氮气设备在石油工程中工艺应用课件.ppt

,氮气泡沫设备,在石油工程中的工艺应用,讲解：王延华,山东恒业公司简介,山东科瑞控股集团旗下公司年产20余套膜分离制氮设备年产10余套天然气压缩机组专业生产泡沫发生器、加药撬块年氮气泡沫流体施工800余井次石油、石化行业膜分离设备生产制造基地国内目前唯一通过CCS认证美国CAMERON气体压缩机国内授权成撬瑞典ATLAS螺杆空压机国内OEM商山东省高新技术企业,公司经营,膜分离制氮机组：海洋石油平台撬装式制氮机组船用防爆制氮机组陆地油田撬装式制氮机组车载式油田专用制氮机组常温以及高温发泡剂原油破乳剂、防蜡剂、降粘剂、缓蚀剂等油田化学助剂 技术服务领域：低密度泡沫流体洗井、冲砂、修井、压井作业；低密度泡沫流体射孔、油层解堵作业；低密度泡沫流体酸化（泡沫酸）及排酸作业；低密度泡沫流体防砂作业及砾石充填作业；低密度泡沫流体调剖、堵水、稠油热采作业；氮气泡沫增产、驱油、负压钻井；低密度水泥浆固井作业。,制氮技术发展的历史,1、1772年，瑞典药剂师卡尔和苏格兰植物学家丹尼尔发现氮气；2、1883年研究出氮气液化的方法，通过深度冷却及不同的沸点制得氮气，如今有的大型空分设备仍采用深冷法制氮，体积大，能耗大，开停工周期长。3、80年代前，发展了分子筛变压吸附技术，即在压力下分子筛对氮气和氧气吸附速率、容量的差别来制氮，80年代初，这种技术设备投入使用，但设备噪音大，运转不稳定，维护性差；3、80年代初，膜分离技术得到发展并商业化，80年代后期开始推广使用4、氮气膜分离设备90年代中后期在油田开发领域得到推广使用，现有30000多套氮膜系统在各国运行，600多套用于石油化工行业；5、93年膜分离设备引入中国。如今膜分离设备的发展已具有体积小、重量小、易维护、寿命长、组装方便的特点，非常适合各种环境下搬迁使用。,氮气特点,惰性气体，安全制备方便制备方式：吸附式、分离式压缩性好，弹性能量石油工程中应用的必要性：钻井、采油、作业、增产措施,氮气制备设备,一、产品序列,海洋石油平台撬装式制氮机组陆地油田撬装式制氮机组 车载式油田专用制氮机组欠平衡钻井制氮机组,氮气排量：600Nm3/h7200Nm3/h驱动方式：柴驱、电驱,海洋石油平台撬装式制氮机组,产品特点：,采用世界先进的PRISM膜分离制氮工艺和技术；严格按照近海移动平台建造与入级规范进行设计、制造和检验；满足GB2826.爆炸性气体环境用电气设备的防爆要求；国内唯一通过中国船级社认证的海洋石油平台专用制氮设备。,产品系列：,海洋石油平台撬装式制氮机组,陆地油田撬装式制氮机组,采用世界先进的PRISM膜分离制氮工艺和技术；全套设备安装、固定在两个集装箱撬体内；低压氮气撬包括：空气压缩机组、空气处理和膜分离制氮机组、中央控制室、油箱等；高压氮气撬包括：增压机组、柴油发电机、就地控制系统、工具箱、油箱等；能满足四种不同施工工况输出，并留有相应出口接头及阀门；能够满足边远地区、无外接电力、无外接动力情况下正常运行；布局合理，满足汽车装载和公路运输要求；满足野外高风沙工况及油气田防火、防爆要求。,产品特点：,陆地油田撬装式制氮机组,产品系列：,车载式油田专用制氮机组,采用世界先进的PRISM膜分离制氮和技术；以欧曼、北方奔驰等越野载重汽车为平台；全套设备安装、固定载越野底盘车上；符合GB1589-2004道路车辆外轮廓尺寸、轴荷及质量限值；全套设备具有足够的抗震性及越野性能；满足国家发改委公告荷落户要求。,产品特点：,产品系列,车载式油田专用制氮机组,欠平衡钻井制氮机组,采用世界先进的PRISM膜分离制氮工艺和技术；满足油气田欠平衡钻井作业要求；满足边远地区、无外接电力、无外接动力情况下正常运行；布局合理，满足汽车装载和公路运输要求；满足野外高风沙工况及油气田防火、防爆要求。