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氮气在稠油热采中的应用 摘要 氮气是一种惰性气体，不易燃，不易爆，密度小且具有良好的隔热性，被广泛应用于各个领域。本文分别从发展现状、工作原理及特点、在矿厂的具体实验方法和工作效果等方面详细分析了氮气隔热助排技术在稠油热采中的应用，具有一定的实践参考价值。 关键词 稠油热采；氮气隔热助排技术 以往，稠油的开采使用的是以热力采油为主的技术。目前，已经有许多稠油田面临着开采的极限。随着科技的发展，近年来，许多油田采用了注入氮气增产的技术来改善这一状况，也取得了较大的经济效益和社会成就，这成为了一项新的稠油热采的接替技术。鉴于氮气是一种惰性气体，受温度影响小，有较好的隔热性，且干燥无爆炸，较为稳定，膨胀性大等特性，能提高地面压力，从而使得油水返排，增加油井的产量，并延长了油田的有效期，提高开采效率。而氮气泡沫热力驱的使用，更是大大提高了氮气的利用率，扩大了氮气在稠油热采中的影响和使用效果。 1 发展现状 在中国，使用氮气进行稠油热采始于20世纪90年代初期，而美国和加拿大则早在70年代就开始进行室内试验，并一直进行研究，处在了世界领先地位。90年代中期，膜分离制氮技术的发展，为中国将进行油田开采提供了有利的条件。现在中国，在稠油开采中，氮气隔热助排技术应用于许多大型油田，最典型的是在辽河油田和胜利油田的广泛使用，取得了很大的成果，提高了经济效益和社会效益，成为了油田开采的重要技术。氮气泡沫热力驱这项技术更是一次技术的进步，使得氮气在油田开采中更多更广泛的使用，改善了传统水驱和蒸汽驱的弱点。而随着对氮气研究的不断加深，氮气的各项技术将得到更好更大的运用，促使我国稠油开采事业的不断进步，也将迎头赶上发达国家，走在技术研究的最前沿。 2 工作原理及特点 在以前的稠油开采都是采用蒸汽云吞的方法，多次开采后，会使得油田的地面压力降低，油田质量下降，产量降低，经济效益减少。而采用氮气进行隔热助排，能够在蒸汽进入地层的同时，与之混合，再进行稠油热采。 氮气的特殊性能，决定了氮气在隔热助排方面具有以下的特点: 首先，氮气能在稠油井蒸汽吞吐后，地层依旧处于高温状态时，进行反复注气-转轴（杆式泵配套不动管柱直接转轴）。同时可以节省蒸汽的注入量，发挥它的助排作用。其次，常规方法转抽时因等待作业或技术问题而导致耽误有利采油期和对油井的采油极限的影响等问题，可以被这种方法克服，提高产量。再有就是不需要压井，从而避免了对油层和井场的污染。另外，转轴简单，节省了作业的问题。最后，还可以减少器材的损耗，提高原油的开采率。 3 矿厂的实验方法 氮气使用选井的条件：油井的含油饱和度较低，油藏不均，存在高渗透带，在多次的开采后，已经形成了蒸汽窜进通道，蒸汽与稠油的粘度差异大且油田的底区水较为活跃的地区进行使用，来测试氮气助排技术的效果作用。大量矿厂的实验表明，氮气注入能够安全有效的提高稠油开采的效率，对稠油开采有很大的作用，是一次技术的改革。 简单介绍一下氮气泡沫热力驱这种在矿厂实际运用较多的方法，这是一种新的有效的提高稠油开采率的操作方法。主要是根据油田在现场提供的原油及起泡剂等原材料和资料，从室内和现场两个方面来进行试验，研究怎样提高稠油热采效率，通过大量的实验及对泡沫剂的优选，使得效率大大提高，比起以前的方法，驱油效率达到了81.44％，比过去水驱提高了34.3％。另外实验表明，氮气大幅度降低了油田的含水量，提高了开采出来油的质量，提高了开采效率。 4 工作具体效果分析 1）良好的隔热性能：氮气具有良好的隔热性，它的导热系数仅为0.0205 w/m.k，因此能在稠油热采中，使注入蒸汽热量损失减小。另外，氮气助排隔热技术还能改善开采中套管的性能，从而延长它的使用寿命。专家也已经通过检测，氮气的隔热性能符合稠油热采的要求。 2）较好的助排技术：地面的压力一般在2 mpa左右，温度则在60℃，氮气在这种地层条件下被压缩注入地下，可以形成很大的气顶，从而使得地下能量得到及时补充，起到驱油助排的作用，这是别的方法所不能比拟的。 3）较大的增加波及的面积：氮气的渗透性好且膨胀性大，注入蒸汽的同时注入氮气能很好的扩大蒸汽的作用范围，加大蒸汽的作用，提升了热采的效果，加大开采的范围，更加省时省力。一般来说，注入的氮气的量越多，开采的效果也就越好。 4）有效控制底水锥进：使用氮气助排技术能够减少措施井的含水量，实践表明，可以让油井中的平均含水量从52.3%降到47.2%，整整下降了5.1个百分点，有效地控制了底水锥进。在油田的开采中，这是一个很大的进步，意味着稠油开采的技术更加科学安全。 5）其他作用：氮气的密度小，比气顶气小且粘度与之相近，也就可以防止注入氮气时造成的不便。氮气的膨胀系数也很大，具有良好的膨胀性，可以增大驱油时的弹性能量，大大节省蒸汽的使用量，更好的起