提高注氣采收率中遇到的問題及對策分析

王國龍

摘 要：本文對提高注氣采收率的技術(shù)特點(diǎn)及機(jī)理進(jìn)行介紹，同時(shí)對其優(yōu)勢進(jìn)行了分析，最后研究了在提高注氣采收率中遇到的問題，并給出了相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：注氣；采收率；問題；對策

目前我國注水開發(fā)油田綜合含水已在81%以上，有的達(dá)90%，產(chǎn)量在逐年遞減，發(fā)展提高采收率技術(shù)已成為保證我國石油工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的一項(xiàng)戰(zhàn)略任務(wù)[1]。注氣是目前最有發(fā)展?jié)摿Φ奶岣卟墒章史椒ㄖ唬云渲鹉暝鲩L的態(tài)勢和顯著的成效，正成為當(dāng)今石油開采業(yè)中最有潛力、最有前景的一項(xiàng)技術(shù)革命。

1注氣技術(shù)概述

隨著油田開發(fā)的需求、開發(fā)機(jī)理認(rèn)識的深入和工藝技術(shù)的進(jìn)步，注氣技術(shù)不斷得到發(fā)展，已從保持地層能量的二次采油技術(shù)發(fā)展到三次采油提高采收率技術(shù)的混相驅(qū)、非混相。按照注氣的類型，主要可以將注氣技術(shù)概括為CO2驅(qū)、N2驅(qū)、煙道氣驅(qū)和烴類氣體驅(qū)等。

2提高注氣采收率的定義

我國對于油氣的采集技術(shù)是多種多樣的。一般使用注水技術(shù)較為普遍，但是隨著時(shí)間的推移，開采的油氣中含水量極多。近年來，所采用的注氣技術(shù)，有效地提高了原油的采收率，帶來了顯著的效果，給石油企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

提高注氣采收率實(shí)際上是一項(xiàng)向地層下注人一些不與原油相互混合的氣體，從而達(dá)到原油能夠被這些氣體給驅(qū)趕出來，一般的氣體有二氧化碳?xì)怏w、氮?dú)狻N類氣體等。

注氣中，注入氣從原油中汽化或萃取原油中的輕烴組分或者注入氣凝析到地層原油中，將在注入氣的驅(qū)替前緣帶形成一個(gè)過渡帶，最后形成非混相或混相的狀態(tài)。在混相驅(qū)替中形成的混相帶的前緣處由于分子的擴(kuò)散作用、分散混合、粘性指進(jìn)現(xiàn)象及段塞的稀釋等作用有可能使形成的混相帶將逐漸被破壞掉，直至混相帶消失。氣體繼續(xù)向前運(yùn)移，將再一次發(fā)生上述的作用，從而建立新的混相帶。在整個(gè)注入氣驅(qū)替的過程中，重復(fù)上述過程，使注氣混相帶形成、消失、再形成，直到在注入的驅(qū)替后緣留下少量殘余油。

3提高注氣采收率中的問題和對策

3.1原油性質(zhì)發(fā)生改變

注氣提高采收率過程中，原油組分和物化性質(zhì)均發(fā)生變化。這些性質(zhì)包括飽和壓力、膨脹系數(shù)、體積系數(shù)、氣油比、原油粘度和密度等。為了解決這個(gè)問題，可以采用以下五種方法：（1）采用液壓反饋式或者侵入式抽稠泵；（2）采用大沖程抽油機(jī)；（3）采用熱循環(huán)技術(shù)；（4）采用電熱桿技術(shù)；（5）采用電磁加熱技術(shù)。