,产品特点：,欠平衡钻井制氮机组,产品系列,二、恒业制氮设备特点,原装进口美国柏美亚公司Prism高压膜组件；成套进口Atlas/Sullair螺杆式空压机组；原装成套进口美国Cameron/GE公司氮气增压机；原装成套进口美国Parker公司空气处理系统；氮气纯度可在90%99.9%之间连续自动调节，并自动补偿入口空气的压力波动；设备启动后5分钟内可达到设定纯度；所有压力容器、高压管件、阀门均提供专业部门认定合格证书；中央控制系统主要部件均选用原装进口德国西门子公司产品；先进的进口测控仪表，确保控制准确、可靠；高压软管、管材及进口气动、电动阀们执行机构均用防护栏予以保护；各关键设备现场均有操作/维护规程标牌，全套装置按照人性化的设计原则，方便操作人员检查、维修。,膜分离制氮：膜分离气体技术是利用有些金属膜或有机膜对某些气体组分具有选择性渗透和扩散的特性，以达到气体分离和纯化的目的。环境空气经压缩净化，除去油、水、灰尘后，进入膜分离器进行分离。首先，压缩空气中的氧气、二氧化碳以及少量水汽会快速的渗透过膜壁，并通过膜组压力箱侧面的排气孔在大气压条件下排出；而空气中的氮气渗透过膜壁的速度较慢，它沿着纤维孔流动并在压力箱末端的产品气集气管处流出，最后进入产品氮气缓冲罐。,三、工作原理,膜分离制氮工艺流程,山东恒业石油新技术应用有限公司,低压制氮系统工艺流程,空压机原理,空压机,AFCE空气滤清器 CELP压缩机机芯AR储气罐 OS机油分离器CV单向阀 MPV最小压力阀TS温变 PS压变RV气量调节阀,80%的柴油机故障与燃油品质和油路系统有关。重型燃油预过滤系统的采用,全面提升柴油机在低质油品地区的适应性。,重型燃油预过滤系统,普通预过滤系统,空压机介绍,定期经常放水！,划痕6个月后的比较,阴极电镀，普通钢板 干粉喷涂烤漆，镀锌冷轧钢板,更耐腐蚀 更耐刮擦,冷轧双面镀锌钢板，粉末喷涂烤漆工艺(包括箱板/侧挡板/进气栅),空压机介绍,螺杆转子直径与以往相同，但长度增加。AIRTEC新设计的S2L/OIS 0-01螺杆主机使得空压机能以较低的功耗获得更大的排气量。这是我们同样采用CAT柴油机,但仍比其他品牌省油的重要原因之一。.,S2L/OIS 0-01,旧款,新款,空压机介绍 H重载型,新型螺杆转子,空压机介绍 节油专家,空压机介绍,膜分离原理,当两种或两种以上的气体混合物通过中空纤维膜时，由于各种气体在膜中溶解度和扩散系数的差异，导致不同气体在膜中相对渗透速率不同。根据这一特性，可将空气中的的各类气体进行气体分离。,Prism特点,复合膜，聚砜气体分离层，膜丝硅橡胶涂层；采用干湿法纺丝，不怕水；耐油性指标：20ppm膜丝内径：0.5mm,尘埃通过性好；工作压力：1.82.4 MPa工作温度：566；分离效率：50%53%；年衰减率：1.2%；使用寿命：1015年。,膜管用量计算,查阅美国普里森膜管的参数表格，计算如下氮气量1200方/小时，工作压力1.93MPa；所需膜管根数N=1200/33.8=35.5，理论计算所需膜管根数 N=36根，所需空气量：Q=36X63.7=2293方/小时=38.22方/分钟实际配套膜管根数 N=38根设备产氮量：Q=38X33.8=1284方/小时。