CN105134151A - 热氮气增能降粘增产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热氮气增能降粘增产工艺，采用段塞注入工艺，具体为：第一段塞为预处理段塞：注入介质为热氮气；第二段塞为降粘剂段塞：注入介质为AE降粘剂；第三段塞为热水段塞：该段塞起到顶替降粘剂的作用；第四段塞为热氮气增能降粘段塞：注入介质为热氮气；所述第一段塞和第四段赛中热氮气的温度不低于100℃。本发明能够增加地层能量，降低原油粘度，同时降低成本，降低原油含水率，提高原油采收率。
Description
技术领域
本发明涉及稠油油田地层亏空严重、原油粘度高的开发工艺领域，具体是一种氮气、化学剂段塞式注入工艺。
背景技术
油田经过多年的开发，已经进入高含水期，产油量总体处于递减阶段。地层非均质性强，长期的注水开发，使得原油含水率进一步升高，吨油耗水量提高，开发效果变差。由于原油被大量采出，地层亏空严重，产能严重下降。而稠油油田原油粘度大，流动性差，开采难度大。针对稠油油田地层亏空严重，原油粘度高的问题，油田开展了多种类型的现场注入工艺研究：
氮气、蒸汽段塞式注入，氮气能够增加地层能量，弥补地层亏空，提高油井产能，蒸汽可以降低原油粘度，提高原油流动性，但蒸汽温度下降后凝结成水，会导致开井后的排水期变长，且原油含水率上升。
氮气、蒸汽、降粘剂段塞式注入，能起到增能、降粘的效果，但排水期较长，且成本较高，不利于工艺的大范围推广。
发明内容
为解决背景技术中的不足，本发明提供了一种热氮气、降粘剂段塞注入的氮气增产工艺，该工艺能克服已有工艺排水期长，原油含水率高、施工成本高的缺点，能够增加地层能量，降低原油粘度，同时降低成本，降低原油含水率，提高原油采收率，极大地提高投入产出比。
本发明的技术方案是：采用段塞注入工艺，具体为：
第一段塞为预处理段塞：注入介质为热氮气；
第二段塞为降粘剂段塞：注入介质为AE降粘剂；
第三段塞为热水段塞：该段塞起到顶替降粘剂的作用；
第四段塞为热氮气增能降粘段塞：注入介质为热氮气；
所述第一段塞和第四段塞中热氮气的温度不低于100℃。
上述方案可进一步优选为：
优选的，所述热氮气温度为120℃；因为常规氮气压缩机输出的氮气温度约为25℃，所含热量少，对稠油油藏只能起到增能的作用，而不能达到降粘的效果。根据油田需要，省去氮气压缩机的四级冷却***，输出氮气温度可达120℃，增加地层能量的同时，降低了原油的粘度，可提高原油采收率。
优选的，所述热氮气浓度为95％-99％；根据施工需要，氮气浓度可在上述范围内调节。
优选的，所述第一段塞的热氮气量占热氮气总量的20％；第一段塞的热氮气作用是对近井地带进行预热，疏通油流通道，在一定程度上解除堵塞，增大第二段塞的降粘剂的波及范围，达到更好的降粘效果。
优选的，所述第四段塞的热氮气量占热氮气总量的80％，第四段塞的热氮气起到增能、降粘、解堵的作用。
优选的，所述热氮气总量的通过以下步骤确定：
(1)根据以下公式确定氮气在油层中的体积
V＝π×R2×φ×h×Es×Ev；
其中：
R为施工处理半径，单位m；
φ为油层孔隙度％；
h为油层厚度，单位m；
Es为面积波及系数，取0.6；
Ev为纵向波及系数；取0.5；
V为氮气在油层中的体积，单位m3；
(2)，根据以下公式计算出氮气的压缩比，从而得出地面的氮气体积；
P1×V1÷T1＝P2×V2÷T2
其中：
P1为地面压力；单位Mpa；
V1为地面氮气体积；单位m3；
T1为地面温度；单位K；
P2为地层压力；单位Mpa；
