古城油田氮气抑水技术

王继创 孟繁森 安俊玉 徐卫红 河南油田分公司采油二厂

古城油田目前有正常注水井25口，正常注聚井10口，由于南部砂体位于河道中心部位，物性、连通性好。2011年完善注采井网后油井受效，但同时区块综合含水上升较快，动态调整难度大。2010年年底有8口受平面矛盾及单向突进影响，产能下降12t。2011年对古225#、古2307#等8口井进行示踪剂监测。

1 氮气抑水作用机理

氮气抑水技术主要是针对高液量、高含水油井注入一定的氮气，通过优化注氮参数及注入工艺，从而改变液流方向，以达到抑水之目的[1-2]。

注氮气提高采收率的原理为：①氮气在多孔介质中发泡，堵塞大孔道，控制水锥，调整产液剖面；②氮气能降低水相相对渗透率；③由于重力分异，注入的氮气进入微构造高部位形成次生小气顶，驱替顶部原油向下移动；④氮气能保持地层压力，有利于减缓底水锥进，氮气不溶于水，微溶于油，具有良好的膨胀性，驱油弹性能量大；⑤氮气黏度小，有较强的穿透能力，能进入水窜通道，降低水窜能量，解放潜力油层段；另外相渗改变，油井含水降低，岩性由水润湿性转变为油润湿性，降低了水相渗透率，提高了油相渗透率，改善措施效果。

鉴于以上作用机理，结合其他油田成功应用经验，在古城油田南三块开发单元开展氮气抑水试验。

2 现场应用

近年古城油田4个主体常采单元共实施38井次的氮气抑水试验，共增油3377t。其中泌123区2012年2月10日开始实施氮气抑水，实施6口，有效6口，有效率达到100%，且增油效果显著。

氮气抑水技术在现场应用过程中经历了实验尝试—总结规律—推广应用三个阶段。

2.1 氮气抑水技术应用

（1）注氮选井原则。应选取水淹严重（边水淹为主），生产层位相对单一（3层以下），采出程度较低（＜35%），有一定地层能量（日产液＞10t）的油井。

（2）施工方式选择。采取氮气段塞+清水压井+焖井的方式，先从油管注入氮气，根据井口压力情况决定清水用量及焖井天数。

（3）注氮强度选择。结合监测资料，根据水淹决定氮气注入量，正常情况下要求每米油层厚度注氮量＞3000m3。

2.2 氮气抑水见效特征

（1）氮气抑水堵边水效果明显好于注入水淹井。通过对不同水淹类型油井的见效情况进行对比分析，发现注氮气后边水淹油井生产效果明显好于注入水淹油井。见效特征主要表现为增产幅度大、稳定，有效期持续时间长。6口边水淹井累计增油949t，有效率100%；而5口注入水淹油井注氮后增油146t，见表1和表2。

表1 边水淹井注氮效果评价

表2 注入水淹井注氮效果评价

（2）见效油井产状变化大，见效特征显著。氮气抑水见效较好的5口油井，其见效特征呈现出较强的规律性。见效的5口油井液量稳定或下降，其中3口井液量呈下降趋势，2口井液量稳定。其他生产参数如液量、含水、氯离子均呈下降趋势，产油量上升明显。液量、液面、含水及氯离子等参数的下降表明边水能量有所减弱，油井的层间矛盾得到一定程度的缓解，高含水层被抑制，含水较低的出油层得到解放和动用，充分说明所注氮气对大通道高产液层产生了一定的抑水效应，增油效果明显。泌123区注氮井合计日均增油9.2t，平均单井日增油1.5t，增产幅度达150%以上。目前该区注氮井平均日产油20t，对区块产量贡献率达到27.4%。

（3）高黏度油井实施效果较差。泌125区实施氮气抑水的7口油井虽然都见到了一定的增油效果，但增产幅度较小，单井日增油只有25t左右，总体增产幅度远远差于泌123区。分析认为，泌125区Ⅳ9层氮气抑水效果差的原因主要是因为原油黏度的影响，Ⅳ9层油层温度（37℃）下原油黏度为6868mPa·s，在正常的地层温度下原油流动困难，极大地影响了措施效果。

（4）注氮强度与增油量关系不大。随着注氮量的增加，油井产油量并没有表现出相应的增加趋势，需进一步摸索探讨，找出具有最佳经济效益的注氮量。

3 现场应用的可行性

3.1 技术可行性分析

氮气抑水实施结果表明，氮气具有较好的抑水作用，对受边水或注水（聚）影响出现高含水现象的井，注氮后水能量得到抑制，聚（水）驱作用得以发挥，见到好的效果；对于有边水而没有注水对应的井，措施后见到一定的效果，但潜力相对较小；对于注入不平衡引起的水窜，注氮后可达到控水、增油的效果。

3.2 经济可行性分析

古城油田已实施38井次的氮气抑水措施，累计注氮量65×104m3，累计增油3377t，累计产出166.4万元，投入产出比达1∶2.4，经济效益显著。

4 现场试验中存在的问题

（1）由于氮气难溶于水微溶于油的物理特性，在后期生产过程中，抑水的氮气大部分被采出地面，被地层溶解、吸收的氮气量极其有限，多次氮气抑水后，必然会出现地层亏空、产油量下降等现象，为后续开发带来诸多问题。

（2）氮气抑水增油技术现场适用范围有限。从现场实施效果来看，氮气抑水无法解决由于井网不完善，平面矛盾突出而造成的注入水淹问题。该项技术对注水井水窜油井和聚驱聚窜油井实施效果并不明显，应采取配套辅助措施，进一步深化技术内涵，拓宽技术适用范围，从宏观上提高措施有效率。

（3）部分油井出现了气窜现象，受窜油井产能呈下降态势，目前缺乏有效的堵塞手段。

（4）监测资料缺乏。由于注氮抑水尚处于试验探索阶段，缺乏必要的动态监测资料，应加大油井产出液剖面监测力度，为注氮效果分析提供基础资料。

5 措施建议

氮气抑水现场试验取得了较好的效果，为进一步提高开发效益，下步应做好以下工作：

（1）以注水开发为基础，在地层能量得到有效补充的前提下，再考虑采取氮气抑水措施，以保证措施的长效性。

（2）选取部分水井开展氮气驱试验，实施过程中辅以调剖措施，提高平面堵窜能力，扩大氮气波及体积，提高氮气平面控制程度，达到既调剖抑水又补充能量的目的，提高氮气驱油效率。

（3）针对泌125区原油黏度高，地层温度下原油流动困难的特点，考虑采取氮气抑水+热处理的方法，提高地层温度，增加原油流动性。

（4）加强氮气抑水井后期生产管理工作，结合提液调参等常规生产手段来提高措施效果。

（5） 对部分有效期短的井加大氮气用量，对于边水能量强、无注水对应的油井，通过投注增加内部能量，培育高产井。

[1]曹维福，罗琳．特低渗透油藏注氮气流体相态行为特征[J]．大庆石油地质与开发，2009，28（4）：121-124.

[2]杜殿发，郭青，王青，等．特稠油油藏注氮气可行性分析[J]．石油钻采工艺，2008，30（6）：75-79.