,氮气增压机,往复压缩机历史,1833 库伯成立 1929 成立Cooper-Bessemer Corp.1962 收购Ajax，整体式压缩机 1965 成立库伯工业公司Cooper Industries,Inc.1976 库伯工业收购Superior 1989 库伯收购Enterprise 1995 库伯卡麦隆从库伯工业分出 2001 库伯往复式压缩机迁到瓦勒 2001 库伯收购Nickles Industrial 2001 库伯收购TSI 2003 库伯能源服务改为喀麦隆压缩机,CFA压缩机特点,按照美国API618和API11标准设计制造，机组可以满足连续运转三年以上。压缩机磨损件 8,000 hrs压缩机润滑油更换和维护 4,000-6,000 hrs压缩机现场大检修 40,000 hrs压缩机寿命 20 years 机组运行时率 8000 hr/年,美国cameron公司CFA34增压机,山东恒业石油新技术应用有限公司,增压机原理,中央控制系统原理,控制系统采用中央集中监控和就地控制的DCS系统，下位机选用西门子300和200系列可编程控制器对空压机制氮系统、氮气增压系统进行就地控制，上位机采用嵌入式工控机，负责对整套系统进行协调控制，主要完成整机联动、上传数据监测、参数报警记录、参数动态曲线、数据存储、技术资料查询等工作，两者之间采用MPI（多点接口网络组态）通讯协议进行通讯。系统具有先进的人机界面，具有数据显示和操作控制功能，配备单独的操作控制室。,计算机控制系统,先进的组态控制中央计算机+下位机（PLC及各种控制仪表）,中央控制PLC柜,设备配置柴油机,600方：空压机atlas836、atlas836:C13 增压机：C7900方：空压机寿力1150：C15 增压机：3406或C91200方：空压机XRV12、寿力1350：C18 增压机C9或C11,CAT柴油机标定,A标定：柴油机最大输出功率，工作时间24小时。B标定：柴油机最大输出功率，工作时间19.2小时。C标定：柴油机最大输出功率，工作时间12小时。,低压制氮撬控制工艺流程,高压制氮撬控制工艺流程,泡沫发生测控装置,整套设备为撬装移动式，全部部件安装在一个撬体中。撬块采用上吊点，下带铲点。全套设备由泡沫发生系统、供药系统、仪表测控系统、中央控制系统、橇装式箱体总成及辅助装置组成。,泡沫发生测控装置,泡沫发生测控装置技术参数,设计压力：50MPa操作压力：40MPa工作温度：0100 适用环境温度:-20+45 泡沫密度：0.30.9g/cm3 最大基液流量：66m3/h最大气体流量：1800Nm3/h控制方式：中央计算机自动化控制+就地控制总功率:10KW,泡沫发生系统,采用独家专利（专利号：ZL 2004 2 0097112.5）的泡沫发生混合装置，氮气与水、化学药剂充分混合后可形成均匀的泡沫流体。泡沫发生器内有气液混合腔和气液搅拌叶轮。气体直接进入配气管，分散成小气泡。液体以旋转方式进入，带动气体混合。初步混合的泡沫液经过固定式叶轮后多次改变方向并产生与水的搅拌，气体粉碎，在水中成微气泡。,氮气入口,水入口,药剂入口,泡沫发生系统,泡沫发生系统,突出特点,1、采用独家专利（专利号：ZL 2004 2 0097112.5）2、能够形成出色的径向混合，消除了停滞区和短路现象；3、形成的泡沫质量稳定；4、没有运动部件，易杜绝泄漏；5、维护成本较低，能量消耗也比较少。,测控系统,氮气泡沫流体现场应用,泡沫流体的基本特性,密度低且方便调节，作为入井液便于控制井底压力，减少漏失和污染；粘度高，低摩阻，携砂能力强；低滤失，对地层污染小；泡沫在孔隙介质中具有很高视粘度，调剖能力强，且具有剪切变稀的特性，封堵能力随渗透率的增大而增大；泡沫“遇水稳定、遇油消泡”，在含油介质中稳定性变差，渗流阻力随含油饱和度的升高而降低；压缩系数大，助排性能好。