V2为氮气在地层中体积；单位m3；
T2为地层温度；单位K。
比如：当R施工处理半径为20m，φ油层孔隙度32％，h油层厚度10m，Es面积波及系数取0.6，Ev纵向波及系数取0.5，得出氮气地下体积为1205.76m3；地上温度取20℃，地下温度为30℃，地层压力为4Mpa，由公式计算得出氮气的压缩比为38.68，从而得出需要46638m3的氮气。
优选的，所述AE降粘剂为AE-121降粘剂，降粘剂的质量浓度为18-20％；第二段塞的降粘剂量根据原油粘度，处理半径，油层厚度等参数确定，泵入的排量控制在10-15m3/h。
优选的，所述热水是油田采出水处理后得到的地层水，此处热水是油田采出水处理后的水，与地层有较好的配伍性，此段塞起到顶替降粘剂的作用。
本发明能有效增加地层能量，提高近井地带的原油温度，解除近井地带堵塞，疏通油流通道，有效提高原油采收率。下面以理论计算来说明本发明的效果：
当热氮气的温度为120℃，假设热氮气的作用半径为1m，氮气作用后的岩石、原油、水温度上升至t，岩石的比热容0.75KJ/(kg℃)，岩石密度为2.65*103kg/m3，油的比热容2KJ/(kg℃)，油的密度0.92*103kg/m3，水的比热容4.2*103KJ/(kg℃)，水密度为1*103kg/m3。
岩石吸热量Q岩＝π×R2×h×(1-φ)ρ岩×C岩×(t-30)，油吸收热量Q油＝π×R2×h×φ×ρ油×C油(t-30)，水吸收的热量Q水＝π×R2×h×φ×ρ水×C水×(t-30)，热氮气提供的热量Q氮＝V×ρ氮×C氮×(120-t)，Q氮＝Q岩+Q油+Q水，根据计算得出热氮气作用后的原油温度为71.33℃。
也就是说按设计注入一定量的120℃热氮气，能将油层温度由初始的30℃提升为71℃，有效地提高原油近井地带的原油温度，解除近井地带的堵塞物，原油更容易渗流到井底，从而解决原油粘度大、开采难度大、含水率高的难题。
综上所述，与现有技术相比，本发明由以下优点：
(1)本发明未注入蒸汽，降低了施工成本，降低了原油含水率。
(2)注人的介质时热氮气，携带的能量更多，能有效补充地层能量，提高油井产能。
(3)热氮气的温度高于油层的温度，热氮气所含的热量能提高原油温度，从而粘度降低，流动性增强，原油更加容易开采。
附图说明
图1是实施例1中的某井单井柱状图；
图2是实施例1中的某井Ⅳ2层氮气增能降粘工艺效果曲线图；
图3是实施例2中的某井单井柱状图；
图4是实施例2中的某井注氮前后工艺效果对比图
具体实施方式
以下实施例仅用于对本发明做进一步的描述，并不是用来限制本发明的范围。以下实施例1-3开采工艺均采用段塞注入工艺，具体为：
第一段塞为预处理段塞：注入介质为热氮气；
第二段塞为降粘剂段塞：注入介质为AE降粘剂；
第三段塞为热水段塞：该段塞起到顶替降粘剂的作用；
第四段塞为热氮气增能降粘段塞：注入介质为热氮气；
实施例1
基础地质条件
某井处于井楼东北角的斜坡带，其上为断层遮挡。目前生产层为Ⅳ2层，有效厚度为4.6m，变异系数达到1.8，孔隙度28.963％，渗透率1.246μm2，岩性为灰褐色油斑细砂岩，席状砂沉积微相，参见图1单井柱状图。
经过多轮次开采，地层亏空严重，凝固点较高，原油沥青质与蜡质含量高，原油粘度大。
工艺流程
①按注气要求上提光杆，并固定牢固，等待注气；
②对该井正挤5000标方120℃热氮气(预处理)；
③前置段塞完成后，进行药剂(降粘剂)注入施工，并用热水顶替；
④一天后，从套管按注氮参数注120℃热氮气20000标方；
⑤录取注氮参数。
