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1、重庆科技学院课程论文院（系）:石油与天然气工程学院_专业班级:油储10-01学生姓名:张灵姗学号:论文题目:______________论氮气法提高采收率___________完成日期：2012年1月4日成绩:________________教师签字:__________论氮气法提高采收率一、方法概论1、用N2作为驱替剂有如下几个特点：N2作为驱替剂在工艺上不存在防腐问题；在相同的温度和压力下，N2的密度小于油藏气顶气的密度，粘度则与气顶气接近(即使在地层压力高达42MPa以上时仍能保持此特性)，这种特性适合于块状油藏和倾斜油藏采用顶部注气按重力分异方式驱替原油，并有利于缓和
2、重力驱过程中出现的粘性指进现象；N2的偏差系数比气顶气、CO2大，并且它不溶于水，较少溶于油，这使得N2在驱油过程中具有良好的膨胀性，形成的弹性能量大，特别有利于气顶油藏采用气顶注N2以保持压力的方式同时开发气顶气和油环油；N2能抽提(蒸发)原油中的轻烃和中间烃组分，使自己得到富化，使其物性逐渐趋向于原油，这一特性就有利于富含轻烃和中间烃的轻质油藏、挥发油藏、凝析气藏采用注N2以混相或非混相蒸发气驱的方式开采原油；N2资源充足，且已形成一整套从空气中制N2→注N2→脱N2的工业化流程和配套设备，使得注N2成本低廉。氮气气源空气中78%为氮气,是氮气的主要来源,但如何从空气中分
3、离出纯净的氮气,一直是技术上的难题。目前基本上采用2种方法：一是利用冷却技术：根据氧气与氮气不同的沸点,把空气冷却至-200℃以下液化,使二者分离开,这样获得的低温液氮具有纯度高、膨胀体积大的特点,但它无法使用普通压缩机作业,必需专用的液氮设备,而且液氮在常温条件下储存、运输都较为困难,成本也比较高；二是利用先进的分子膜技术：在常温条件下直接从空气中分离出氮气,优点是方便,无氮源远近之限制,制备出的氮气可直接用于普通压缩机处理,省去了液氮运输花费和不便,更为经济,但它供气能力有限,需多组并联使用,短时间内无法满足压裂、酸化等大液量、高压力的工作需求此外,还可利用化学方法生成氮
4、气,大多工艺复杂、成本高、生成量小,应用范围仅限于部分特殊需求。二、氮气法的机理1.注氮气开采机理注氮气开发油田通常通过以下机理来提高原油采收率：（1）多次接触混相驱(包括作为驱替CO2、富气或其它驱替剂与地层原油混相段塞的后缘注入或者气水交替注入混相驱)；（2）多次接触非混相驱或近混相驱；（3）循环注气保持地层压力；（4）顶部重力驱。混相驱或非混相驱适于油层物性较差、原油中含一定溶解气、原油重度在38～51ºAPI(0.8348～0.7753)、油气藏埋藏较深的轻质油藏；循环注气保持地层压力，适于注水效果差、低孔隙、低渗透、原油重度在31～60ºAPI范围、埋藏较浅的油藏；
5、而重力驱适合于油层物性好、埋藏较深、闭合高度大的盐丘或背斜油藏。1.注氮气开采机理1.1混相驱1.1.1连续注入氮气混相驱氮气很难与油藏原油发生一次接触混相，但在足够高的压力下可与许多油藏原油达到蒸发气驱动态混相，即注入的氮气与油藏原油之间经过多次接触和多次抽提，原油中的中间烃组分不断蒸发到气相中，当气相富化到一定程度时便与原油达成混相。图1-1氮气蒸发气驱混相过程图1.1.2注氮气推动易混相气体段塞混相驱注氮气要求原油的轻烃和中间烃含量高，故一般来说实施的难度比较大且适用范围较窄，但却较之于注CO2和烃类气体具有资源丰富、价格低廉的优点。为了充分利用CO2和烃类气体易混相的
6、特点，同时也为了降低使用CO2和烃类气体的成本，可通过注氮气推动CO2或烃类气体段塞混相驱来提高采收率，其开采机理与CO2和烃类气体混相驱机理相似。如果易混相气体段塞的尺寸选择合理，则用氮气推动混相段塞的驱油效果会比连续注入氮气效果较好，经济效益会更高。1.1.3交替注氮气注水混相驱在注氮气驱过程中，由于氮气的粘度远低于油藏原油，产生的流度比会造成前缘气体的粘性指进。为了减少气窜的不利影响，保持驱替前沿混相带的稳定性，改进波及效率，在注入工艺上可采用交替注水注氮气驱替方式。交替注水注氮气驱替方式主要用于混相驱，也可用于非混相驱。虽然交替注水注氮气混相驱可将注水和注气混相驱的优
7、点有效地结合在一起，但在现场实施中，会出现注入气因重力作用而产生超覆现象，注入的水则会因重力作用而下沉，形成垂向上的粘性指进现象。因此针对不同的油藏，需通过长岩心驱替试验和油藏模拟来研究确定合理的气水比及气水段塞尺寸，以减少重力分异。对交替注水注氮气非混相驱，只要在合理的水氮气比及合理的注入速度下进行，就能采出数量可观的水驱剩余油，但其油量在很大程度上取决于油层岩石的相对渗透率特性。由于注入气与原油间存在很大的密度差，因此应低速开采，使重力足以让密度较小的气体与原油分离，以便当气体指进欲形成时得以抑制。