,应用范围,气举排液诱喷氮气泡沫冲砂,井下作业,注氮气（泡沫）驱氮气蒸汽混合吞吐注氮控制底水锥进氮气（泡沫）调剖氮气泡沫压裂,增产措施,管线吹扫试压、置换油气存储保护惰性保护欠平衡钻井,其它应用,一、泡沫冲砂、洗井及修井,在用常规流体冲砂、洗井及修井过程中，由于入井液的漏失及滤失，往往会对油气产层造成一定的污染，影响作业后的产能，对于一些漏失严重井，甚至不能建立正常的洗井循环。使用泡沫流体可以有效地解决上述问题。泡沫流体冲砂、洗井及修井主要有以下优点：泡沫密度低，可实现低压或负压循环，以免漏失；泡沫粘度高，滤失量少，液相成分低，可大大减少对产层的伤害；泡沫的悬浮能力强，可以把井底沙砾和油、套管壁上的固体颗粒或其它赃物带出；可以诱导近井地带赃物外排，以解除产层堵塞，同时还可以诱导油流。,正（循环）冲砂,油管进，环空出油管接单流阀（回压阀）工艺简单，施工方便适合直井,反（循环）冲砂,环空进，油管出管柱接旋塞阀或配合连续管作业施工较复杂适合斜井、水平井,应用实例,氮气泡沫流体冲砂、洗井工艺技术在胜利油田东辛、桩西、海洋等采油厂以及中海油渤海油田进行了广泛应用，年施工200多井次，应用效果显著。此类型井漏失较严重，使用污水冲砂往往数十方水全部漏失无返液，采用低密度泡沫流体达到水基洗井液无法实现的目的。在中海油BZ25-1、SZ36-1平台主要应用于检泵前洗井，防止了大量水基洗井液漏失，使产能恢复期大大缩短，并节省了浸泡柴油，缩短了作业时间。,1、永37-16井泡沫流体冲砂,该井在泡沫流体冲砂施工前，用清水冲砂，由于地层漏失严重，不能有效的建立压力平衡，未见地层有返液。采用泡沫流体冲砂，有效地建立了井筒压力平衡，很快建立循环。正循环下油管探冲砂。连续接6根单根，每根持续时间20分钟，在第三根开始明显见砂，在冲砂初期取样结果显示，180g水含20g砂，充分显示了泡沫液较强的携砂能力。,2、桩西采油厂桩106-23-斜24井泡沫洗井冲沙,该井基本参数：人工井底1649.8m，套管直径139.7mm，油层中深15831596m，静止压力11.88Mpa，液面高度1031 m，砂面高度1425 m。该井在泡沫流体施工前，用清水120 m3洗井，未见任何返液，为防止地层遭受更大污染，采用低密度泡沫液。施工中采用低密度泡沫流体120 m3，泡沫密度0.7g/cm3，反循环冲砂，共接8根单根，实现冲砂80米。,3、G104-5P69井,G104-5P69井水平段长1080米，由于地层漏失严重，不能有效的循环，先后有哈利伯顿、BJ等国外公司进行冲砂作业均未建立循环无法完成施工，后采用泡沫流体冲砂，很快建立循环顺利完成施工，并把近井地带的脏物带出，如下图所示泡沫冲砂后产液量和产油量都有所提高.,4、中海油BZ25-1平台泡沫流体洗井,2005年BZ25-1、SZ36-1平台共实施氮气泡沫洗井32井次，原采用柴油浸泡后地热水洗井，地热水漏失量大，造成产能恢复期过长，采用低密度氮气泡沫流体洗井工艺后，不用柴油浸泡，利用泡沫流体的低密度特性以及良好洗油能力，即可完成正常洗井作业，同时减少了地热水漏失，大大缩短了产能恢复期。,洗井效果对比：,现场图片,二、氮气(泡沫)气举排液诱喷,氮气举升、排液、诱喷,氮气排液是利用向油套环形空间注入氮气，将井筒液体从油管排出。通过不断注入氮气进行循环，逐步降低井筒流体的密度，减少对地层的回压，以达到举通井筒或降液到预定深度，实现诱喷的目的。使用氮气可避免避免空气入井引起的爆炸事故。可应用于排酸、排泥浆、排压裂液、排压井液等作业，可配合连续油管车进行井下排液作业。,氮气（泡沫）排液机理,与气举机理一致可通过调节泡沫密度、回压来控制压差泡沫携液、携砂能力强启动压力低，可进行深井排液清洗能力强，可解除稠油粘结等有机堵塞,氮气泡沫排液机理,酸化液（残酸）压裂液压井液井底积液泥浆各种入井液,举通井筒或降液到预定深度，实现诱喷的目的,与单纯气举排液比较有以下优点：低密度泡沫可以实现不动管柱作业。