第１０卷增刊
２００３年９月
特种油气藏
Ｓｐｅｃｉａｌ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｃａｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ
ｖ．１０ Ｓｕｐｐ
Ｓｅｐ． ２００３
Ａ幸编号：１００６一６５３５（２００３）８０一００９０一。
氮气气举采油技术的应用
刘东菊
〔中油辽河油ＩＩＩ分公司，辽宁盘锦１２４０１０）
摘要：油田常规排液存在速度慢、不灵活、深度浅且安全性差等问题。现场制氮注氛装！采用
先进的膜分离技术，直接从空气中分离制取氮气，车载、可移动、现场制氮的特点，使氮气气举
采油技术应用范围更广，适应性更强。几年来，成功地进行了氮气气举返排压裂液，轰气气举
排水采气，氮气气举深度构空地层排出泥浆等工艺试脸‘氮气气举不仅成为常规油井排液的
主要手段，而且在高凝油井的成功尝试，使辽河油田利用氮气气举工艺技术在特种油的开采方
面拓展了新的途径
关键词：制氮注氮装笠；氮气气举采油：工艺技术；应用
中圈分类号：ＴＦ３５５．３文献标识码Ａ
阶
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椒
一
流
空
气
艺
前言
针对油田储层物性差、易污染及排液困难等实
际情况，为了解决油田常规排液速度慢、不灵活且
安全性差等问题， １９９７年辽河油田钻采院与天津
凯德梅塞尔公司合作研制开发了制氮注氮装置。
该装置采用先进的膜分离技术，现场直接从空气中
分离制取氮气。自投产以来，不仪在提高稠油热采
效果工艺上得到广泛应用，也成为气举采油的主要
技术手段。车载、可移动、现场制氮的特点，使利用
氮气进行气举采油技术’〕不仅适用于常规油井，而
且在高凝油井也进行了尝试，解决了大量的工艺技
术难题。几年来，成功地进行了氮气气举返排压裂
液，氮气气举排水采气，氮气气举深度掏空地层排
出泥浆等氮气气举工艺试验。该项技术已成为常
规油井排液的主要手段，同时也在利用氮气开采特
种油方面拓展了新的途径。
１制氮设备的工作原理及主要技术参数
油、水．杂质氮气
图１制氮工艺流程
Ｆｉｇ． Ｉ Ｎｉｗｇｅｎ ｍａｋｉｎｇ ｐｍｃｅｓｘ
１．２膜分离制氮工作原理
膜分离系统是该装置的核心，采用超细化中空
纤维膜直接从空气中分离氮气，主要是利用有机膜
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。膜分离制氮系统具
有体积小、流程简单及对环境无特殊要求的特点
不同产气量的膜分离器由不同数量的膜组并联而
成，膜分离原理示意图见图２
环级Ｉ月Ｍ钢壳腆
１．１整机工作原理
制氮装置由制氮和注氮２个单元组成；制氮单
元由空气压缩机、氮气发生系统等组成，注氮单元
由氮气增压机、泡沫发生器等组成，均为车载。氮
气纯度连续可调，注人油井的氮气的压力可根据实
际注气压力调节，最高压力可达２５ ＭＰａ。制氮Ｚ
作透侧５！主要均氧气Ｔａ．１满气
图２膜分离原理示意图
Ｆｉｇ． ２ Ｆｉｌｍ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ
收稿日期：２００３一０１一１０：改回日栩：２Ｗ３
作者简介：刘东菊（１９６６一）．女．工程师
一Ｗ一０１
１９８９年毕业１＇ ３林〕＿业大学Ｉ ￥ｆ ＵＬ械系流体传动｝１４１１．制专业，理从小采汕优械研究Ｔ． ｉｉ．电话：Ｗ２７一７８２１２２７
万方数据
引一
