輕質油田注空氣提高采收率技術研究

摘 要：為保證油田采收率更高，為油田開發企業獲得更多經濟效益，本文對輕質油田注空氣技術的應用進行簡要分析。首先，概述了輕質油田中空氣技術的相關操作優勢，而后對低溫氧化機理以及氣驅實驗進行要點總結。最后，分析了注空氣關鍵技術與工藝操作，包括注空氣安全性評估、對產出物的分析與處理、注空氣工程設備及經濟評估等。

關鍵詞：輕質油田;注空氣;采收率

引 言

由于注空氣技術的實際操作中其主要作用的化學反應屬于低溫氧化反應，不需要催化劑也不需要點火，最終的生成物也不會對環境造成污染，最為重要的一點是，中輕質油的流動性好，不需要采用增加溫度的方式讓其粘度得到降低，獲得更好的流動性。而低溫氧化產生的熱量還有助于讓原油的采收率更高。因此，此項技術的可操作價值相對較高，值得廣泛使用與推廣。

1輕質油田注空氣技術概述

注空氣在油田開發過程中，技術應用已經較為成熟。此項技術最早應用于維持地層壓力，但伴隨時間推移，技術得到革新與優化，其應用范圍也在不斷擴展。后多用于重質油田火燒油層，近些年來，中空氣技術被逐漸推廣到輕質油田中。在輕質油田中，火燒油層的技術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消耗掉氧氣，產生二氧化碳和氮氣以氣驅方式增加采收率。而注空氣采油技術在采油高新技術中仍然屬于較為突出的一個，尤其是在一項二次、三次采油高新技術使用中。與此同時，此項技術操作安全性較高，不僅能夠保證油田開采企業獲得令人滿意的經濟效益，作業過程中安全系數也較高，是一項值得廣泛推廣的、提高油田采收率的應用技術。

2低溫氧化機理及氣驅實驗

在輕質油田中使用注空氣技術時，操作步驟是將空氣注入油層，此時原油就會與空氣發生化學反應。通常情況下，涉及到的反應主要包括兩種，一種是低溫氧化反應;另一種是高溫氧化反應。高溫氧化反應，也就是俗稱的火燒油層。此項技術在稠油開采過程中較為常見、常用。驅油機理主要在于高溫氧化過程中會產生熱效應，而熱效應會讓整個發生過程溫度更高。但對于輕質油田來說，實際的氧化反應不需要溫度加持，最重要的是氧氣能夠在與油反應過程中將氧氣耗盡，進而獲得令人滿意的氣驅效果。通過實驗可以得到的結論是油藏溫度下，低溫氧化反應能夠讓輕質油田中的氧氣被消耗盡。同時，氧化過程中釋放出的熱量還能夠讓油層溫度持續升高，升高到一定節點后，就可讓油層中的輕質輕組分蒸發掉。由此可見，在整個反應過程中起到祛油作用的是在油層內發生化學反應而生成的二氧化碳以及氮氣。還包括一些蒸發的輕烴組分，這些“煙道氣”在生成過程中承擔了驅油的責任。與此同時，需要實驗操作人員注意的一點是，氧化反應的效果取決于原油特性、巖石和流體特性。與此同時，反應發生的環境如溫度、壓力等也會對化學反應的充分程度產生影響。

在一定的溫度壓力條件下，注空氣低溫氧化驅油的過程會消耗更多的氧氣，進而產生更多的二氧化碳。因此對實驗結果進行總結可以發現，空氣中的氮氣以及油層反應生成的二氧化碳，能夠起到良好的驅油作用。氧氣并沒有直接參與驅油過程并替代原油，所以結果符合注空氣低溫氧化驅油機理。

3注空氣關鍵技術與工藝

3.1注空氣安全性評估

在操作注空氣工藝技術時，其中存在的不安全因素主要體現在潤滑劑或潤滑劑沉積，導致壓縮機與住空氣管內出現爆炸或是停止住空氣或重新啟動設備時，尤其像井筒內回流過程中導致的井內爆炸情況。與此同時，如果氧氣突破，造成生產井與地面設施的氧氣含量過高，也同樣會導致爆炸問題出現。這些不安全因素會讓設備與工藝技術操作人員陷于危險中，因此，為了讓整個工藝技術的操作以及氧化反應過程更加安全高效，獲得更好的反應結果。技術人員在對油田注空氣項目進行設計時，必須及時總結經驗，并借助國內外先進技術，還要對中國油田開采特點進行分析，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行風險防控，讓住空氣技術使用過程更加安全高效，符合空氣安全的監測標準。

3.2對產出物的分析與處理

作為駐空氣油田產出氣中的主要成分，天然氣、氮氣以及二氧化碳混合氣體需要得到妥善處理，才能保證對環境造成的污染與影響被降低到最小。通常情況下，技術人員可以對產出的氣體采用混合物回注的方式進行處理，保證產出氣體中的氫類氣體能夠被回收或是再利，讓其因被二次利用而發揮出更強大的價值。但是由于氧氣和二氧化碳可能會對油田管線設備帶來腐蝕或污染。所以，技術人員必須對反應過程產生的油品、水、氣體混合物進行實時監控并配合適宜的處理方法。

3.3注空氣工程設備及經濟評估

在對住空氣壓力和排量進行要求時，技術人員首先要對油藏情況進行全面了解，才能保證預測出的數據更加貼合實際，進而配置的空氣壓縮機于其他輔助設備規格能夠更為合理。與此同時，改造油井、投資設備、計算注氣工藝操作等費用時，必須要對油藏生產的整個模擬結果進行綜合性分析，讓工程項目的操作可行性更高并保證油田企業付出的成本能夠得到最大限度的壓縮，企業因此獲得更多的經濟效益。

技術人員對注空氣驅油原理進行實驗研究后，完善了實驗技術方以及實驗評價方法。因此，在適宜的油藏溫度與壓力條件下，注空氣低溫氧化驅油過程氧化反應發生的速率會非常高。可在短時間內將所有的氧氣消耗殆盡，此時氧化反應過程中產出的混合氣體中氧氣含量會越來越小。因此，生產井中的氧氣含量會一直保持在安全極限范圍之內。

結 論

注空氣技術在我國低滲透油剩余油發掘中應用較為廣泛、較為經濟的一種二或三次采油方法。伴隨原油價格的持續走高，注空氣技術得到了石油公司的青睞。雖然工業界在住空氣技術的操作與推廣上還存在一些技術疑問，但是，從以往高溫氧化火燒油層技術應用弊端上看，火燒油層技術的要求較高、成本較大問題依然不可忽視，而中輕質油田注空氣技術在實際應用過程中就沒有這些問題。

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作者簡介：邱曉嬌，性別：女，民族：漢，籍貫：遼寧盤錦

出生于1985年4月，本科畢業于中國石油大學（華東）大學，碩士畢業于中國石油大學（北京），職稱：工程師，研究方向：油藏工程，現從事化學驅跟蹤調控。