特别是针对深井不需采用气举阀或连续管，即可实现深井排液，启动压力低。泡沫流体携带性能好。泡沫有良好的携液和携砂性能。,1、莱38斜109泡沫流体排酸 应用实例,莱38斜109油井，人工井底2664m，因地层污染堵塞，进行酸化解堵，累计注酸28方，2005年7月29号下午3点半注酸完毕，反应4小时后采用低密度泡沫流体进行酸化后排酸。本次施工共计4.5小时，累计注泡沫约为55方，返出约80方，从旁边能闻到很大的酸味，说明从井里排出了大量的酸液。,胜利油田丰深1井氮气泡沫排液诱喷,丰深1井完钻井深4495.4m，人工井底4443.65m，生产层位为沙四。该井生产初期日产气20000余方，日产油16t，随开采时间增长地层能量减小，近井地带积液严重，目前日产气7604方，日油0.5t，换排液采气管柱以提高产量。因换管过程中需关井压井，换管后采用氮气泡沫排出压井液及近井地带积液，激励产层，顺畅通道，恢复自喷生产。该井排液诱喷过程中使用山东恒业公司HY900/350C氮气泡沫流体设备，泡沫密度控制在0.50.6g/cm3，循环点2700m，启动压力13.4MPa，排出液体120余方，诱喷成功后，日产气17000余方，日产油3t。,2、低压井泡沫流体诱喷,泡沫流体诱喷技术既可用于产水气井，也可用于油气合采井，其基本原理是利用泡沫将井底积液排出，恢复自喷生产。,永66侧28井为改层生产，打桥塞封堵下层水层，射开上层沙二6气层，保留沙二7油层，油气合采。射孔后不产气，分析为射孔后气层堵塞，2006年1月19日采用低泡沫流体诱喷。施工后，该井套压10MPa，油压4.5MPa，日产油15m3，日产气1200m3，自喷生产正常，取得了明显的增产效果。,3、高104-5P101井氮气泡沫举升排酸,高104-5P101井常规酸化后，采用氮气泡沫举升排酸，快速返排出残酸和酸岩反应物，施工后产液、产油效果明显。施工后生产曲线见图,4、哈萨克斯坦排液诱喷应用,2008年10月，哈国第一套制氮设备调试验收阶段，通过我方技术人员的现场指导，一个月时间，在井场连续工作两个版次，共培训设备操作技术人员13名，制氮设备连续工作近510小时，先后在CT19、CT12、CT11、CT14、CT13、CT28等井使用氮气泡沫流体进行排液诱喷作业，全部诱喷成功，取得了良好的作业效果。哈国2套，在加纳诺尔油田现已成功施工CT473、H8033、H8201等油气井。,5、塔中油田深井排液诱喷,TK7210井，完钻井深4668m，产层射孔后，采用氮气泡沫流体诱喷，循环点：4550米，使用HY1200-350C制氮拖车，泡沫密度0.560.65g/cm3，启动压力14.1MPa，施工23.5小时，共排液66.83m3。,三、氮气泡沫流体混排在防砂中的应用,采用泡沫流体吞吐混排强制排砂，将近井地层中的游离砂排出井筒，以疏通产液通道，而后在强制排砂后形成的清洁井壁的基础上进行压裂防砂，使严重出砂井恢复常规生产，以延长检泵周期，降低出砂油井综合开采成本。细粉砂和近井地带的泥浆,泡沫流体吞吐混排排砂机理,向地层挤入低密度泡沫流体，增加地层弹性能量；低密度泡沫循环洗井，在井内形成负压；使地层流体高速喷出，泡沫及地层流体带出大量松散微粒、近井堵塞物如泥浆、外来固相杂质，提高近井通流能力，实现有效解堵。在胜利油田石油开发中心大量应用，取得良好的应用的效果，并在胜利油田胜利采油厂胜坨区块、东辛采油厂、冀东油田的先期实验都取得了成功。