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氮气在石油领域主要应用于气体钻井、完井及修井、采油、油气管道输送等

2019-02-02

随着近几年国内油气客户不断的应用总结与经验的积累,制氮设备的潜在优势及丰富的开发应用前景,已被国内油气领域业内人士所认同与关注。特别是现在世界范围内,原油价格高企,油气资源比过去任何时候都重要。作为一种有效的技术,制氮技术更引起了世界各国的重视。由于技术还掌握在外国公司手中,国内的一些企业多数是依靠国外的技术来进行组装、调试和倒卖等,其自身并未掌握技术的核心。具有自主知识产权的分离制氮工业应用还有待时日。

氮气在石油领域主要应用于气体钻井、完井及修井、采油、油气管道输送等。制氮作为重要的制氮方式越来越受到重视。

垂直井和水平井:在很多钻井作业中,氮气被用来替代空气以消除地下燃烧或爆炸的危险,氮气是一种极轻的钻井液,即使在穿透率高的情况下钻头也可正常工作。同时,由于运用氮气可以减少或完全不使用其他钻井泥浆,井身会更加清洁。氮气的流速随井身直径、井深以及井的位移和结构的不同而不同。

不平衡井:人们对于钻井技术的普遍认可(不论在陆地或海底)开始于不平衡井的理论,即钻井和产出同时进行。这种方法不同于传统的钻井液地下口使用高压,它使钻井液保持低压,这就使钻井液和成品通过一个可控制、密闭的循环系统回地表。采用这种方法对油井损害小(或根本没有),油产量高,而且通常会延长油井的寿命。另外,有用的碳氢化合物会在钻井的同时生产出来,而不是在完井后,氮气可单独或与其他钻井液一起使用来减轻流体静压和地下口的压力。

完井及修井的应用:在完井中,氮气可用于胶结,测定压力,安放镇压机及其他与压力有关的装置,也可用来控制泥浆的重量,氮气还可用于钻孔时的引爆,低密度、高压力的氮气用于清洁油井也很理想。在修井中,不论新井或老井,如果产出率太低,要注入表面活性剂和酸来提高油的渗透率,氮气在高压下是表面活化剂注入地下口时的理想载体,高压的气氛可以替代钻井液,减少静压,从而使井开始产出。用氮气来清洁油井对油井的损坏很小或根本没有损坏,事实上它还可提高油井产量和延长油井寿命。

管道中的应用:在钻井或更新油井时,以前通常采用不间断的管道系统,装有增压机的氮气发生装置可以输送气态氮,不断发展的钻井技术要求在现场连续几天甚至几周提供氮气,特别是在遥远或难以接近的作业地点、例如海底,管道腐蚀是使用管道系统时需要额外考虑的问题,因为该系统也用来运送酸或其他易反应的化学剂。

三次采油中的应用:保持压力:氮气用来保持井下压力,以免随时间推移自然的压力耗尽后油井会减产,气体冷凝系统的压力必须保持在碳氢化合物露点上否则会发生冷凝,使以后不可能有产出,在油井内气体存量很少时,可以采用氮气注入的方法增加压力。

氮气注入:由于氮气不溶于油和水,因此可用它将碳氢化合物由注入井引入生产井,使油井继续产油。

煤层甲烷再生:将氮气注入含甲烷的煤层中可使甲烷再生并大大提高甲烷的产量。

气顶:井内压力的消竭可以以氮气作为气顶来消除静压的必变,当静压减小时,油气生产率就会提高。

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