.0992.5111836744756*3*2調(diào)44*4.6*4河75-斜341.81.141CBC9.16.7326CBC1.51.312CBC280150補孔改層王102-斜11330.293168618.94.674.5134560.249615439574平均 5.90.577154.462.911.81.266742223斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第31頁1、經(jīng)過室內(nèi)試驗，氮氣能夠降低原油粘度，也可膨脹地層油，但改變幅度非常有限。這

15、與氮氣與地層油互溶能力相關(guān)。 2、經(jīng)過礦場實踐，不一樣注氮氣方式均取得了效果，更多表現(xiàn)為降水增油效果，而對補充和提升地層能量效果（如液量和動液面改變）并不非常顯著。3、水氣交替注入能夠改進注水井吸水剖面，擴大涉及系數(shù)，提升驅(qū)油效率。同時氣水兩相接觸并相互干擾，兩相流動狀態(tài)降低了水流動能力，從而降低了水油流度比；降低了氣流動能力，從而預(yù)防了氣竄。3、總結(jié)與認識斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第32頁4、氮氣（泡沫）驅(qū)油能夠增加地層能量，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，改進了氣體在地下流動狀態(tài)。提議在注氣壓力較低（10MPa），井距較近，氣竄可能性較大情況下考慮以下幾個方案：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(qū)在選井上優(yōu)選垂向滲透率200md，為預(yù)防氣竄，提升驅(qū)油效率，盡可能選擇高注低采方式。氮氣吞吐優(yōu)選正韻律沉積厚油層，利用重力差異形成氣頂驅(qū)替閣樓油。 3、總結(jié)與認識斷塊油田注氮氣方式的研究與實踐第33頁（1）注氣壓力在開始階段都有一個先升高后降低并穩(wěn)定過程。（2）該過程為氮