,1、在胜利石油开发中心的应用,针对石油开发中心稠油油藏开发过程中近井地带的堵塞问题，利用泡沫流体自身的特性，通过泡沫吞吐、循环混排，将近井地带砂粒连同堵塞物排出，然后通过高压充填填入理想粒径的石英砂，从而达到解除近井地带复合堵塞、完善射孔炮眼、提高砾石充填防砂效果、改善近井地带渗流状况的目的。泡沫混排储层改造技术主要用于两类油井，一类是生产过程中近井地带发生堵塞的老井，一类是即将投产的新井。老井主要用于解除有机、无机复合堵塞，提高防砂效果；新井主要用于解除钻井过程中的污染、完善射孔炮眼、改善近井地带渗流状况，提高砾石充填防砂效果。泡沫混排储层改造技术在胜利油田石油开发中心应用效果显著，已作为常规措施工艺进行普遍应用。,草4-9斜315井混排解堵 应用实例,草4-9斜315井为稠油井，因近井地带稠油胶结地层砂形成堵塞，2005年10月13日采用注入稠油降粘剂，降低近井地带稠油粘度，低密度泡沫流体混排出地层砂，解除近井地带堵塞。井深1169m，套管直径177.8mm，油层井段1065m1070m。,该井采用泡沫流体混排解堵，返排出大量地砂，有效地解除了近井地带的堵塞，开井生产后日产油6t，增油4t。,2、在胜采胜坨区块的应用,NHT823井泡沫流体混排根据施工技术要求，坨82断块新投井射孔后，为了提高防砂施工效果，需要进行地层排砂施工 以往的施工惯例是射孔后，下皮碗封管柱至油层以上，进行抽吸 此次施工考虑该井施工难度大，原油黏度高等因素，经研究，采用氮气泡沫混排技术进行施工。施工目的是，使用低密度氮气泡沫混排，解除近井地带泥浆污染并排出部分地层砂，降低地层充填压力。,施工步骤是，初始反注入3发泡剂污水，泡沫密度为0.7g/cm3反洗井一个循环，出口见均匀泡沫。然后逐步降低泡沫密度为0.4g/cm3，进行低密度氮气泡沫流体混排至排液结束，停机，停止注气，进行油管放喷，使地层实现负压返排。施工后，经压井探砂面，排出砂量1.0m3，达到了施工设计要求。,3、在冀东油田的应用,通过向地层挤入低密度泡沫流体，同时在井内形成负压，使地层流体高速喷出，泡沫及地层流体带出大量松散微粒、近井堵塞物如泥浆、外来固相杂质，提高近井通流能力，实现有效解堵。该技术在冀东油田庙27-15井进行试验，共计排出地层砂约3方，并带到地面池，在后期挤压充填防砂过程中挤入陶粒6方，是挤压充填防砂技术成功应用以来，挤入量较大的一口井。,应用总结：,通过在不同区块的泡沫流体混排排砂现场试验，有效验证了泡沫混排排出地层游离砂的有效性。在施工过程中使用恒业公司的氮气（空气）泡沫流体系统，应用系统自备的泡沫发生器，在地面对高压氮气（空气）与添加起泡剂的水充分混合形成均匀泡沫，通过泡沫吞吐、循环混排，有效解除有机及无机堵塞，改善近井地带的渗流状况。,泡沫流体混排优点：,在地面可通过控制气、液流量来控制入井泡沫的密度，方便调节井底负压值。通过泡沫密度的逐步降低有效防止了压力突降对油套管的损伤，通过泡沫密度的控制有效防止了地层骨架坍塌。起泡剂主要成分为表面活性剂，具有良好的洗油能力，泡沫流体具有良好的清洗能力，通过泡沫吞吐能有效解除稠油粘接堵塞等有机堵塞，使各种固体杂物通过泡沫和地层流体有效冲入井底。泡沫具有很高的视粘度，其携砂性能为清水的十倍，在低密度泡沫循环混排过程中，利用泡沫高粘良好的携砂性能，可把地层排出的砂粒携带出井筒。,四、氮气(泡沫)酸酸化,氮气助排泡沫分流转向缓速酸，扩大酸化半径综合提高常规酸化效果适用低压、低渗、多层、非均质油气层酸化适用老井重复酸化,应用情况,联合石油大学泡沫流体研究中心，在桩西采油厂桩62-9、桩242-9、老13-8、桩89-4-18、LHL301-X1、老15-2等油井；孤东采油厂GD1-13P510、GD18-16、GD69-5、GD18-20等；华北油田岔31-126X井，冀东庙125-P1井等；先后进行了氮气泡沫酸酸化施工，增产效果显著。