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1、注氮氣提高采收率氮氣氣源空氣中78%為氮氣,是氮氣的主要來源,但如何從空氣中分離出純凈的氮氣,一直是技術(shù)上的難題。目前基本上采用2種方法：一是利用冷卻技術(shù)：根據(jù)氧氣與氮氣不同的沸點,把空氣冷卻至-200℃以下液化,使二者分離開,這樣獲得的低溫液氮具有純度高、膨脹體積大的特點,但它無法使用普通壓縮機作業(yè),必需專用的液氮設(shè)備,而且液氮在常溫條件下儲存、運輸都較為困難,成本也比較高；二是利用先進的分子膜技術(shù)：在常溫條件下直接從空氣中分離出氮氣,優(yōu)點是方便,無氮源遠近之限制,制備出的氮氣可直接用于普通壓縮機處理,省去了液氮運輸花費
2、和不便,更為經(jīng)濟,但它供氣能力有限,需多組并聯(lián)使用,短時間內(nèi)無法滿足壓裂、酸化等大液量、高壓力的工作需求此外,還可利用化學方法生成氮氣,大多工藝復(fù)雜、成本高、生成量小,應(yīng)用范圍僅限于部分特殊需求。1.注氮氣開采機理2.注氮氣對地層流體PVT相態(tài)特征的影響3.適合注氮氣的油氣藏條件4.現(xiàn)場注氮氣設(shè)備5.注氮氣提高采收率應(yīng)用實例6.氮氣在油田的應(yīng)用注氮氣提高采收率1.注氮氣開采機理注氮氣開發(fā)油田通常通過以下機理來提高原油采收率：（1）多次接觸混相驅(qū)(包括作為驅(qū)替CO2、富氣或其它驅(qū)替劑與地層原油混相段塞的后緣注入或者氣水交替注
3、入混相驅(qū))；（2）多次接觸非混相驅(qū)或近混相驅(qū)；（3）循環(huán)注氣保持地層壓力；（4）頂部重力驅(qū)?；煜囹?qū)或非混相驅(qū)適于油層物性較差、原油中含一定溶解氣、原油重度在38～51oAPI(0.8348～0.7753)、油氣藏埋藏較深的輕質(zhì)油藏；循環(huán)注氣保持地層壓力，適于注水效果差、低孔隙、低滲透、原油重度在31～60oAPI范圍、埋藏較淺的油藏；而重力驅(qū)適合于油層物性好、埋藏較深、閉合高度大的鹽丘或背斜油藏。1.1混相驅(qū)氮氣很難與油藏原油發(fā)生一次接觸混相，但在足夠高的壓力下可與許多油藏原油達到蒸發(fā)氣驅(qū)動態(tài)混相，即注入的氮氣與油藏原油之
4、間經(jīng)過多次接觸和多次抽提，原油中的中間烴組分不斷蒸發(fā)到氣相中，當氣相富化到一定程度時便與原油達成混相。圖1-1氮氣蒸發(fā)氣驅(qū)混相過程圖1.注氮氣開采機理1.1.1連續(xù)注入氮氣混相驅(qū)如果用氣液兩相組成的變化來表示這一過程，其驅(qū)替機理可用下圖給出的組成三元相圖來描述。圖1-2氮氣多次接觸汽化氣驅(qū)前緣混相機理1.注氮氣開采機理注氮氣要求原油的輕烴和中間烴含量高，故一般來說實施的難度比較大且適用范圍較窄，但卻較之于注CO2和烴類氣體具有資源豐富、價格低廉的優(yōu)點。為了充分利用CO2和烴類氣體易混相的特點，同時也為了降低使用CO2和烴類
5、氣體的成本，可通過注氮氣推動CO2或烴類氣體段塞混相驅(qū)來提高采收率，其開采機理與CO2和烴類氣體混相驅(qū)機理相似。如果易混相氣體段塞的尺寸選擇合理，則用氮氣推動混相段塞的驅(qū)油效果會比連續(xù)注入氮氣效果較好，經(jīng)濟效益會更高。1.注氮氣開采機理1.1.2注氮氣推動易混相氣體段塞混相驅(qū)1.1.3交替注氮氣注水混相驅(qū)1.注氮氣開采機理在注氮氣驅(qū)過程中，由于氮氣的粘度遠低于油藏原油，產(chǎn)生的流度比會造成前緣氣體的粘性指進。為了減少氣竄的不利影響，保持驅(qū)替前沿混相帶的穩(wěn)定性，改進波及效率，在注入工藝上可采用交替注水注氮氣驅(qū)替方式。交替注水注
6、氮氣驅(qū)替方式主要用于混相驅(qū)，也可用于非混相驅(qū)。雖然交替注水注氮氣混相驅(qū)可將注水和注氣混相驅(qū)的優(yōu)點有效地結(jié)合在一起，但在現(xiàn)場實施中，會出現(xiàn)注入氣因重力作用而產(chǎn)生超覆現(xiàn)象，注入的水則會因重力作用而下沉，形成垂向上的粘性指進現(xiàn)象。因此針對不同的油藏，需通過長巖心驅(qū)替試驗和油藏模擬來研究確定合理的氣水比及氣水段塞尺寸，以減少重力分異。對交替注水注氮氣非混相驅(qū)，只要在合理的水氮氣比及合理的注入速度下進行，就能采出數(shù)量可觀的水驅(qū)剩余油，但其油量在很大程度上取決于油層巖石的相對滲透率特性。1.注氮氣開采機理1.2非混相驅(qū)機理當原油與驅(qū)替
7、流體之間存在有界面，即存在界面張力時候驅(qū)替過程稱之為非混相驅(qū)替。當油藏注水開發(fā)到一定程度時，就會產(chǎn)生油藏高含水、水驅(qū)采收率較低、注水困難而殘余油飽和度較高等不利情況。這時，可以采用注氮氣開采剩余原油。1.注氮氣開采機理（1）改變流動方向，驅(qū)替裂縫通道中的殘余油油田經(jīng)底部注水后改用頂部注氮氣，改變了滲流空間的壓力分布，可能“疏通”某些被阻塞的“死油”和“剝脫”裂縫面上的部分粘附油，從而降低裂縫通道網(wǎng)絡(luò)中的殘余油量。（2）通過原油體積膨脹排出殘余油溶解氮氣后，殘余油體積膨脹，使得部分的殘余油從其滯留的空間“溢出”而形成可采出油
8、；另一方面，原油在含油流動空間中膨脹排擠一部分水而形成油排水過程，可改善油的相對滲透率。此外，原油溶氣后，粘度明顯降低，這也有利于原油的流動和開采。其主要增產(chǎn)作用機理如下：1.注氮氣開采機理1.3重力穩(wěn)定驅(qū)氮氣在原油及地層水中的溶解度都很低，因此其主要驅(qū)油機理并不是改變油的流動特性，而是依靠自身優(yōu)越的條
