效果 提高采收率9%
提高采收率13.8%
（三）长岩心物理模拟－优化注入参数
驱油效率/%
驱油效率和含水 /%
100 80 60 40 20 0
0
地层倾角对驱油效果的影响
100
驱油效率
80
含水
60
48.4％
40
20
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
0
0.5
注入倍数/PV
51.4％
驱油效率 含水
1
1.5
注入倍数/PV
5、多次接触实验表明：不能产生多次接触混相
多次接触的拟三角相图
C1-C6（%）
100 80 60 40 20 0 0
泡点线
平衡油 平衡气 原始N2 原油
露点线
20
40
60
80 100
N2（%）
泡点线与露点线未能相交，在当前地层条件下，N2与地层原油不能产生多次接触混相。
（一）N2驱提高采收率机理
6、长细管模型实验研究
压力 N2溶解度 样品号 MPa m3/t
地层油 12.53 0 N2-1 15.39 3.39 N2-2 18.62 7.43 N2-3 22.99 12.17 N2-4 27.05 17.71 N2-5 30.85 22.38 N2-6 34.22 25.7
15
20
25
30
35
40
压力/MPa
o 1.96108 0.03364 p
（一）N2驱提高采收率机理
3、N2可以降低油气界面张力
界面张力和油气密度差与实验压力的关系曲线
16
0.66
界面张力/mN/m 油气密度差
12
0.64
8
界面张力（mN/m)
油气密度差 4
0.62 0.6
0
0.58
19
21
23
25
27
29
31
压力/MPa
12.0949 0.3895P 0.0146P2 og 0.75941 0.0029p 3.61143E 0.5p2 随压力升高，界面张力降低，油气密度差减小，有利提高驱油效率。
越大，气体突破越晚。
5
气油比（ml/ml)
（二）利用气锁效应抑制气窜的方法
1、气锁效应抑制气窜方法
采收率增量（%）
不同注入方式下采收率增量与注入倍数关系图
16
连续氮气驱
14
气水比1：2
12
气水比1：1
10
气水比2：1
8
6
4
2
0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
水驱后注入烃孔隙体积比（HCPV0)
非混相驱 33 8
白云岩 5640 0.7628 12.35 10 2300
墨西哥－世界上最大的氮气驱项目
墨西哥湾的坎塔雷尔海上油田由于地层压力下 降 ， 单 井 产 量 由 开 始 的 5530m3/d 降 至 1997 年 底 的 221m3/d。该公司打破常规，没有进行二次注水采 油，直接开展氮气驱，并投资10亿美元，于2000年 建成了复配世地界层油上与最地层大原的油氮的主气要生高压产物厂性参及数其对比配表套的输送设 施 ， 产 气 能 力 达 34×104m3/d ， 实 施 后 取 得 明 显 的 效果，预计油田产量能够增加60%。
孔隙度 ％
16-18
采油速度％
地面原油密度 g/cm3 地 下 原 油 密 度 g/cm3
0.87 0.813
综合含水 ％ 注水泵压 MPa
17-32
4.3 45.5 12.14 117 48 13.3 0.5 59 30
（一）N2驱提高采收率机理
XXXXXXXXX井脱气原油的基本参数表
密度 粘度 凝固点 含蜡
随N2溶解量增加，地层油的粘度逐渐降低。
（一）N2驱提高采收率机理
2、N2可以改善地层油的流动性
溶解不同量N2地层油的密度与压力的关系曲线
密度/g/cm3
0.82 0.81
0.8 0.79 0.78
地层油 N2－1 N2-2 N2-3 N2-4 N2-5 N2-6
0.77
10
15
20
25
30
35
40
序号
实验方案
实验目的
1
水驱至含水99％以上+气水交替注入0.4PV N2＋后续水驱 水驱及水驱后N2驱的效果
2
初始气水交替注入0.4PV N2＋后续水驱
N2注入时机的影响
3
初始气水交替注入0.4PV N2＋后续水驱（模拟15°地层 地层倾角的影响
倾角、高注低采）
