针对辽河油田稠油开采的现状,经过几年的科研攻关,利用膜分离制氮机和注氮装置先后开发了一系列氮气综合配套工艺技术,成功应用于现场试验和规模实施,为油田的进一步开发做出了突出的贡献。具体使用的工艺技术介绍如下:
1. 稠油热采井井筒氮气隔热技术
注蒸汽热采是开采稠油的重要手段,随着注汽轮次和时间的增加,套管多次经受高温、高压的蒸汽应力作用,损坏严重。针对这种情况,提出利用环空充氮气的隔热技术,在简化注汽管柱、减少作业量、降低施工成本的同时,降低井筒热损失,提高热能利用率。氮气的导热系数极低,仅为0.028W/(m•K),稠油注蒸汽开发过程中,油管内注蒸汽,油套环空注氮气,能有效减少蒸汽的热量损失,提高井底蒸汽干度,另外还能大大改善套管的受热状况,延长其使用寿命。使用车载式膜分离制氮机制取的氮气隔热年施工50井次,成功率100%。
2. 稠油井氮气助排技术
制氮机和注氮设备现场分离的氮气经过增压由油套环空注入地层后,随着地层压力下降,体积迅速膨胀,有效增加了蒸汽波及体积,补充了地层能量,驱动地层中的原油及冷凝水迅速返排,起到强化助排油、水的作用。目前,氮气助排技术已经在辽河油田实施近1000井次,与上一轮吞吐周期相比,平均单井压力提高0.6MPa,液面上升114m,节省蒸汽注入量4万多吨,平均单井原油含水下降5.1%,平均提高周期产量150t,有效率达到90%,大大提高吞叶周期产量。
3. 蒸气—氮气混合驱
辽河油田洼38块沙三段油层于1992年投入蒸汽吞吐开发,经过6年的蒸汽吞吐开发,已取得了较好的开发效果和经济效益。但随着吞吐轮次的增加,吞吐效果已明显变差,周期气油比已接近极限。
1999年4月至5月在金马油田洼38块384035井组进行了一个月氮气—蒸汽驱热采试验。累计注入氮气432000m3,累计注入蒸汽6830m3。开采效果明显改善,取得了较理想的效果。
通过对洼384035井组两个月的气—汽热采试验的研究与分析得出以下认识:
a. 通过注入氮气,起到了补充地层能量的作用。地层压力由1.4MPa上升到2.74MPa,上升了1.34MPa,动液面由1074m上升到1158m,上升了84m。
b. 气—汽联合注入不仅提高了油井产能,同时也改善了油层动用程度,日产液由115t上升到159.1t,日产油由26.4t上升到53.6t,油井含水由74%降到66.3%。开采效果明显改善。
c. 氮气监测结果表明,波及范围是比较均匀的,说明氮气在驱动稠油过程有调解气窜改善吸气效果的作用,可有效地提高油层动用程度,增大波及面。
d. 本次试验的开采效果表明,氮气—蒸汽热采工艺技术是稠油热采蒸汽吞吐后期转换开采方式的行之有效的途径。
4. 注水井+氮气泡沫剂复合段塞调剖技术
目前,辽河油田稀油区块注水开发已进入后期,由于注入水沿高渗透层指进,油井含水逐渐上升,产油量下降,影响开发效果。为了减缓老区综合递减,实施稳油控水,提高注水区块开发效果,开发出该项技术,它的原理就是在水驱过程中加人氮气泡沫剂,能够起到深度调剖的作用,选择性地封堵水窜层,提高水驱波及体积系数及驱油效率。另外,氮气泡沫还可封堵边底水的锥进,提高边底水油藏的开发效果。
注水井+氮气泡沫剂复合段塞调剖技术的优点是施工简单、投资少、增效快,对于注水井调堵、压水锥、边底水活跃的稠油油藏实施该项技术,效果良好。
1996年和2004年先后在锦采、曙采对普通稠油油藏和稀油油藏进行了复合段塞调剖现场试验,效果较好,平均注水压力上升1.3MPa,吸水指数平均下降30.5m3/(d•MPa),对应的24口一线油井含水平均下降10%,平均单井日增油5t,这说明注人的调剖剂改变了层内液体的流动方向,封堵了水窜通道,改善了油层吸水剖面,提高了油层纵向动用程度和水驱开发效果。
由于实施氮气泡沫所需氮气量较大,现场需要2组制氮注氮设备,才能满足氮气泡沫调剖调驱的需要。
5. 气举排液一体化管柱
该技术就是将氮气注入油套环空,利用井下管柱上的气举阀,将井内液体从油管内排出,降低井筒内回压,从而达到诱喷的目的,该项技术适合于边远探井试油求产。勘探处探井气举排液年施工20井次,成功率100%。为探井试油求产提供了技术支持。
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