輕質(zhì)油田注空氣提高采收率技術(shù)研究

摘 要：為保證油田采收率更高，為油田開(kāi)發(fā)企業(yè)獲得更多經(jīng)濟(jì)效益，本文對(duì)輕質(zhì)油田注空氣技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。首先，概述了輕質(zhì)油田中空氣技術(shù)的相關(guān)操作優(yōu)勢(shì)，而后對(duì)低溫氧化機(jī)理以及氣驅(qū)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行要點(diǎn)總結(jié)。最后，分析了注空氣關(guān)鍵技術(shù)與工藝操作，包括注空氣安全性評(píng)估、對(duì)產(chǎn)出物的分析與處理、注空氣工程設(shè)備及經(jīng)濟(jì)評(píng)估等。

關(guān)鍵詞：輕質(zhì)油田;注空氣;采收率

引 言

由于注空氣技術(shù)的實(shí)際操作中其主要作用的化學(xué)反應(yīng)屬于低溫氧化反應(yīng)，不需要催化劑也不需要點(diǎn)火，最終的生成物也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，最為重要的一點(diǎn)是，中輕質(zhì)油的流動(dòng)性好，不需要采用增加溫度的方式讓其粘度得到降低，獲得更好的流動(dòng)性。而低溫氧化產(chǎn)生的熱量還有助于讓原油的采收率更高。因此，此項(xiàng)技術(shù)的可操作價(jià)值相對(duì)較高，值得廣泛使用與推廣。

1輕質(zhì)油田注空氣技術(shù)概述

注空氣在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)較為成熟。此項(xiàng)技術(shù)最早應(yīng)用于維持地層壓力，但伴隨時(shí)間推移，技術(shù)得到革新與優(yōu)化，其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)展。后多用于重質(zhì)油田火燒油層，近些年來(lái)，中空氣技術(shù)被逐漸推廣到輕質(zhì)油田中。在輕質(zhì)油田中，火燒油層的技術(shù)理念也得到了廣泛傳播。其基本原理是油與注入空氣中的氧反應(yīng)消耗掉氧氣，產(chǎn)生二氧化碳和氮?dú)庖詺怛?qū)方式增加采收率。而注空氣采油技術(shù)在采油高新技術(shù)中仍然屬于較為突出的一個(gè)，尤其是在一項(xiàng)二次、三次采油高新技術(shù)使用中。與此同時(shí)，此項(xiàng)技術(shù)操作安全性較高，不僅能夠保證油田開(kāi)采企業(yè)獲得令人滿意的經(jīng)濟(jì)效益，作業(yè)過(guò)程中安全系數(shù)也較高，是一項(xiàng)值得廣泛推廣的、提高油田采收率的應(yīng)用技術(shù)。

2低溫氧化機(jī)理及氣驅(qū)實(shí)驗(yàn)

在輕質(zhì)油田中使用注空氣技術(shù)時(shí)，操作步驟是將空氣注入油層，此時(shí)原油就會(huì)與空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。通常情況下，涉及到的反應(yīng)主要包括兩種，一種是低溫氧化反應(yīng);另一種是高溫氧化反應(yīng)。高溫氧化反應(yīng)，也就是俗稱(chēng)的火燒油層。此項(xiàng)技術(shù)在稠油開(kāi)采過(guò)程中較為常見(jiàn)、常用。驅(qū)油機(jī)理主要在于高溫氧化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，而熱效應(yīng)會(huì)讓整個(gè)發(fā)生過(guò)程溫度更高。但對(duì)于輕質(zhì)油田來(lái)說(shuō)，實(shí)際的氧化反應(yīng)不需要溫度加持，最重要的是氧氣能夠在與油反應(yīng)過(guò)程中將氧氣耗盡，進(jìn)而獲得令人滿意的氣驅(qū)效果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是油藏溫度下，低溫氧化反應(yīng)能夠讓輕質(zhì)油田中的氧氣被消耗盡。同時(shí)，氧化過(guò)程中釋放出的熱量還能夠讓油層溫度持續(xù)升高，升高到一定節(jié)點(diǎn)后，就可讓油層中的輕質(zhì)輕組分蒸發(fā)掉。由此可見(jiàn)，在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中起到祛油作用的是在油層內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成的二氧化碳以及氮?dú)?。還包括一些蒸發(fā)的輕烴組分，這些“煙道氣”在生成過(guò)程中承擔(dān)了驅(qū)油的責(zé)任。與此同時(shí)，需要實(shí)驗(yàn)操作人員注意的一點(diǎn)是，氧化反應(yīng)的效果取決于原油特性、巖石和流體特性。與此同時(shí)，反應(yīng)發(fā)生的環(huán)境如溫度、壓力等也會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的充分程度產(chǎn)生影響。

在一定的溫度壓力條件下，注空氣低溫氧化驅(qū)油的過(guò)程會(huì)消耗更多的氧氣，進(jìn)而產(chǎn)生更多的二氧化碳。因此對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)，空氣中的氮?dú)庖约坝蛯臃磻?yīng)生成的二氧化碳，能夠起到良好的驅(qū)油作用。氧氣并沒(méi)有直接參與驅(qū)油過(guò)程并替代原油，所以結(jié)果符合注空氣低溫氧化驅(qū)油機(jī)理。