3.2注氣注入地層中氣液比發(fā)生改變

在使用注氣技術(shù)來提高采收率的過程中，通常會(huì)發(fā)生氣液比上升的現(xiàn)象，這是因?yàn)閷怏w注人到地層下時(shí)，氣體會(huì)與原油發(fā)生混合，這就導(dǎo)致了原油中的氣液比不平衡，出現(xiàn)比率上升的現(xiàn)象。除此之外，因?yàn)橛途娦Ш?，套壓升高至一定程度的話?huì)直接影響電泵工況。對于這種情況，采油的過程中應(yīng)采取相應(yīng)的措施：第一，使用排氣泵，以防止地層下的氣體過多，氣液比不平衡的現(xiàn)象；第二，采用防氣泵，用來解決向地表下注人氣體的時(shí)候會(huì)有其他的氣體一同進(jìn)人，從而妨礙了提高注氣采收率的過程；第三，采用磁力強(qiáng)制開啟排氣防氣泵，這個(gè)主要是在電力系統(tǒng)發(fā)生了故障的時(shí)候，設(shè)備不運(yùn)作，氣體過多無法排出或是其他氣體進(jìn)人，會(huì)使得原油的采收率降低，這是就可以啟動(dòng)磁力強(qiáng)制開啟排氣防氣泵，以免采油工作無法進(jìn)行。第四，進(jìn)行生產(chǎn)流程改造，裝套管油嘴套，油套同時(shí)生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)生產(chǎn)開始的時(shí)候，能夠排出生成的氣體，防止套壓過高、壓低環(huán)空液面，進(jìn)而使得油套管內(nèi)的氣液比保持平衡，使得電泵能夠正常進(jìn)行工作。

3.3注氣井發(fā)生腐蝕現(xiàn)象

注氣提高采收率過程中，注氣井會(huì)發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。腐蝕現(xiàn)象主要包括電化學(xué)腐蝕和氧腐蝕兩類。有的氣體，如CO2溶解在水中時(shí)，會(huì)促進(jìn)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在潮濕的環(huán)境中，注空氣會(huì)發(fā)生氧腐蝕。解決注氣井的腐蝕現(xiàn)象主要靠防腐，有如下幾種方法：（1）采用防腐劑批量注入到油管與套管的環(huán)空中；（2）井下安放固體防腐劑；（3）使用緩蝕劑；（4）使用防護(hù)涂層；（5）在氣源處對氣體進(jìn)行脫水預(yù)處理；（6）油、套管材料、高壓輸送管線應(yīng)該用耐腐蝕合金鋼。

3.4注氣井發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象

結(jié)垢的形成也是和二氧化碳有關(guān)，二氧化碳和水可以反應(yīng)生成碳酸，碳酸有一定的弱酸性，當(dāng)它大量的存在是，就會(huì)使注氣井中出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象，結(jié)垢一旦形成就很難能夠被溶解掉。因此，應(yīng)做到：第一，使用不易結(jié)垢的防垢泵；第二，使用除垢劑定期的對注氣井進(jìn)行除垢；第三，增大泵間的空隙，有助于除垢的進(jìn)行。

4我國發(fā)展注氣技術(shù)的相關(guān)技術(shù)對策

4.1輕質(zhì)油藏注空氣驅(qū)技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)最近幾年的關(guān)注度比較高，西南石油大學(xué)、勝利油田、杜哈等單位都在進(jìn)行相關(guān)的研究，位于加拿大的卡爾加里大學(xué)還有關(guān)于此技術(shù)的先進(jìn)設(shè)備。輕質(zhì)油藏注空氣的原理如下：無需點(diǎn)火，自然氧化，一方面具有傳統(tǒng)的注氣作用，另一方面可以和底層的也有相互作用出現(xiàn)放熱反應(yīng)，釋放一定的熱量。同時(shí)反應(yīng)的過程會(huì)在一定程度上提升底層的溫度，并且蒸發(fā)出較輕的成分。

4.2應(yīng)用注氣體的混合物（N2/C1，N2/CO2，C1/CO2）來促進(jìn)單井吞吐增產(chǎn)

純C1可以采出和二氧化碳吞吐相同水驅(qū)之后的剩余飽和度，但是N2的采出量是C1的二分之一。N2/CO2和C1/CO2的效果良好，能夠獲得良好的成果，同時(shí)能夠比純的二氧化碳采出一到兩倍的水驅(qū)剩余油飽和度。通過對于最優(yōu)注氣形式的研究，發(fā)現(xiàn)含有10%到25%的二氧化碳的N2/CO2混合氣。

總結(jié)：對提高注氣采收率中遇到的問題進(jìn)行了分析之后發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)仍然存在著一些問題，針對這些問題，提出了相應(yīng)的對策，希望這些問題能夠被有效地解決，進(jìn)而使得原油采收率能逐漸的被提高，我國的原油事業(yè)能夠得到更好的發(fā)展。

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