油田注氣開發(fā)課件

1、1,油田注氣開發(fā),2,要點,1 低滲透油田注氣開發(fā)問題的提出 2 油田注氣開發(fā)的適用條件 3 注氣方式簡介 4 干氣非混相驅(qū)生產(chǎn)特征及生產(chǎn)階段劃分 5 干氣非混相驅(qū)開發(fā)和注水開發(fā)的異同點,3,一） 低滲透油田注氣開發(fā) 問題的提出,油田注氣開發(fā)歷史悠久。 注氣開發(fā)和注水開發(fā)同屬二次采油方法，目的在于提高地層壓力，提高產(chǎn)能和采收率。 低滲透油田注水開發(fā)中暴露出一系列問題： 注水壓力高，注水量小，補充地層能量困難； 易受污染，滲透率進一步降低； 水質(zhì)要求高，注水成本高； 產(chǎn)能低，采收率低； 投入大，產(chǎn)出小，經(jīng)濟效益差等,4,二）油田注氣開發(fā)的適用條件,5,2.1 注氣開發(fā)的一般適應(yīng)條件,1）儲層泥質(zhì)

2、含量過高，注水開發(fā)易引起水敏的油藏； （2）儲層束縛水飽和度高，注水效果不好的油田； （3）一般稠油油藏，注氣開發(fā)可降低地層原油粘度，以便于開采； （4）非均質(zhì)性不嚴(yán)重，裂縫不發(fā)育的均質(zhì)油藏，不易引起氣竄； （5）薄油層，減小氣竄的可能性,6,2.2 低滲透油田注氣開發(fā)的有利方面,與注水相比，注氣壓力較低，吸氣能力強。 注入氣體不會和地層中的地層水和巖石礦物，尤其是和粘土礦物發(fā)生物理的和化學(xué)的反應(yīng)造成儲層傷害。 注入的氣體在地層條件下很容易溶解在原油中，使原油粘度降低，有利于開采。 若在地層條件下能實現(xiàn)混相或者半混相，則能大大減小毛管力的不利影響，有利于提高驅(qū)油效率。這一點對孔隙孔道細小的低滲

3、透油田十分有利。 注氣工藝方法較為簡單，沒有注水中水質(zhì)處理等一系列復(fù)雜工藝流程,7,2.3 低滲透油田注氣開發(fā)的不利方面,非均質(zhì)性會影響注氣效果。 氣體粘度很小，流度很大，和原油之間的流度比很大。在氣體驅(qū)油的過程中，極容易發(fā)生氣體超前，造成氣竄。 低滲透儲層一般非均質(zhì)性嚴(yán)重，并存在裂縫系統(tǒng)，注氣開發(fā)會遇到困難。 注氣成本高 注氣開發(fā)的昂貴成本，和低滲透油田的低產(chǎn)能之間形成一個突出矛盾。因此，需要認真研究，權(quán)衡利弊，以決取舍,8,2.4 注氣方式選擇,注氣方式主要取決于儲層性質(zhì)和氣源條件。 對于大多數(shù)油田，氣源的選擇余地是很有限的。如果油層下部或附近有天然氣田或者co2氣田，對注氣開發(fā)自然是很有

4、利的。 在有了一定氣源條件下，根據(jù)儲層性質(zhì)和氣體成分可以確定適宜的注氣方式。 儲層性質(zhì)主要指儲層構(gòu)造特征、埋藏深度、地層壓力、地層溫度、原油成分、混相條件等。由此可以確定該儲層是否適宜注氣和以什么方式注氣,9,三）注氣方式簡介,按地層中油氣接觸方式可分為兩大類：混相驅(qū)和非混相驅(qū)。 注入氣體種類有：干氣、富氣、二氧化碳氣、氮氣、空氣等。 注入方式上提出了氣水混注,10,3.1 混相驅(qū),消除相界面，降低毛管阻力 低滲透油田，注水開發(fā)中存在的突出問題是孔隙孔道細小，油水界面毛管力作用強烈，嚴(yán)重影響驅(qū)油效率和微觀波及效率。 混相驅(qū)是使驅(qū)替氣體和原油之間在地層條件下形成一個混相帶，消除驅(qū)替劑和被驅(qū)替劑之