,桩西采油厂桩1212井泡沫酸酸化 应用实例,以桩121-2井为例，该井储层岩性为砂质白云岩，储层泥质含量较高，在生产过程中易产生颗粒运移堵塞。96年后实施三次酸化，日增油分别为14t、4t和3t，酸化效果一次比一次差，本次酸化前日产液4.7t，日产油1.6t，含水65%。液面1983m(目前掺水，不掺水时液面在2200m左右)，示功图显示供液不足。分析生产和储层资料认为具有酸化增油潜力，但如果采用常规酸化，酸液会沿着前三次溶蚀通道进入地层，降低酸化效果，本次酸化要获得较好的增油效果，必须提高低渗层的酸化效果。因此确定在该井实施泡沫酸酸化，利用泡沫液的分流特性，使酸液进入低渗层，同时利用泡沫酸缓速特性扩大酸化半径。施工过程中，主体酸部分采用泡沫酸，酸化后放喷过程中返排出大量残酸和固体颗粒，返排效果比常规酸化要好的 多。施工后，日增油8.2t，增产效果明显。,青海油田N1-N21油藏泡沫酸化,跃2440井,氮气泡沫酸化施工一次成功，酸化结束反应30分钟后，放喷返排残酸，返排效果极佳，喷势较大，返排1小时，共返出残酸10余立方米，发挥了较佳的氮气泡沫助排作用。本次施工最高压力24Mpa，泡沫密度0.45-0.85，酸化施工液量65立方米。泡沫酸化结束后，为使该井措施达到最佳效果，气举掏空1100米，返排残酸12立方米。日产油由作业前的9吨上升至25.6吨。,五、氮气蒸汽混合吞吐,氮气隔热助排注氮气及泡沫剂提高蒸汽吞吐效果蒸汽（热水）驱注入氮气泡沫调剖氮气（泡沫）压水锥增产,草104-3井注氮气泡沫调剖 应用实例,对草1043井注蒸汽过程中，伴注氮气泡沫用于注蒸汽调剖，并控制该井边底水锥进。施工中使用HY900/35C型氮气泡沫流体系统，共注入氮气5万余方，注入高温发泡剂3吨，开井生产后，与上一吞吐周期相比，综合含水下降了15，采油中期比上一周期同期增油1000多吨，现仍处于稳定产油期，取得了良好的经济效益。,利用该施工工艺，已在胜利采油厂、石油开发中心年实施50余井次，施工后注蒸汽压力均提高23.5MPa,取得良好的降水增油效果，,草104-3泡沫调剖前后生产曲线,采用泡沫调剖,六、边底水油藏氮气泡沫控水技术,边底水油藏氮气泡沫控水技术主要机理为：弥补近井地带压力亏空，减缓边底水侵入速度；氮气泡沫的选择性封堵作用；部分气体上浮，将地层顶部原油驱出。,控水机理,边底水油藏氮气泡沫控水技术目前仅在部分油田取得了较好的应用效果。例如：在渤海油田，利用氮气泡沫控制底水锥进效果显著；在胜利油田石油开发中心部分油田，利用氮气泡沫进行调剖的蒸汽吞吐井，经过分析认为对底水锥进也有明显抑制作用；另外在含有边水的区块，靠近水线的一线井排全部注氮气泡沫进行整体调剖，边水推进速度明显降低。如结合泡沫冻胶堵水，预计该技术将会取得更好的效果。,应用情况：,氮气泡沫调剖及底水控制技术,针对蒸汽吞吐高温高压、及现有高温泡沫剂常温下不起泡的特性，室内研究注汽期间的井筒温度场及地层温度场，优化了泡沫注入工艺，设计了地面混气起泡注入流程。直接在地面形成连续泡沫注入到油层后，注蒸汽伴注氮气，保证了地层中的泡沫始终保持较高的泡沫质量和连续性。,氮气压水锥,常规氮气泡沫,地面生成氮气泡沫调剖,地面生成氮气泡沫多段塞调剖及边底水控制技术,七、氮气泡沫调驱技术,改善流度比，调整注入剖面，扩大波及体积遇油消泡，遇水稳定气体的上浮作用，提高了顶部油层的动用程度提高洗油效率增加弹性能量,氮气泡沫调驱技术是非均质油藏水驱开发中后期提高采收率的有效方法，该技术既可以提高波及体积，也可以提高洗油效率，其提高采收率机理如下：,八、氮气泡沫驱油技术,泡沫驱主要包括常规泡沫驱、强化泡沫驱和复合泡沫驱三种类型。