电驱氮气助排技术在曙光油田的应用

赵长亮

摘 要：随着氮气助排工艺在曙光采油厂的实施规模不断上升。目前柴油驱动的氮气注入方式生产成本过高，采油厂经济负担较重。通过开展电驱氮气助排工艺的研究，有效解决了氮气注入生产成本过高的难题，维持了该项工艺的现场实施规模。

关键词：电驱；柴驱；氮气助排；经济效益

曙光采油厂1998年首次实施氮气助排工艺，2011年开始规模实施，截止到目前，已累计实施该项工艺1052井次，实施规模总体上呈上升趋势。目前氮气注入方式主要有柴驱和电驱两种方式。柴驱主要应用于氮气助排、氮气隔热、替液面及扫线，而电驱主要应用于氮气压锥及氮气泡沫驱等大型注氮类工艺，价格约为柴驱的1/2，因此研究电驱氮气助排技术具有更高的经济价值。

1概况

1998年氮气助排工艺在曙光采油厂首次实施，2011年开始规模实施，截止到目前，已累计实施该项工艺1052井次，累注氮气量7555万标方。实施规模总体上呈上升趋势。经过近30年的开发，目前稠油老区已进入“两高三低”的吞吐开发后期。依靠常规吞吐开发方式，难以改善开发效果。由此，采油厂相继引入了氮气助排工艺、二氧化碳复合吞吐及空气助排工艺三大保压增能措施。其中的主导措施就是氮气助排工艺，但该项工艺生产成本过高。为了该项工艺能够长远有效的发展下去，决定研究一种在理论上可行，在实际当中可操作的氮气助排新工艺。

2技术对策

2.1 工艺现状

目前，采油厂的氮气注入方式主要有柴驱和电驱两种方式。柴驱主要应用于氮气助排、氮气隔热、替液面及扫线；而电驱主要应用于氮气压锥及氮气泡沫驱等大型注氮类工艺。电驱工艺的主要难题是现场变压器容量不足，实施过程中需频繁更换变压器增容，浪费大量人力物力，得不到规模实施。经反复攻关、论证，研发出了可移动车载橇式变压器，解决了这一难题，使该项工艺得以顺利实施。并针对以前的柴驱设备进行参数优化和流程改造，最终研发出新的电驱氮气助排新工艺。

2.2柴驱工艺流程

柴驱的工艺流程为：空气经空气压缩机增压后，进入到制氮设备当中进行氮气分离，被分离出的氮气经增压机增压后，与水蒸汽同步注入到井口当中。该工艺当中的所有设备都被固定在两个可移动车组内，因此，该工艺具有机动灵活的特点，但它的措施费用较高。

2.3电驱工艺流程

电驱与柴驱工艺的主要不同点就是驱动方式的改变。电驱需要将高压电经变压器降压后连接至电动机，带动电动机转动。但是，在接入高压电的过程中，现场存在以下问题：

（1）施工现场变压器容量多数满足不了工作需求，需更换大容量变压器进行增容，施工过程繁琐；

（2）施工结束后还需更换变压器进行降容处理。

2.4设备研发过程

2.4.1可移动车载橇式变压器的研发

我们由现场变压器并联得到启示：要想达到对设备的输出功率，并不一定非要通过更换大容量变压器来实现，还可以通过与现场变压器并联接入另一组变压器来实现，并由后接入的变压器单独向设备输出功率。

2.4.2设备参数优化

注氮设备当中的空气压缩机与增压机的额定输出功率为420KVA，因此，我们将接入变压器的容量选定为630 KVA。

变压器容量选定为630 KVA后，我们根据电缆选配标准，将高压电缆选定为95mm2，将低压电缆选定为单芯240mm2。

2.4.3 设备调试

（1）送电后增压机无法正常运转，电流和电压变化明显。解决方案为将电机启动方式更改为变频启动；（2）增压机运转过程中出现各级气缸温度过高，压力变化不规律等现象。分析原因为气路管线改造，造成气体流速压力不均，导致气体压力偏高。解决方案为对气路管线进行重新改造；（3）设备运转过程中，频繁出现误报警，自动停车等报警提示。解决方案为对控制系统进行重新编程并修改程序。

2.5现场实施

（1）将制氮注氮设备摆放至距离井口安全有效距离之外，并连接设备与井口之间的高压硬连接管线。（2）将移动式变电站摆放至与制氮注氮气设备安全有效距离之外，并连接设备与移动式变电站之间电缆。（3）连接移动式变电站与变电站分支线T接。（4）给制氮注氮设备送电，启动设备生产氮气并通过连接管线将氮气源源不断的注入油井中。

3电驱氮气助排工艺的优势

（1）操作成本低：总体氮气价格，电驱为柴驱价格的1/2；（2）噪音輕：电动机产生的音量明显低于柴油机；（3）污染小：电动机驱动避免了柴油机在工作过程中由于大量燃烧柴油所造成的空气污染。

4实验效果

杜84-27-85井在我厂首次实施电驱氮气助排工艺。排量900标方/小时，注入压力12.98MPa，耗电量1.47万度，氮气注入量7万标方。该井的顺利实施，标志着采油厂电驱氮气助排工艺试验成功。

5结论

（1）现场应用证明，电驱氮气助排工艺技术可行，措施成本低，经济效益高；（2）电驱工艺适合在井场接电条件允许，氮气注入量较大的施工井中进行；（3）电驱工艺与柴驱工艺相比，噪音轻、污染小；（4）电驱工艺是在生产实践中发明创造的新技术，对能源利用方式的转变具有借鉴意义，有极高的推广应用价值。

参考文献：

[1] 周永辉，王成龙. 注氮气辅助蒸汽吞吐提高低能薄油层采收率研究与实践[J].西部探矿工程，2012，8（1）：82-89.