4 初始注入连续0.4PV N2＋后续水驱（模拟15°地层倾角、 注入方式的影响 高注低采）
2
0
0
10
20
30
N2溶解度/m3/t
（一）N2驱提高采收率机理
2、N2可以改善地层油的流动性
粘度/mPa.s
3.5 3
2.5 2
1.5 10
溶解不同量N2地层油的粘度与压力的关系曲线
地层油 N2-3 N2-6
N2-1 N2-4
N2-2 N2-5
0 3.39 7.43 12.17 17.71 22.38 25.7
19.5
水测渗透率 x10-3µm3
7.9
孔隙度 %
17.21
长岩心驱替装置流程图
注：1.驱替泵；2.地层油容器；3. CO2气容器；4.盐水容器；5.长岩心夹持器； 6.恒温箱 7.压力传感器；8.观察窗；9.回压阀；10.分离瓶；11.取样口；12.气量计。
（三）长岩心物理模拟－优化注入参数
长岩心实验设计
不同压力下驱油效率和累积产气与注入倍数关系曲线
40
36.9% 35000
35 30 25 20 15 10
5 0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
30000
25000
20000
30.5MPa 驱油效率 33.5MPa 驱油效率 36.5MPa 驱油效率 30.5MPa 累积产气 33.5MPa 累计产气 36.5MPa 累计产气
初始气水交替注入－水平
初始气水交替注入－15倾角
实验方案
实验目的
效果
初始气水交替注入0.4PV N2＋后续水驱
地层倾角的影响 提高采收率13.8％
初始气水交替注入0.4PV N2＋后续水驱（模拟15°地层倾角、高注低采）
可提高采收率16.8％
（三）长岩心物理模拟－优化注入参数
驱油效率/%
60 50 40 30 20 10
XXXX断块的油藏基础资料
含油面积 .0 563
3050
地面原油粘度 mPa.s
地下原油粘度 mPa.s 原始地层压力 MPa
有效厚度 m 开发层位
10.0 沙三中
饱 和 压 力 MPa 油层温度 ℃
主力层
D3+4、F1+2
原始气油比 m3/t
空气渗透复率配地10层-3油μ 与m地2 层原油4.4的-3主3要高压物性采参出数对程比度表％
（一）N2驱提高采收率机理
4、多次接触实验表明：N2可以抽提地层油中的轻组分
多次接触实验：研究气液平衡后，气液组成和相态参数变化规律，认识N2驱 的机理，建立三角相图。
组成（%）
100 80 60 40 20 0
0
平衡气相组成变化曲线
N2 C1-C6
3
6
9
12
15
接触次数
（一）N2驱提高采收率机理
美国实施N2驱的几个成功方案
实施单位
菲利普石油 Spirit 能源 雪佛来公司 雪佛来公司
油田名称
Binger
C.F.U
东 Painter
Painter
起动时间
1997
1982
1983
1980
驱替类型
混相驱
混相驱
非混相驱
非混相驱
生产井数
55
53
17
33
注入井数
23
8
7
13
地层岩性
砂岩
白云岩
砂岩
砂岩
深度/m
0 0
注气方式对驱油效果的影响
N2总注入量均为0.4PV且均为初始注入
交替注入 连续注入
连续注入方式提高采收率11.2％，（水驱34.6%） 气水交替注入可提高采收率15.8％。
2
3
4
5
6
驱7 替周期 8
不同渗透率岩心水驱气后束缚气饱和度均随驱替次数增加而增加，四至五 个周期后趋于稳定。这表明气水交替注入过程中会产生一定量的气锁。
（二）利用气锁效应抑制气窜的方法
实验压差（MPa)
8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0
0.00
连续氮气驱 气水比1：2 气水比1：1 气水比2：1
（一）N2驱提高采收率机理
1、N2具有膨胀地层原油的能力
30 25 20 15 10
5 0
10
N2溶解度 /m3/m3
饱和压力与N2溶解度的关系曲线
15
20
25
30
35
40
饱和压力/MPa
地层油体积膨胀量与N2溶解度的关系曲线
6
体积膨胀量/%
4
V 0.011 pb2 0.7706 pb 7.8852
压力/MPa
压力 N2溶解度 样品号 MPa m3/t