常规泡沫驱仅通过起泡剂和注入水生成泡沫驱油；强化泡沫驱是在常规泡沫驱的基础上加入聚合物作为稳泡剂，增加泡沫稳定性和强度，提高驱替效果；复合泡沫驱是在三元复合驱的基础上，通过筛选表面活性剂作为起泡剂，与气体形成泡沫进行驱油。除此之外，还提出了多相泡沫驱的概念，即在强化泡沫驱的基础上加入弹性微球，用于减少泡沫在大孔道中的窜流，提高严重非均质地层泡沫驱效果,泡沫调驱实验结果,渗透率级差为15时，采收率随注入倍数的变化曲线,泡沫调驱实验结果,聚驱后泡沫驱高低渗管产液分数变化曲线（级差15）,泡沫驱主要适用于高盐油藏、严重非均质油藏、聚驱后等类型油藏提高采收率。我国在玉门、克拉玛依、大庆、胜利等油田进行了现场应用，总体来说取得了较好的应用效果，采收率大幅度提高，同时也暴露出了很多问题，如注入压力高、气窜、产出液处理困难等。随着我国油田开发难度的增加以及制氮工艺的成熟，泡沫驱油技术的应用将越来越多。,最早的泡沫压裂施工始于1968年1月。从70年代开始，泡沫压裂以迅猛的势头在全美国和加拿大得到广泛运用。在19791980年，泡沫压裂已经进入了一个比较成熟的时期。泡沫压裂在美国和加拿大应用较多，在国外泡沫压裂液占整个压裂液体系的3050。国内方面，最早辽河油田曾与加拿大公司进行合作，成功进行了泡沫压裂，后来国内油田也陆续开展了这方面的研究工作，并进行了现场应用，取得了很好的增产效果。随着低压、低渗以及水敏等难开发油气藏的增多，相信泡沫压裂技术在国内的应用一定会越来越多。,九、氮气泡沫压裂技术,氮气泡沫压裂技术,泡沫压裂技术特别适用于低渗透、低压及水敏地层的油气藏改造，压裂过程中所用气相可以是氮气，也可以是二氧化碳，国内大多使用液态二氧化碳。与常规水力压裂技术相比，泡沫压裂主要有以下优点：泡沫粘度高、滤失量小、摩阻小，有利于提高排量，产生穿透较深、较宽的裂缝；悬砂性能好，有利于增大裂缝的支撑面积，提高裂缝的导流能力；液相含量少、滤失量小，对地层伤害小；排液时，气体膨胀，使排液迅速且彻底，同时使裂缝壁面和地层孔隙得到彻底净化，大大提高了裂缝的导流能力；,十、欠平衡钻井中的应用,欠平衡钻井是当代油气田勘探开发和保护油气层技术的重要发展方向，技术关键是通过控制钻井液密度，调整井内液柱压力小于储层的孔隙压力，使地层流体在压差作用下有控制地向井内连续流动，以实现低压、低渗、低产能油气资源的开发和利用。在钻遇油气层时从安全角度考虑，多采用氮气或氮气泡沫介质来实现欠平衡钻井。,氮气钻井,在气体钻井作业过程中，但钻井深度达到产层附近时，使用氮气替换空气，以防止由于空气同井眼里的碳氢化合物起反应而造成井下起火和爆炸。氮气还是一种很轻的钻井液，可降低钻头的负载，产生高渗透率。而且，当使用氮气时因所用的泥浆减少，井眼和地层更为清洁。由于气体钻井液中的气体可在地面点燃并且可很快地对返回的岩屑样品进行分析，因此更易发现碳氢化合物气体。所需氮气流量可根据井眼直径、井深和排量及地层结构而改变。,优点：,可减少对产层的损害，有效保护油气层，从而提高油气井的产量。有利于及时发现低压、低渗油气层，为勘探开发整体方案设计提供准确依据。减少大量用水大幅度提高机械钻速，延长钻头使用，从而缩短钻井周期，减少作业及相关费用。有效控制漏失，并减少和避免压差卡钻等井下复杂情况发生。减少或免去油气层改造等作业措施及昂贵的费用。,现场图片,现场图片,Thank 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