氮氣驅與氮氣泡沫驅技術適用性分析

劉生平

摘要：根據我國的相關調查數據顯示，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的發展起到了深遠的意義。本文主要針對于氮氣驅與氮氣泡沫驅技術的使用展開了研究，針對于現今油田中后期開發中，使用高效方法開采的提升綜合采收效率。

關鍵詞：氮氣驅;氮氣泡沫驅;適用性分析

前言：

當石油開采工作進入到中后期，水驅油井的產油含水量就會直線的上升，油田在開發的過程中難度在不斷的增加，注氣開采技術的使用已經成為現今國內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油藏開發，在后來的發展中逐漸的提出了混相機理與近混相機理的應用，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烴類氣體的價格上漲，于是人們轉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，同時會對設備造成比較大的腐蝕性，也會對油層產生一定的傷害，所以人們選擇注入空氣。但是經過一段時間之后，發現氧氣對于生產設備也會產生一定的腐蝕性，最終提出注入化學性質不活潑的氮氣，以此提升工作開展的采收率。

二、驅油機理可行性分析

（一）氮氣驅油機理

在高溫高壓的條件下，使用氮氣驅替代原油的工作中，會與原油之間產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，也會達到非混相驅作用，對于一些殘余在油界面導出聚集的流動物質，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替氣頂油藏。在一些包含油氣構造的油柱部分注氣，可以促進氮氣在油藏的構造頂部形成次生氣頂氣，從而將頂部的一些原油推向生產井驅替提升采收工作效率。

（二）泡沫改善氣驅的機理

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對流體流動比的控制，以此提升波及效率。當出現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，一起替代驅替流體流動。當泡沫達到油藏之后，就會優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賈敏效應。所以當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，導致其流動阻力比較大，提升了地層中的高波與系數。因為泡沫的形狀是會發生改變的，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殘余油驅替出來，以此有效的提升采油工作效率。

三、實際應用案例

在上個世紀七十年代初期，我國很多的油田都在經過多年的水驅開采工作之后，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現，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生竄流，所以很難在工作開展中提高波及系數。人們為了防止氮氣在地層中發生竄流，就結合了氮氣驅與泡沫驅技術的使用，氮氣驅在發生混相驅替時混相的壓力就會相對升高，而氮氣泡沫驅的使用可以有效的降低混相壓力，并且在基于氮氣驅自身原有的優勢基礎之上，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。國內的部分油田在進入到高含水時期的開發中，開展了對于氮氣驅與氮氣泡沫驅提升石油采收效率的實踐研究工作。并且根據相關的實踐研究工作開展，表明了兩相技術在使用過程中，可以明顯的改變水驅的狀態，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的注氮氣提升采收效率的研究工作開展中，在數值模擬的工作開展中，完成了與歷史擬合之后的氮氣驅，有效的改善了氮氣驅的工作開展。在保障經濟效益最大的情況下，氮氣段塞大小最佳條件下，氮氣驅的實驗綜合采收效率提升了3.88%，在中心井區的采收效率提升了5.45%，提升了石油開采工作的效率。

結語：

總的來講，我國在近些年的石油開采過程中，一些待開發的油藏條件是比較惡劣的，水驅的含油上升比較快，但是采收效率低下等因素的影響，促使氣驅提升采收效率技術得到迅速的發展，并逐漸的擴大了實際的應用范圍。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，在非混相驅的條件下可以得到二氧化碳與天然氣相同的結果，卻是二氧化碳的三倍，所以在驅油過程中產生的氮氣壓縮系數也是二氧化碳的三倍。

參考文獻：

[1]睢芬，魏宏洋. 縫洞型油藏氮氣泡沫輔助氣驅技術及應用[J]. 新疆石油天然氣，2020，16（04）：83-86+8.

[2]石洪，鄭繼龍，陳立群. 渤海J油田氮氣泡沫酸化用泡沫酸體系優選[J]. 精細石油化工進展，2020，21（01）：10-12+15.

[3]周碩. 超低滲透油藏泡沫輔助氮氣驅試驗研究[J]. 中國石油和化工標準與質量，2020，40（03）：60-61.

[4]姚曉峰，王岳虎. 氮氣泡沫驅替技術在玉果油田的研究與應用[J]. 中國石油和化工標準與質量，2019，39（20）：197-198.

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