3注空氣關(guān)鍵技術(shù)與工藝

3.1注空氣安全性評(píng)估

在操作注空氣工藝技術(shù)時(shí)，其中存在的不安全因素主要體現(xiàn)在潤(rùn)滑劑或潤(rùn)滑劑沉積，導(dǎo)致壓縮機(jī)與住空氣管內(nèi)出現(xiàn)爆炸或是停止住空氣或重新啟動(dòng)設(shè)備時(shí)，尤其像井筒內(nèi)回流過(guò)程中導(dǎo)致的井內(nèi)爆炸情況。與此同時(shí)，如果氧氣突破，造成生產(chǎn)井與地面設(shè)施的氧氣含量過(guò)高，也同樣會(huì)導(dǎo)致爆炸問(wèn)題出現(xiàn)。這些不安全因素會(huì)讓設(shè)備與工藝技術(shù)操作人員陷于危險(xiǎn)中，因此，為了讓整個(gè)工藝技術(shù)的操作以及氧化反應(yīng)過(guò)程更加安全高效，獲得更好的反應(yīng)結(jié)果。技術(shù)人員在對(duì)油田注空氣項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并借助國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，還要對(duì)中國(guó)油田開(kāi)采特點(diǎn)進(jìn)行分析，保證各種不安全因素都能夠得到有效清查。并配合適宜的方法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)防控，讓住空氣技術(shù)使用過(guò)程更加安全高效，符合空氣安全的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2對(duì)產(chǎn)出物的分析與處理

作為駐空氣油田產(chǎn)出氣中的主要成分，天然氣、氮?dú)庖约岸趸蓟旌蠚怏w需要得到妥善處理，才能保證對(duì)環(huán)境造成的污染與影響被降低到最小。通常情況下，技術(shù)人員可以對(duì)產(chǎn)出的氣體采用混合物回注的方式進(jìn)行處理，保證產(chǎn)出氣體中的氫類(lèi)氣體能夠被回收或是再利，讓其因被二次利用而發(fā)揮出更強(qiáng)大的價(jià)值。但是由于氧氣和二氧化碳可能會(huì)對(duì)油田管線設(shè)備帶來(lái)腐蝕或污染。所以，技術(shù)人員必須對(duì)反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的油品、水、氣體混合物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并配合適宜的處理方法。

3.3注空氣工程設(shè)備及經(jīng)濟(jì)評(píng)估

在對(duì)住空氣壓力和排量進(jìn)行要求時(shí)，技術(shù)人員首先要對(duì)油藏情況進(jìn)行全面了解，才能保證預(yù)測(cè)出的數(shù)據(jù)更加貼合實(shí)際，進(jìn)而配置的空氣壓縮機(jī)于其他輔助設(shè)備規(guī)格能夠更為合理。與此同時(shí)，改造油井、投資設(shè)備、計(jì)算注氣工藝操作等費(fèi)用時(shí)，必須要對(duì)油藏生產(chǎn)的整個(gè)模擬結(jié)果進(jìn)行綜合性分析，讓工程項(xiàng)目的操作可行性更高并保證油田企業(yè)付出的成本能夠得到最大限度的壓縮，企業(yè)因此獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)人員對(duì)注空氣驅(qū)油原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究后，完善了實(shí)驗(yàn)技術(shù)方以及實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法。因此，在適宜的油藏溫度與壓力條件下，注空氣低溫氧化驅(qū)油過(guò)程氧化反應(yīng)發(fā)生的速率會(huì)非常高?？稍诙虝r(shí)間內(nèi)將所有的氧氣消耗殆盡，此時(shí)氧化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)出的混合氣體中氧氣含量會(huì)越來(lái)越小。因此，生產(chǎn)井中的氧氣含量會(huì)一直保持在安全極限范圍之內(nèi)。

結(jié) 論

注空氣技術(shù)在我國(guó)低滲透油剩余油發(fā)掘中應(yīng)用較為廣泛、較為經(jīng)濟(jì)的一種二或三次采油方法。伴隨原油價(jià)格的持續(xù)走高，注空氣技術(shù)得到了石油公司的青睞。雖然工業(yè)界在住空氣技術(shù)的操作與推廣上還存在一些技術(shù)疑問(wèn)，但是，從以往高溫氧化火燒油層技術(shù)應(yīng)用弊端上看，火燒油層技術(shù)的要求較高、成本較大問(wèn)題依然不可忽視，而中輕質(zhì)油田注空氣技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中就沒(méi)有這些問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1] 王新宇.輕質(zhì)油藏注空氣技術(shù)介紹[J].石油化工應(yīng)用，2016，35（04）：5-6+14.

[2] 付美龍，黃俊.輕質(zhì)油油藏注空氣催化氧化技術(shù)效果評(píng)價(jià)[J].特種油氣藏，2014，21（01）：117-119+157.

[3] 趙斌，高海濤，楊衛(wèi)東.中原油田注空氣提高采收率潛力分析[J].油氣田地面工程，2005（05）：22-23.

[4] 徐冰濤，楊占紅，劉濱，楊永亮.吐哈盆地鄯善油田注空氣實(shí)驗(yàn)研究[J].油氣地質(zhì)與采收率，2004（06）：56-57+60-85.

作者簡(jiǎn)介：邱曉嬌，性別：女，民族：漢，籍貫：遼寧盤(pán)錦

出生于1985年4月，本科畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）大學(xué)，碩士畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京），職稱(chēng)：工程師，研究方向：油藏工程，現(xiàn)從事化學(xué)驅(qū)跟蹤調(diào)控。