5、間的相界面，從理論上分析可使孔隙介質(zhì)中的毛管力降至零，能夠大大提高驅(qū)油效率。 但是，混相驅(qū)往往受混相壓力和混相溫度的制約，許多油田達不到混相條件的要求。 根據(jù)注入氣體的成分不同，混相驅(qū)又可分為以下幾種,11,1）高壓干氣混相驅(qū),高壓干氣混相驅(qū)，主要適用于揮發(fā)性組份含量較高的油藏。 原油中揮發(fā)性組份和注入的甲烷氣形成混相。但是，需要相當(dāng)高的混相壓力和混相溫度，適宜于深層油藏。 高壓混相氣驅(qū)盡管驅(qū)替效率較高，注氣成本也比富氣低，但許多油藏滿足不了如此高的混相壓力要求，使用是很有限的,12,2）富氣混相驅(qū),富氣是指富含乙烷、丙烷和丁烷的氣體。 當(dāng)注入的富氣與原油接觸時，注入氣中的富組份開始脫出，溶解

6、在原油中，連續(xù)注入的富氣和脫出的輕餾分形成一個c2c4的富集氣帶。 如果注入氣體富化程度高，注入量充分的話，在達到混相條件的情況下，地層中的原油就開始與注入氣體混相，在原油和富氣之間形成一個混相段塞。 注入量一般為10%pv20%pv，之后再注干氣或水。 這種方法混相壓力較低，能提高驅(qū)油效率。一些油田注氣比注水采收率提高4%20%。 但是，混相段塞的穩(wěn)定性，尤其是非均質(zhì)油藏和裂縫性油藏則不易控制。 另外，富氣的昂貴價格使開發(fā)者望而卻步,13,3）co2混相驅(qū),co2混相驅(qū)是一種較理想的氣驅(qū)方法。 co2易溶于原油，使原油粘度降低。 混相壓力也較低。 當(dāng)然它也存在氣驅(qū)的共同弱點，即容易發(fā)生氣竄。

7、 應(yīng)考慮co2對設(shè)備的腐蝕,14,4）混相驅(qū)開發(fā)實例,15,3.2 非混相驅(qū),干氣非混相驅(qū)亦稱非混相面積注氣。早期用此法保持地層壓力，后來又發(fā)展到蒸發(fā)氣驅(qū)。 注氣能有效提高了地層壓力。 氣相中的一部分天然氣溶解到油相中，使原油粘度降低。 蒸發(fā)氣驅(qū)： 油相中的一部分輕質(zhì)組份蒸發(fā)到氣相中，干氣在驅(qū)油的過程中被富化。采出地面后，可用輕烴回收裝置將濕氣中的c3和c4組份分離出來成為輕質(zhì)油。被分離后的氣體又成為干氣，再注入地層。如此循環(huán)，可繼續(xù)采出一部分原油。如果地層壓力高、溫度高，則蒸發(fā)作用強烈，采出的油會更多一些,16,3.4 氣水混注,1）問題的提出： 注入氣粘度極低，在地層中很容易向前突進，形成

8、氣竄，很快在油井突破。 氣體一旦突破油井氣油比會急劇上升，影響油井正常生產(chǎn)，使產(chǎn)能和采收率降低。 氣竄是油田注氣開發(fā)的巨大威脅。 為解決氣竄問題，采用氣水混注的方法來控制驅(qū)替前緣，使之較為均勻地向前推進。 方法是注一階段氣，接著注一階段水，如此進行氣水交替混注,17,3.4 氣水混注,2）氣水混注效果： 這種水氣交替混注的方法在一定程度上減小了氣竄影響的程度。 這種方法的有效性似乎是有限的，尤其是嚴(yán)重非均質(zhì)性油藏和裂縫性油藏。 水氣混注使地層中含水飽和度和含氣飽和度增大，使油相有效滲透率急劇降低，影響原油的產(chǎn)量。 這一點對低滲透油田應(yīng)當(dāng)特別注意,18,四）干氣非混相驅(qū)生產(chǎn)特征及 生產(chǎn)階段劃分,

