錢程 張文學（西北油田分公司塔河采油二廠 新疆輪臺 841604）

一、氮氣驅油技術概述

1.氮氣性質簡介

氮氣是一種較為特殊的氣體，首先，它具有惰性。還有，它具備不易燃燒、無毒無腐蝕性的特點。氮氣在空氣中所占的比例約四分之三，并且在常溫常壓下（壓力為0.101 Mpa，溫度為21℃），它的密度為1.16 kg/m3。由于氮氣是一種非常穩(wěn)定的氣體，所以其發(fā)生化學反應的要求較為嚴苛。

2.采用氮氣驅油原因

氮氣能夠被運用在注氣驅油技術中，是因為其擁有以下幾個特性。第一個比較重要的特性便是氮氣的體積系數(shù)，這一特性幫助注氮氣提高采收率。因為當其與其他氣體注入相同的體積，在較大的體積系數(shù)幫助下，氮氣驅出的原油體積較大。其次，氮氣的壓縮系數(shù)高并且膨脹性大，這兩點特性也非常關鍵。前者能夠增加地表的溫度，給予其一定的能量，后者主要是能幫助原油更好地流動，有利于驅油。氮氣還擁有溫度和壓力能改變其自身密度的特性，其中與前者成反比，與后者成正比。氮氣的這一特性能夠更好地將殘余的原油驅出。最后，氮氣還有導熱性差和表面張力差的特點，能夠有效地提高驅油效率。

二、注氮氣開采機理

1.混相驅

（1）連續(xù)注入氮氣混相驅

在進行注氮氣驅油的過程之中，壓力值會不斷產(chǎn)生變化，并且呈上升趨勢。這是在氣體與原油碰觸和抽取的次數(shù)不斷增多的過程中所必然產(chǎn)生的情況。由于氮氣很難與油藏原油發(fā)生以此接觸混相，所以借此讓其與許多油藏原油達到蒸發(fā)氣汽驅動態(tài)混相。原油中的中間烴不斷進入到氣體中，一旦到達某一臨界點時，它便會和原油形成特殊的現(xiàn)象。

（2）注氮氣推動易混相氣體段塞混相驅

氮氣這一氣體不像二氧化碳和注烴類氣體，來源途徑狹窄并且價格昂貴。所以，氮氣相比于這兩種優(yōu)勢在注氣驅油技術中占有更大的優(yōu)勢。注氮氣推動易混相氣體段塞混相驅的方法便能良好地利用氮氣的兩大優(yōu)勢，并且也解決了注氮氣驅油在運用上存在技術難題，并且不能被廣泛運用的問題。這種做法不僅可以利用二氧化碳和烴類氣體易混相的特點，并且也有效地降低了二者的成本。并且氮氣推動混相段塞若能選擇合適的段塞尺寸，會取得比持續(xù)注入氮氣更好的效果，從而提高經(jīng)濟收益。

（3）交替注氮氣注水混相驅

氮氣的粘度比原油低，所以采用交替注氮氣注水混相驅的方法能有效提高采收率。這種方式可以改善在進行驅油時產(chǎn)生的一系列影響，例如降低氣體流竄時的影響等。

2.非混相驅機理

油藏注水方式在開采中被廣泛使用，但是其在開發(fā)到一定程度時卻會產(chǎn)生以下情況。原油中含有大量的水分、驅油沒有達到很好的效果、難以將水注入、剩余的原油含有很高的飽和度等。這些不利的情況下可以使用注氮氣驅油方式開采剩余的原油，主要是采取調整原油的流向，將殘油驅出和脹大原油的體積將其驅出這兩種方式。第一種方法從頂部注入氫氣，裂縫通道中的殘余油由于滲流空間壓力的改變，會有一份被剝落。第二種方法是氮氣被溶解之后，殘余油的體積會相應膨脹形成可采出油，并且可以改變原油的相對滲透率和粘度，這些都有利于改善原油的流動，易于開采。

3.重力穩(wěn)定驅

當原油掩埋的深度大、原油擁有良好的物性時，可以采用重力穩(wěn)定驅油方法。這些原油所儲藏的地方一般較為陡峭，所以注氣位置要經(jīng)過縝密的考量。在開采原油時，采用重力穩(wěn)定驅方式能夠對壓力起較強的維持作用，從而保證了驅油的采收率。在開采過程中還有需要引起關注的兩點，其中之一是低速開采。還有注氣速度要小于臨界速度這一點需要引起關注，這是因為臨界速度與氣液密度差成正比。

4.保持地層壓力

保持一定的壓力，將壓力值維持在一定的數(shù)值內，是在對一些特殊的原油進行開采時所具備的特殊條件。目前還沒有相關的技術對其進行妥善的解決，導致殘余油量較多，采收率不高。注氮氣方法能較為顯著地改善這一情況，將壓力維持在數(shù)值之內，取得良好的采收率。

三、適宜使用氮氣驅油技術的油氣藏條件

1.油層性質

若想使用氮氣驅油技術，對油層的滲透率、層狀非均質性、油層深度、油層溫度、油層壓力、飽和壓力、油藏流體的飽和度和油氣藏自身有一定的要求。油層的垂直滲透率要大于200×10-3μ m3或更高。原油的埋藏深度要高于三千米才能采用氮氣驅油。層狀非均質性對采收率有一定的影響，溫度達不到指定的要求則無法采用該方式驅油。油層壓力要求不小于27 Mpa，否則需要采用非混相驅代替。原油的飽和度要達到一半，并且開采條件較為惡劣的油氣藏也不適合采用注氮氣驅油。

2.原油性質

氮氣驅油技術除了對油層的性質有要求之外，對油性性質也有要求，主要是對其原油粘度和相對密度、原油溶解度、原油組分和性質有一定的要求。原油的相對密度要不大于0.8498，粘度應不大于10 Mpa.s。原油需要含有一定量的溶解氣，這樣才有利于氮氣的注入。為了容易形成氮氣與原油的混相，需要要求原油中含有豐富的中間烴組分。

四、氮氣驅發(fā)展現(xiàn)狀及啟示

1.氮氣驅的運用實例不多

目前我國較常使用的是注二氧化碳驅油技術，注氮氣驅油技術發(fā)展緩慢，在實際中的運用實例也較少。這主要是由于重力驅還未得到實現(xiàn)，導致采收率不高。但是，針對我國的油藏特點，適宜采用注氮氣驅油的原油儲量數(shù)量巨大?？梢?，在我國發(fā)展注氮氣驅油技術是可行的。

2.積極發(fā)展氮氣驅技術

雖然注氮氣驅油技術的發(fā)展在我國的發(fā)展前景良好，但是相關的技術攻關和先導試驗還未步入正軌。相關研究成果的缺失，也是導致注氮氣驅油技術無法被廣泛運用的主要原因。所以，政府投入資金，組織相關人員積極開展注氮氣驅油技術的研究非常迫切。

小結

注氮氣驅油技術有較為明顯的優(yōu)勢，但由于研究的滯后，導致其利用率不高。所以需要投入大量的科研人員，進行實驗探究，解決技術上的難題，使注氮氣驅油技術快速發(fā)展，并且將其運用到原油開采中。

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