轻质油田注空气提高采收率技术研究

摘 要：为保证油田采收率更高，为油田开发企业获得更多经济效益，本文对轻质油田注空气技术的应用进行简要分析。首先，概述了轻质油田中空气技术的相关操作优势，而后对低温氧化机理以及气驱实验进行要点总结。最后，分析了注空气关键技术与工艺操作，包括注空气安全性评估、对产出物的分析与处理、注空气工程设备及经济评估等。

关键词：轻质油田;注空气;采收率

引 言

由于注空气技术的实际操作中其主要作用的化学反应属于低温氧化反应，不需要催化剂也不需要点火，最终的生成物也不会对环境造成污染，最为重要的一点是，中轻质油的流动性好，不需要采用增加温度的方式让其粘度得到降低，获得更好的流动性。而低温氧化产生的热量还有助于让原油的采收率更高。因此，此项技术的可操作价值相对较高，值得广泛使用与推广。

1轻质油田注空气技术概述

注空气在油田开发过程中，技术应用已经较为成熟。此项技术最早应用于维持地层压力，但伴随时间推移，技术得到革新与优化，其应用范围也在不断扩展。后多用于重质油田火烧油层，近些年来，中空气技术被逐渐推广到轻质油田中。在轻质油田中，火烧油层的技术理念也得到了广泛传播。其基本原理是油与注入空气中的氧反应消耗掉氧气，产生二氧化碳和氮气以气驱方式增加采收率。而注空气采油技术在采油高新技术中仍然属于较为突出的一个，尤其是在一项二次、三次采油高新技术使用中。与此同时，此项技术操作安全性较高，不仅能够保证油田开采企业获得令人满意的经济效益，作业过程中安全系数也较高，是一项值得广泛推广的、提高油田采收率的应用技术。

2低温氧化机理及气驱实验

在轻质油田中使用注空气技术时，操作步骤是将空气注入油层，此时原油就会与空气发生化学反应。通常情况下，涉及到的反应主要包括两种，一种是低温氧化反应;另一种是高温氧化反应。高温氧化反应，也就是俗称的火烧油层。此项技术在稠油开采过程中较为常见、常用。驱油机理主要在于高温氧化过程中会产生热效应，而热效应会让整个发生过程温度更高。但对于轻质油田来说，实际的氧化反应不需要温度加持，最重要的是氧气能够在与油反应过程中将氧气耗尽，进而获得令人满意的气驱效果。通过实验可以得到的结论是油藏温度下，低温氧化反应能够让轻质油田中的氧气被消耗尽。同时，氧化过程中释放出的热量还能够让油层温度持续升高，升高到一定节点后，就可让油层中的轻质轻组分蒸发掉。由此可见，在整个反应过程中起到祛油作用的是在油层内发生化学反应而生成的二氧化碳以及氮气。还包括一些蒸发的轻烃组分，这些“烟道气”在生成过程中承担了驱油的责任。与此同时，需要实验操作人员注意的一點是，氧化反应的效果取决于原油特性、岩石和流体特性。与此同时，反应发生的环境如温度、压力等也会对化学反应的充分程度产生影响。

在一定的温度压力条件下，注空气低温氧化驱油的过程会消耗更多的氧气，进而产生更多的二氧化碳。因此对实验结果进行总结可以发现，空气中的氮气以及油层反应生成的二氧化碳，能够起到良好的驱油作用。氧气并没有直接参与驱油过程并替代原油，所以结果符合注空气低温氧化驱油机理。

3注空气关键技术与工艺

3.1注空气安全性评估

在操作注空气工艺技术时，其中存在的不安全因素主要体现在润滑剂或润滑剂沉积，导致压缩机与住空气管内出现爆炸或是停止住空气或重新启动设备时，尤其像井筒内回流过程中导致的井内爆炸情况。与此同时，如果氧气突破，造成生产井与地面设施的氧气含量过高，也同样会导致爆炸问题出现。这些不安全因素会让设备与工艺技术操作人员陷于危险中，因此，为了让整个工艺技术的操作以及氧化反应过程更加安全高效，获得更好的反应结果。技术人员在对油田注空气项目进行设计时，必须及时总结经验，并借助国内外先进技术，还要对中国油田开采特点进行分析，保证各种不安全因素都能够得到有效清查。并配合适宜的方法进行风险防控，让住空气技术使用过程更加安全高效，符合空气安全的监测标准。

3.2对产出物的分析与处理

作为驻空气油田产出气中的主要成分，天然气、氮气以及二氧化碳混合气体需要得到妥善处理，才能保证对环境造成的污染与影响被降低到最小。通常情况下，技术人员可以对产出的气体采用混合物回注的方式进行处理，保证产出气体中的氢类气体能够被回收或是再利，让其因被二次利用而发挥出更强大的价值。但是由于氧气和二氧化碳可能会对油田管线设备带来腐蚀或污染。所以，技术人员必须对反应过程产生的油品、水、气体混合物进行实时监控并配合适宜的处理方法。

3.3注空气工程设备及经济评估

在对住空气压力和排量进行要求时，技术人员首先要对油藏情况进行全面了解，才能保证预测出的数据更加贴合实际，进而配置的空气压缩机于其他辅助设备规格能够更为合理。与此同时，改造油井、投资设备、计算注气工艺操作等费用时，必须要对油藏生产的整个模拟结果进行综合性分析，让工程项目的操作可行性更高并保证油田企业付出的成本能够得到最大限度的压缩，企业因此获得更多的经济效益。

技术人员对注空气驱油原理进行实验研究后，完善了实验技术方以及实验评价方法。因此，在适宜的油藏温度与压力条件下，注空气低温氧化驱油过程氧化反应发生的速率会非常高。可在短时间内将所有的氧气消耗殆尽，此时氧化反应过程中产出的混合气体中氧气含量会越来越小。因此，生产井中的氧气含量会一直保持在安全极限范围之内。

结 论

注空气技术在我国低渗透油剩余油发掘中应用较为广泛、较为经济的一种二或三次采油方法。伴随原油价格的持续走高，注空气技术得到了石油公司的青睐。虽然工业界在住空气技术的操作与推广上还存在一些技术疑问，但是，从以往高温氧化火烧油层技术应用弊端上看，火烧油层技术的要求较高、成本较大问题依然不可忽视，而中轻质油田注空气技术在实际应用过程中就没有这些问题。

参考文献

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作者简介：邱晓娇，性别：女，民族：汉，籍贯：辽宁盘锦

出生于1985年4月，本科毕业于中国石油大学（华东）大学，硕士毕业于中国石油大学（北京），职称：工程师，研究方向：油藏工程，现从事化学驱跟踪调控。