氮气驱与氮气泡沫驱技术适用性分析

刘生平

摘要：根据我国的相关调查数据显示，很多油田都属于低渗透油藏，原油的平均采收率仅仅只有32.4%，如果不能通过工作开展提升采收效率，那么我国就会在石油开采中损失三分之二的原油，所以提升采收效率对于我国石油行业的发展起到了深远的意义。本文主要针对于氮气驱与氮气泡沫驱技术的使用展开了研究，针对于现今油田中后期开发中，使用高效方法开采的提升综合采收效率。

关键词：氮气驱;氮气泡沫驱;适用性分析

前言：

当石油开采工作进入到中后期，水驱油井的产油含水量就会直线的上升，油田在开发的过程中难度在不断的增加，注气开采技术的使用已经成为现今国内外提升石油开采效率的重要方式之一。在20世纪初期，人们在开采工作中为了维持油层的压力，同时提升开采工作效率，就会使用注气的方式提升原油的实际采收效率。

一、注气提升采收率

人们最开始使用注气的方式，保持地层中的压力实现油藏开发，在后来的发展中逐渐的提出了混相机理与近混相机理的应用，以此有效的提升原油开采效率。使用混相机理提升石油采收工作效率，最主要的就是向地层中注入一些烃类气体，主要是因为用气量比较大以及后续烃类气体的价格上涨，于是人们转向注入二氧化碳的方法，但是二氧化碳的来源比较少，资源的获取受到了一定的限制，同时会对设备造成比较大的腐蚀性，也会对油层产生一定的伤害，所以人们选择注入空气。但是经过一段时间之后，发现氧气对于生产设备也会产生一定的腐蚀性，最终提出注入化学性质不活泼的氮气，以此提升工作开展的采收率。

二、驱油机理可行性分析

（一）氮气驱油机理

在高温高压的条件下，使用氮气驱替代原油的工作中，会与原油之间产生多次的接触从而达到混相，以此有效的消除存在的界面张力，促使残余石油饱和度降低，并增加了可动油的比例。向油层中注入氮气，可以降低稠油自身的黏度，所以起到的驱替效率是比较高的。水与氮气的交替注入，也会达到非混相驱作用，对于一些残余在油界面导出聚集的流动物质，可以在通过空隙喉道的过程中，促使气体的弹性能量起到一定的清洗流油的作用，所以在工作开展中，使用交替注入水与氮气的方式，要远比单纯的水驱油起到的效果更好，可以促进残余油聚集，并为其活动提供条件。针对于一些埋藏比较深，且闭合程度比较高的构造圈闭油气藏来讲，其顶部注入一定的氮气可以保持地层中的压力，这样一来可以更好的促进氮气重力驱替气顶油藏。在一些包含油气构造的油柱部分注气，可以促进氮气在油藏的构造顶部形成次生气顶气，从而将顶部的一些原油推向生产井驱替提升采收工作效率。

（二）泡沫改善气驱的机理

泡沫体系会因为自身的重力作用，全部聚集在上部地层中，因为自身有着比较大的黏度，所以可以有效的实现对流体流动比的控制，以此提升波及效率。当出现破裂之后气泡中的气体，会对原油起到一定的稀释作用，这样一来可以更好的促进原油的流动，泡沫中所具有的气体也会同时对地层的能量起到补充的作用，以此提升油层自身的压力。泡沫的表面有着一定的活性剂，这样一来就可以增加油与岩石之间的润湿度，促使洗油能力得到不断的增加，同时促使原油与水之间所形成的低界面张力降低，继而提升采收工作开展效率。其表面所具有的活性剂，可以很好的改变原油自身的流动性，促使原油被剥分成为丝状或者是细粉状，一起替代驱替流体流动。当泡沫达到油藏之后，就会优先的进入到渗透效率比较高的地层中，因为泡沫在地层中的流动会出现贾敏效应。所以当流体遇到的阻力在不断增加时，也会随着泡沫的注入，逐渐的提升地层中的压力，泡沫就会被迫的进入到一些孔隙比较小的地层中，导致其流动阻力比较大，提升了地层中的高波与系数。因为泡沫的形状是会发生改变的，所以可以进入到各种孔隙中，但是没有将被注水波及的不连续残余油驱替出来，以此有效的提升采油工作效率。

三、实际应用案例

在上个世纪七十年代初期，我國很多的油田都在经过多年的水驱开采工作之后，纷纷的进入到了高含水时期，为了增油降水，很多的油田开始注氮气提升采收率的实验。但是国外针对于氮气提升采收率的研究发现，氮气的溶解性比较差，黏度相对比较大，针对于液体来讲比较低且流度大，更加容易渗透在一些渗透率比较大的地层中发生窜流，所以很难在工作开展中提高波及系数。人们为了防止氮气在地层中发生窜流，就结合了氮气驱与泡沫驱技术的使用，氮气驱在发生混相驱替时混相的压力就会相对升高，而氮气泡沫驱的使用可以有效的降低混相压力，并且在基于氮气驱自身原有的优势基础之上，扩大了氮气自身的波及体积，提升其纵向上升的波及厚度，促使原油的采收效率明显的提升。国内的部分油田在进入到高含水时期的开发中，开展了对于氮气驱与氮气泡沫驱提升石油采收效率的实践研究工作。并且根据相关的实践研究工作开展，表明了两相技术在使用过程中，可以明显的改变水驱的状态，有效的提升了平面波的波及面积，降低了原油开采过程中的含水量，促使采收效率不断的提升。

吴振华针对于温西地区的注氮气提升采收效率的研究工作开展中，在数值模拟的工作开展中，完成了与历史拟合之后的氮气驱，有效的改善了氮气驱的工作开展。在保障经济效益最大的情况下，氮气段塞大小最佳条件下，氮气驱的实验综合采收效率提升了3.88%，在中心井区的采收效率提升了5.45%，提升了石油开采工作的效率。

结语：

总的来讲，我国在近些年的石油开采过程中，一些待开发的油藏条件是比较恶劣的，水驱的含油上升比较快，但是采收效率低下等因素的影响，促使气驱提升采收效率技术得到迅速的发展，并逐渐的扩大了实际的应用范围。因为氮气是一种惰性气体，并没有腐蚀性，来源是比较广泛的，在非混相驱的条件下可以得到二氧化碳与天然气相同的结果，却是二氧化碳的三倍，所以在驱油过程中产生的氮气压缩系数也是二氧化碳的三倍。

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