工艺效果
参见下表一以及图2。
表一：该井Ⅳ2层氮气增能降粘工艺效果统计表
采取热氮气增能降粘工艺之前，日产液3.5t，日产油0.5t，含水85％，措施之后，平均日产液9.0t，日产油5.0t，含水率在39％与49％之间。日产油量得到极大提高，含水率下降，达到了预期的效果。
实施例2
基础地质条件
施工对象为井楼某井，其主力油层为Ⅳ7层，有效厚度2.4米，孔隙度29.39％，渗透3.202μm2含油饱和度为53.6％，主要岩性为浅灰色油迹细砂岩，沉积微相为水下分流间道，参见图3单井柱状图。
施工工艺
氮气注入参数设计
药剂注入参数设计
工艺效果
参见如图2的工艺效果对比图，注氮后日均产液量由7t升为10.3t，日均产油量由1.54t升为4.9t，含水率由78％降为52.4％。
实施例3
基础地质条件
施工对象为井楼某井，其主力油层为Ⅳ4层，有效厚度3.4米，孔隙度23.29％，渗透2.202μm2含油饱和度为43.6％，原油凝固点为38℃,沥青质、胶质含量为6.43％,含蜡量为42.5％。
施工流程
第一段塞注入8000标方热氮气，起到预处理的作用；
第二段塞注入浓度为18％的AE-121降粘剂溶液10m3，降低原油粘度；
第三段塞注入经处理后的地层水，驱替井筒中降粘剂到地层中去；
第四段塞注入3200标方热氮气，对地层起到增能的作用，并对近井地带起到解堵的作用。
工艺效果
采取热氮气增能降粘工艺前，该井日产液6.6t，日产油0.4t，含水率高达94％；工艺之后，产油阶段平均日产液11.1t，日产油6t，含水率在40％到50％之间。
Claims (7)
1.一种热氮气增能降粘增产工艺，其特征在于，采用段塞注入工艺，具体为：
第一段塞为预处理段塞：注入介质为热氮气；
第二段塞为降粘剂段塞：注入介质为AE降粘剂；
第三段塞为热水段塞：该段塞起到顶替降粘剂的作用；
第四段塞为热氮气增能降粘段塞：注入介质为热氮气；
所述第一段塞和第四段塞中热氮气的温度不低于100℃。
2.根据权利要求1所述的热氮气增能降粘增产工艺，其特征在于，所述热氮气温度为120℃.
3.根据权利要求1所述的热氮气增能降粘增产工艺，其特征在于，所述热氮气浓度为95％-99％。
4.根据权利要求1所述的热氮气增能降粘增产工艺，其特征在于，所述第一段塞的热氮气量占热氮气总量的20％；所述第四段塞的热氮气量占热氮气总量的80％。
5.根据权利要求4所述的热氮气增能降粘增产工艺，其特征在于，所述热氮气总量的通过以下步骤确定：
(1)根据以下公式确定氮气在油层中的体积
V＝π×R2×φ×h×Es×Ev；
其中：
R为施工处理半径，单位m；
φ为油层孔隙度％；
h为油层厚度，单位m；
Es为面积波及系数，取0.6；
Ev为纵向波及系数；取0.5；
V为氮气在油层中的体积，单位m3；
(2)，根据以下公式计算出氮气的压缩比，从而得出地面的氮气体积；
P1×V1÷T1＝P2×V2÷T2
其中：
P1为地面压力；单位Mpa；
V1为地面氮气体积；单位m3；
T1为地面温度；单位K；
P2为地层压力；单位Mpa；
V2为氮气在地层中体积；单位m3；
T2为地面温度；单位K。
6.根据权利要求1所述的热氮气增能降粘增产工艺，其特征在于，所述AE降粘剂为AE-121降粘剂，降粘剂的质量浓度为18-20％。
7.根据权利要求1所述的热氮气增能降粘增产工艺，其特征在于，所述热水是油田采出水处理后得到的地层水。
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