增刊
刘东菊：氮气气举采油技术的应用
１．３氮气注入参数
氮气纯度为９５％；注人压力为５ －－ １８ ＭＰａ；注
人速度为５８０一６５０ ｍ＇／ｈ
２采油特点及工作方式
氮气气举是一种人工举升方式，它通过向油套
环空注人高压氮气来降低井筒液体的密度，在井底
压力的作用下，将液体排出井口。同时，注人的氮
气在井筒上升过程中，体积逐渐增大，氮气的膨胀
对液体也产生携带作用。
２．１氮气气举特点
（１）
（２）
油井。
（３）
（４）
（５）
举升深度大，举升深度可达３ ６００ ｍ以上。
产液量适应范围广，可适应不同产液量的
级
级
级
飞
．．几
２
适用于斜井、定向井。
特别适用于高汽油比井。
适应于液体中有腐蚀介质的井和出砂井。
射泵排泥浆工艺，均未取得好的效果，油井一直未
能正常生产，因此采用氮气气举排出油层内泥浆。
该井下人一级气举阀，外加电加热油管。施工
要求连续注人氮气，当气举时油管压力明显升高，
有大量气体喷出，这时人井流体（包括泥浆颗粒等）
被气体带出。气举初期排液量较多，当举升一段时
间后，有大量气休排出，携带出部分人井流体及泥
浆颗粒，再经过一段时间的气举后，将仅有氮气排
出，这时停止注氮气，进行酸化处理或等待液面恢
复，再次进行气举。在施工过程中，如果发生高凝
油凝固，需要开启油管电加热系统。利用氮气气举
管柱深度掏空油层排除泥浆，该井累计注氮气约３
ｘ １０＂耐，排出高凝油及泥浆约８０耐。该井气举管
柱深度为２ １００ ｍ，测试气举液面降至一１ ９２０ ｍ｝
具体效果见表ｔｏ
表１现场试脸情况
Ｔａｂ． １ Ｆｉｅｌｄ ｅｘｐｅｄｍｅｎｔ
井号目的方式气举深度／ｌ１气举等级
２．２氮气气举的工作方式
红４一，２返排压裂液开式问歇
高３５６１气井排水开式问歇
边３９一２５排泥浆开式向歇
目前主要采用开式间歇气举的工作方式。开
式气举操作简单，不需下人封隔器，可靠性好。
４结论
３现场试验情况
红４一１２井为压裂试油井，２００２年６月１８日
下人二级气举阀，气举压力１４ ＭＰａ，排量９００ ｍ＇／ｈ，
累计举出人井流体及井下液体２３５耐，累计注氮气
１７加。衬。经３次动液面侧试，液面由井口降至－
２ ８７２ ｍ，达到了迅速返排压裂过程中人井流体的
目的，效果良好。
高３５６１井为气井，由于有伴生水产出，出水逐
渐充满井筒，造成天然气被压死，为此，决定采用氮
气气举排出井筒积水，恢复天然气生产。该井注氮
气４０００耐，排出积水５０耐，油压由０上升至３．５
ＭＰａ，排出水后日产天然气８０００耐。
边３９－２５井为高凝油井，该井由于地层出泥
浆（钻井过程中压人地层），造成正常抽吸卡泵，不
能正常生产，先后采用气化水替泥浆、酸化配合喷
现场制氮气举采油是一种行之有效的〔艺技
术，已成为油田排液技术的主要手段。充足的气源
供应，稳定、可调的压力以及制氮装置可移动的特
点，完全可以满足气举工艺对气源的要求。与常规
抽汲、气举作业相比，具有安全可靠、作业周期短、
效率高、能完成深度掏空等特点。在水淹气井排液
采气、注水井排液、压裂并返排压裂液及高凝油油
井深度掏空地层排出泥浆等方面的应用都取得了
显著效果。随着氮气应用技术的日渐成熟，相关配
套的工艺日趋完善，尤其在高凝油领域的成功尝
试，便得氮气气举具有广阔的应用前景。
参考文献：
川刘成，石玉峰，等．沙淇油田制氮装置的开发与应用【１１
石油机械，２１１０１，２９（８）
编辑刘兆芝
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