9、根據(jù)室內(nèi)注氣研究，干氣非混相驅(qū)注氣過程大體可以分為四個階段,19,4.1 地層壓力上升階段,此階段隨著注氣量的增加，首先在注氣井井底附近出現(xiàn)氣相。 在注氣量不變的情況下，注氣壓力有所降低。這是因為隨著井底附近地層含氣飽和度的增加，氣相有效滲透率增大。 這時地層深處和對應(yīng)生產(chǎn)井未出現(xiàn)氣相。 如果注氣量充足，則地層壓力提高，產(chǎn)油量和產(chǎn)氣量增加。 生產(chǎn)氣油比仍保持不變,20,4.2 地層壓力第一平穩(wěn)階段,當(dāng)注入氣體不斷擴散到地層內(nèi)部，使地層內(nèi)部逐漸出現(xiàn)氣相，地層壓力得到提高，并逐漸趨于穩(wěn)定，達到第一個地層壓力變化較為平穩(wěn)的階段。 注氣井附近地層壓力和注氣壓力較為平穩(wěn)。 生產(chǎn)井附近的地層壓力也較為穩(wěn)定

10、。 生產(chǎn)氣油比仍保持不變。 產(chǎn)油量較高，是注氣開發(fā)的主要見效階段,21,4.3 生產(chǎn)井氣體突破階段,從注入氣體在生產(chǎn)井突破開始進入第三階段。 注入氣體一旦在生產(chǎn)井突破，平均地層壓力迅速降低。 注氣井注入壓力也迅速降低。 這時生產(chǎn)井井底出現(xiàn)氣相。 產(chǎn)油量快速降低。 產(chǎn)氣量增大，生產(chǎn)氣油比快速上升。 并且產(chǎn)出物中的甲烷含量快速增加,22,4.4 地層壓力第二平穩(wěn)階段,經(jīng)過第三階段氣體在生產(chǎn)井突破，地層壓力迅速降低之后，在新的生產(chǎn)狀態(tài)下地層壓力又逐漸趨于相對穩(wěn)定，進入地層壓力第二平穩(wěn)階段。 地層壓力已降到較低水平，并且地層壓力受注氣量（或注氣壓力）的影響較小。 生產(chǎn)井的產(chǎn)油量平穩(wěn)降低。 產(chǎn)氣量平穩(wěn)上

11、升。 產(chǎn)出物中甲烷含量穩(wěn)定上升。 這種狀態(tài)一直持續(xù)到注氣結(jié)束,23,4.5 生產(chǎn)特征綜合分析,地層壓力第一平穩(wěn)階段是注氣開發(fā)的主要見效階段。地層壓力較高，并且較為穩(wěn)定，產(chǎn)油量也較高較穩(wěn)定。因此，延長這一階段的開采時間對整個油田注氣開發(fā)效果是有利的。 當(dāng)這一階段結(jié)束時，氣體開始在生產(chǎn)井突破，這時應(yīng)當(dāng)關(guān)閉見氣井，或者將見氣生產(chǎn)井轉(zhuǎn)為注氣井。 通常，沿裂縫方位的生產(chǎn)井首先見氣，轉(zhuǎn)為注氣井后可形成沿裂縫方向的注氣井排，實施排狀注氣。 注入氣體沿垂直裂縫方向驅(qū)油，保持全油藏的地層壓力，使生產(chǎn)井具有較高的產(chǎn)能,24,4.6 注入天然氣的重復(fù)利用,部分天然氣溶解到原油中，降低原油粘度。 部分天然氣隨原油從生

12、產(chǎn)井采出，地面分離后重新注入，循環(huán)使用。 注氣開發(fā)結(jié)束后，保留在地層中的天然氣仍可采出，回收利用,25,五）干氣非混相驅(qū)開發(fā)和 注水開發(fā)的異同點,26,5.1 注入流體突破前后兩種開采方式的異同點,27,5.2 注水、注氣效果分析,注入流體在生產(chǎn)井突破前，在較高的地層壓力情況下，不管是注水還是注氣都具有較高的產(chǎn)能，注氣效果更優(yōu)于注水。 注入流體在生產(chǎn)井突破后，注水開發(fā)的地層壓力能保持在一個較高的水平上，油井產(chǎn)能降低緩慢。而注氣開發(fā)則出現(xiàn)地層壓力急劇降低，油井產(chǎn)能可能低于注水開發(fā)。 因此，當(dāng)生產(chǎn)井普遍見氣后，不可避免地會引起地層壓力降低，產(chǎn)油量降低，生產(chǎn)氣油比急劇上升。 這時應(yīng)當(dāng)根據(jù)采出程度的大小，考慮其他接替的開采方式,28,六）小結(jié),1）充足的氣源條件是注氣開發(fā)的首要問題。 （2） 根據(jù)氣源成分和儲層性質(zhì)