氮氣二氧化碳輔助吞吐技術(shù)在高升采油廠研究與應(yīng)用

馬海峰

摘 要：高升采油廠坐落在遼寧省盤錦市盤山縣高升鎮(zhèn)境內(nèi)，已進入蒸汽吞吐開采后期，油井平均吞吐周期為7輪，可采地層儲量程度達到92.72%，油層壓力降至目前的0.95-1.61MPa，由于地層壓力降低和吞吐輪次的增加，原油的采出越來越困難，為有效解決上述問題，采取氮氣二氧化碳輔助吞吐技術(shù)，提高地層能量及采收率。

關(guān)鍵詞：牛心坨；空心桿電加熱；油管電加熱；生產(chǎn)能耗

中圖分類號：TE357 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）17-0133-01

高升采油廠坐落在遼寧省盤錦市盤山縣高升鎮(zhèn)境內(nèi)，主要開發(fā)高升、牛心坨兩個油田，動用含油面積29.25km2，石油地質(zhì)儲量14315×104t，經(jīng)過30多年的開發(fā)，已進入蒸汽吞吐開采后期，油井平均吞吐周期為7輪，其中大部分井吞吐已達4-8次，累計注汽1614×104t，累產(chǎn)油1842.94×104t，累計產(chǎn)水681.68×104m3，地下虧空846×104t，可采地層儲量程度達到92.72%，油層壓力由原始的16.1-18.4MPa降至目前的0.95-1.61MPa，由于地層壓力降低和吞吐輪次的增加，原油的采出越來越困難，本文研究的氮氣二氧化碳能夠有效補層地層能量，增強原油的流動性，降低原油粘度，有效提高采收率。

1 吞吐原理

1.1 氮氣吞吐原理

（1）增強了原油的流動性：先注氮氣后跟進蒸汽，被原油捕集的壓縮氮氣受熱膨脹聚集，使連續(xù)的油被小的氮氣段塞分隔為段塞式油，原油的連續(xù)性被打破，流動形態(tài)發(fā)生改變，相互之間的作用力減小，原油流動性增加，有利于采出。（2）擴大油層加熱帶：利用氮氣具有滲透性好，膨脹系數(shù)大，非凝結(jié)性等特點，攜帶熱量進入油層深部，加大蒸汽波及體積。（3）提高回采水率：氮氣和蒸汽一起注入到油藏，在回采的過程中，由于壓力下降、氣體膨脹，超助排作用，改善多周期的開發(fā)效果。（4）補充底層能量：氮氣不溶于水，較少溶于油，具有良好的膨脹性，可節(jié)省注汽量，彈性能量大，可局部提高地層壓力。

1.2 二氧化碳吞吐原理

（1）補充地層能量：液態(tài)CO2注入地層后，在地層溫度的作用下，使原油體積膨脹10-40%。提升孔隙壓力，補充地層能是，提高了地層原油的流動能力。（2）降低原油粘度：液態(tài)CO2在地層溫度下快速氣化，氣化的CO2極易溶于原油，能夠大幅度降低原油密度及油水界面張力，改善了原油流動性，提高了原油采收率。（3）改善儲層滲透率：CO2溶解于水后，生成易溶于水的碳酸氫鹽，酸解地層中的一部分雜質(zhì)，提高油層的滲透性，另外，CO2返排的過程中，在壓差的作用下，部分游離氣會對油層的堵塞物起到?jīng)_刷作用，可有效的疏通因二次污染造成的地層堵塞。

2 室內(nèi)研究

2.1 氮氣用量的設(shè)計優(yōu)化

根據(jù)數(shù)模分析，氮氣與蒸汽最佳合理配比為25：1-50：1，但通過現(xiàn)場實施情況分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)獨馀浔瘸^45時，雖然產(chǎn)量會增加，但是投入產(chǎn)出比會下降，措施噸油成本升高，確定氮氣與蒸汽的合理配比在25：1-45：1。見表1。

2.2 二氧化碳的設(shè)計優(yōu)化

通過以往的資料可知，二氧化碳用量的確定主要有兩種方式，一是根據(jù)吞吐周期確定每米油層液態(tài)CO2的用量，目前高升稠油區(qū)塊吞吐輪次在7輪以上，液態(tài)CO2最佳設(shè)計范圍在2-3t/m；通過室內(nèi)研究模擬試驗，在不用配比觀察驅(qū)油效果，最終確定液態(tài)CO2的用量按熱采周期設(shè)計注汽量的2.5-3.5%進行設(shè)計。

2.3 蒸汽用量的設(shè)計優(yōu)化

現(xiàn)場注入液態(tài)CO2溫度為-17℃，壓力2.1MPa，注入地層后，變成10MPa，100℃時的氣態(tài)CO2時，則需要吸收執(zhí)量為2914.34KJ/kg。因此，CO2變成氣態(tài)后，會消耗地層一定的熱量，所以在注汽量設(shè)計時必須考慮這部分熱量消耗。水的汽化潛熱2260.87 KJ/kg，從數(shù)據(jù)計算需1.3倍CO2質(zhì)量的水蒸汽。

2.4 輔助藥劑的設(shè)計優(yōu)化

一般要求CO2的輔助藥劑的質(zhì)量比在10-16之間，同時結(jié)合措施效果與油層數(shù)和凈總比的關(guān)系分析，表面活性劑的設(shè)計要求是：

（1）當(dāng)油層數(shù)≤4時，凈總比≥0.8時，C=16。（2）當(dāng)大于上述參數(shù)時，C=10-16之間逐漸加大表面活性劑的設(shè)計量。

基本原則是直井不超過10噸，水平井則根據(jù)油井情況適當(dāng)調(diào)整。

通過室內(nèi)試驗，確定極性基團為磺酸基的陰離子表面活性齊的高溫發(fā)泡劑性能最佳，確定非離子表面活性劑AE為驅(qū)油助排劑（主要成份為聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段聚醚）。

3 現(xiàn)場實施情況

2016年，氮氣二氧化碳輔助蒸汽吞吐技術(shù)共實施13井次，累計注入氮氣2000萬m3、二氧化碳306噸，地層壓力提高0.3MPa，累計實現(xiàn)增油4800t。按照原油價格2000元/噸計算，創(chuàng)效960萬元。

4 結(jié)語

（1）應(yīng)用氮氣二氧化碳輔助吞吐技術(shù)可有效提高地層壓力，提高產(chǎn)油量。（2）應(yīng)用氮氣二氧化碳輔助吞吐技術(shù)現(xiàn)場操作比較簡單，不增加額外工序。（3）應(yīng)用氮氣二氧化碳輔助吞吐技術(shù)可在油田開發(fā)中進行推廣。endprint