刘周旭

[摘 要]曙光油田以稠油开发为主，目前稠油开发已经进入“两高三低”开发后期，为减缓稠油递减，开展了高温氮气辅助热采技术的研究，通过理论研究，初步探索了该项技术的增产机理，通过选取不同油品性质的油井进行试验，取得了较好的经济效益。

中图分类号：TE345 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0366-01

引 言

曙光油田以稠油开发为主，经过近40年的开发，目前稠油老区已进入“两高三低”的吞吐开发后期，为保障稠油稳产，逐年加大注汽规模，但油汽比逐年降低，只能通过新技术的研发，不断改善油井周期吞吐效果，才能有效减缓递减，保障稠油稳产。

1 主要研究内容

高温氮气辅助热采技术是将氮气加热至300℃以上后，再注入油井，与氮气助排技术对比，在具备其所有积极增产作用的同时，新增了改善近井地带稠油流动性，使氮气能够更好的占据油层远端，扩大氮气波及体积，同时改善氮气剖面，从而改善蒸汽剖面，提高油层动用程度，降低氮气对油层冷伤害作用，降低原油粘度，改善原油流动性，有利于提高氮气助排效果，以此达到降本增效的目的。

1.1 氮气助排作用机理

1.1.1 增压助排作用

由岩石压缩系数定义得到，注入蒸汽+氮气时会使岩石孔隙膨胀，在一定岩石压缩系数下，会使孔隙内流体压力由原来的升高到，若认为油藏中油水是不可压缩的。

根据注入蒸汽和氮气量，就可以计算气体波及油藏孔隙平均流体压力。

模拟计算了一口300m长水平井分别进行300℃蒸汽吞吐和300℃蒸汽+氮气吞吐的油藏压力增大情况，岩石压缩系数取2.0×10-6/Pa，油藏孔隙度为0.35，驱替后注入流体饱和度为0.50，共注蒸汽+氮气20天，采用上面方法计算得到5MPa油藏（模拟开发中后期油藏）和10MPa（模拟开发初期油藏）油藏注入蒸汽+氮气后，不同流体组分的增压作用及气腔平均压力增高。可见，在给定蒸汽+氮气注入方案下，蒸汽+氮气具有明显的增压作用，增压贡献大小顺序为：N2>蒸汽>CO2。在形成不同高压气腔时，气腔内平均压力可达0.2～2.0MPa，增产效果明显。而且，对低压油藏（5MPa）的增产效果更为明显，这也表明，注蒸汽+氮气适用于油藏开发中后期或者低压稠油油藏的增压开采。

根据室内大型填砂实验模型监测数据得到吞吐3轮次后的压力剖面可见，蒸汽+氮气吞吐开采3轮后压力保持在4.7MPa，而蒸汽吞吐油藏压力则降至4.2MPa以下，注氮气增压比例达到10%以上。氮气的保壓效果非常明显。

1.1.2 调整吸汽剖面作用

氮气进入并暂堵低压层，提高了该区域注汽启动压力，迫使蒸汽进入中低渗透层，注蒸汽压力有所升高，对比措施前后提高0.7MPa，层间动用有所改善。

通过曙1-026-0368井措施前后吸汽剖面对比可以看出，原本不吸汽的31号层开始吸汽，而原来吸汽较强的30、36、40号层得到抑制，其他吸汽较差的层吸汽量均有所增加，调整吸汽剖面作用明显。

2 试验效果分析

2.1 试验选井

分别选择超稠油、普通稠油区块各2井次，选择区块相同，油层数据、生产数据相似的油井实施。

在杜84兴隆台超稠油区块、杜210普通稠油区块分别选取2口井进行试验：选取孔隙度、渗透率、含油饱和度相近的油井进行试验。

2.2 施工工艺设计

高温氮气辅助热采技术通过将氮气加热后注入井底，对原有保压开采技术的增产作用进行了提高和补充，进一步提高了油井周期吞吐效果。

工作原理为：空气经压缩，膜前预处理，膜分离获得低压氮气，后经增压机增压，获得所需要的高压氮气（35MPa或50MPa）。最后一级增压后的氮气温度为135℃，压力为（35MPa或50MPa），将此的氮气用电加热器加热至300℃以满足工况需要。

2.3 施工参数设计

超稠油两井次依据氮气助排设计标准进行设计，由于选取的杜84-65-35、杜84-63-37两口井汽窜情况较轻，为了保障措施效果方便对比，注入比例设计1：45，注入量10×104Nm3，普通稠油两井次曙1-28-新362、曙1-028-364两口井设计标准参照空气助排设计标准，由于曙1-28-新362井上周期一直低产，地层能量亏空严重，设计采用上限1：50，曙1-028-364井由于上周期产量较好，设计标准采用1：40，注入12×104Nm3。

本次施工改变了氮气助排注入工艺，由氮气蒸汽同注改为先注入高温氮气后注蒸汽的方式，使氮气先进入油层，发挥其降粘、扩大波及体积等新增增产作用，提高措施效果。

2.4 总体实施情况

现场累计实施4井次，注入高温氮气44万标方，减少注入蒸汽量310.5吨，阶段同期对比増油1381.3吨，増油效果显著。

3 经济效益分析

累计现场试验4井次，増油1381.3吨，按照青年油水井分析公式计算，増油创效57.55万元，投入产出比1.93，降低注蒸汽量310.5吨，节约注汽费用31050元。

4 结论及认识

（1）理论分析认为：该项技术具有进一步扩大氮气波及体积，同时提高调整蒸汽剖面效果，降低稠油粘度的积极作用。

（2）现场应用表明：该项技术实施后，油井周期吞吐效果得到明显改善，各项生产参数均有所提升，増油效果显著。

（3）试验研究表明：该项技术技术可行、安全可控、经济有效，具有一定的应用前景。

参考文献

[1] 蹇波，胡罡；氮气泡沫调剖技术在热采水平井中的应用[J].化学工程与装备.2011（12）

[2] 王英，孙雷，陈亮，叶雪松，苏丹；致密砂岩油藏注气非混相驱物质平衡及渗流机理研究[J].油气藏评价与开发.2011（03）