氮气化学辅助吞吐工艺技术

2014-03-08孔东胜彭富更张永平张建军雷洲张红梅河南油田采油二厂

油气田地面工程 2014年2期

孔东胜彭富更张永平张建军雷洲张红梅河南油田采油二厂

氮气化学辅助吞吐工艺技术

孔东胜彭富更张永平张建军雷洲张红梅河南油田采油二厂

河南油田稠油油藏开发过程中暴露出的问题主要有高轮次吞吐后回采水率低、注汽开采成本较高等。分别选择三种不同类型黏度的稠油、特超稠油、超稠油原油进行降黏实验。氮气辅助蒸汽吞吐地质模拟实验表明，氮气、蒸汽最佳混注比例25∶1～45∶1范围内，注入时机在3～7周期效果最佳。氮气量优化设计时应考虑油层条件、采出程度、吞吐周期等因素。

稠油；蒸汽吞吐；注氮气；降黏剂

河南油田稠油油藏开发过程中暴露出的问题主要有高轮次吞吐后回采水率低，地下存水增多，原油产量下降，套管变形或损坏数量增加，低产低效井增多，开发效果差，注汽开采成本高等，需要提高油井采收率，以改善开发效果。

1 技术原理

（1）氮气的性质。氮气具有导热系数（0.024 75 W/m·K）低，比热容大，化学性质不活跃，不易与碳氢化合物发生反应，在水中溶解度低的特点，且来源广，在稠油热采中得到广泛应用。

（2）氮气提高吞吐效果机理。氮气导热系数低，油井在注蒸汽时，通过向油井油套环形空间注入氮气驱替出导热系数高的水，降低注汽时热损失。测井数据表明，井筒注入氮气后，井底干度上升，套管温度降低，热损失率下降。注蒸汽的同时，注入非凝结性氮气，提高了地层压力。当油井开抽时，氮气体积膨胀，注入地层中的氮气反向流入井内，使油水返排，起到助排的作用，从而增加了油井产量。

（3）氮气结合化学降黏剂辅助蒸汽吞吐作用原理。蒸汽在稠油热采中起着主导作用。注氮气有助于降低热损失，补充地层能量，提高油层动用程度。氮气结合化学降黏剂辅助蒸汽吞能把氮气助排、原油降黏、蒸汽降黏有机结合，形成合力，起到增加地层能量、降低原油黏度，扩大蒸汽波及体积的目的，从而达到提高原油采收率的效果。

2 室内研究

（1）化学降黏剂的降黏能力。分别选择3种不同类型黏度的稠油、特超稠油、超稠油原油进行降黏实验，油水比为7：3，降黏剂加入后浓度为3‰，在温度为50℃时进行旋转黏度测试。实验结果表明，原油黏度大大降低，有的甚至降到100mPa·s以下，所选两种降黏剂对这3种原油的降黏率均能达到97%以上，能够满足原油降黏的需要。

（2）化学降黏剂的热稳定。将装有化学降黏剂溶液的耐温耐压密封容器放入马弗炉中，300℃下恒温一周后取出进行降黏实验。实验结果表明：与原来降黏率相比，两种降黏剂的降黏率略有降低，但仍能达到95%以上，说明该降黏剂有较强的热稳定性。

（3）破乳剂脱水评价。取稠油联合站的原油进行破乳剂脱水实验。结果表明，破乳剂平均脱水率在92%以上，脱出水清，呈乳白色，脱出水平均含油量在80 mg/L以下，说明该化学降黏剂不影响原油的后续脱水，与破乳剂的配伍性好。

（4）氮气辅助蒸汽吞吐工艺中注入时机及混注比。根据河南油田工程院做的氮气辅助蒸汽吞吐地质模拟实验，氮气、蒸汽最佳混注比例25∶1～45∶1范围内，注入时机在3～7周期效果最佳。氮气量优化设计时应考虑油层条件、采出程度、吞吐周期等因素。