李峻宇

摘 要：針對(duì)稠油吞吐中后期竄在的采出程度高，地層壓力低，吞吐輪次高等矛盾，研發(fā)應(yīng)用了了空氣助排采油技術(shù)。本文簡(jiǎn)要介紹了空氣助排采油技術(shù)的原理、增壓助排機(jī)理，開(kāi)展了實(shí)用性研究，為該技術(shù)后續(xù)保持措施效果的同時(shí)提高措施有效率奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：空氣助排;采油技術(shù);適用性;稠油

前言

遼河油田以稠油開(kāi)發(fā)為主，稠油產(chǎn)量占總產(chǎn)量的58.9%，而曙光油田作為遼河油田產(chǎn)量第一大廠，其中稠油年產(chǎn)量，占總產(chǎn)量的84.4%。近年來(lái)，隨著區(qū)塊開(kāi)發(fā)時(shí)間的增長(zhǎng)，地下虧空日益嚴(yán)重，高周期、低壓力、低油氣比矛盾日益吞吐，單獨(dú)依靠加大注汽規(guī)模穩(wěn)產(chǎn)難度大，雖然進(jìn)行了開(kāi)發(fā)方式轉(zhuǎn)換，但蒸汽吞吐作為主力稠油開(kāi)發(fā)方式的格局扔未改變，針對(duì)稠油吞吐中后期矛盾，研發(fā)應(yīng)用了空氣助排采油技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用獲得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，同時(shí)未發(fā)生一起安全事故，為進(jìn)一步保持措施效果，提高及措施有效率，進(jìn)行了實(shí)用性研究。

1 空氣助排采油技術(shù)

1.1 技術(shù)原理

空氣助排技術(shù)是注蒸汽前向油井中注入一定量的催化氧化劑和空氣，通過(guò)催化氧化作用生熱同時(shí)生成表面活性劑降粘，消耗空氣中的氧氣，保留氮?dú)庋a(bǔ)充地層能量。其中的氧氣與原油發(fā)生反應(yīng)，催化劑加速氧化反應(yīng)速度，達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，剩余氮?dú)饧吧傻臒煹罋庋a(bǔ)充地層能量，在催化氧化過(guò)程中稠油裂解輕質(zhì)化，產(chǎn)生二氧化碳和熱量，降低稠油粘度，生產(chǎn)表面活性物質(zhì)，形成表面活性劑驅(qū)油，從而改善稠油吞吐效果。

2.1 增壓助排機(jī)理：

蒸汽+空氣吞吐模型平均壓力明顯高于蒸汽吞吐，增壓效果隨著吞吐輪次增加而增大。油井各項(xiàng)參數(shù)均有所提升。

2.2 其它增產(chǎn)輔助作用

（1） 生熱輔助降粘作用：杜84稠油低溫氧化反應(yīng)熱為45.0KJ/mol（O2）， 3MPa下1萬(wàn)方O2低溫氧化反應(yīng)的放熱量當(dāng)于73.0噸234℃、干度0.5蒸汽。

（2）輔助溶解降粘作用：反應(yīng)后產(chǎn)生的煙氣可使杜84超稠油粘度降低10%～15%，具有溶解降粘作用。

（3）調(diào)整吸汽剖面作用：空氣進(jìn)入低壓層，提高低壓層注汽啟動(dòng)壓力，調(diào)整吸汽剖面。

（4）重力分異作用：空氣進(jìn)入傾斜油藏上傾斜部位，置換其中剩余油。

（5）提高熱效率作用：注空氣后形成高壓區(qū)體積是單獨(dú)注蒸汽3倍，增壓效果明顯。

3 技術(shù)適用性分析

3.1注空氣技術(shù)適用條件分析

注空氣，最重要的條件是油藏溫度必須足夠高、石油活性強(qiáng)，氧氣通過(guò)低溫氧化而消耗掉，以免生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)存在氧氣而導(dǎo)致爆炸和產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。國(guó)內(nèi)外研究及實(shí)踐證明，適合注空氣提高采收率技術(shù)的條件如下：油層埋藏越深，溫度越高，則實(shí)施條件越好。因?yàn)楦邏耗芴岣呋煜嗄芰Γ邷啬芴岣哐醯睦寐?。其中油藏溫度是?shí)施該技術(shù)的主要條件，一般應(yīng)在70℃以上。注空氣及派生的注空氣泡沫采油技術(shù)適用的油藏范圍較廣，主要用于注水開(kāi)發(fā)效果差的低滲油藏及進(jìn)入注水開(kāi)發(fā)后期的各類油藏。地層最好有垂向變化和地層傾角，以利于重力驅(qū)油，起到雙驅(qū)作用。油藏原油的相對(duì)密度要小于0.9340。油藏巖石中最好含有粘土礦物和金屬，可以對(duì)氧化反應(yīng)起到催化作用。

3.2 安全性分析

注空氣驅(qū)油技術(shù)中的安全問(wèn)題是大家關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)。從空氣壓縮機(jī)、地面管線、注氣井到油藏、生產(chǎn)井和采油設(shè)備，每個(gè)環(huán)節(jié)都要采取相應(yīng)安全技術(shù)措施。實(shí)驗(yàn)研究及理論計(jì)算結(jié)果表明，對(duì)大多數(shù)石油產(chǎn)物而言，氧含量安全限值為10%～11%;氧含量低于這個(gè)值，即使遇明火也不會(huì)發(fā)生爆炸。油田實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，注入井和生產(chǎn)井井距一般為幾百米，由于注入氣體中的氧與油在長(zhǎng)距離范圍內(nèi)相接觸，并在油藏溫度下油與氧緩慢反應(yīng)，故油與氧接觸時(shí)間為幾個(gè)月或更長(zhǎng)。因此，隨著注采井距的加大，氣體中氧濃度將以連續(xù)方式逐漸降低，可以預(yù)測(cè)在高溫地層、低壓差注入時(shí)，空氣中的氧幾乎可以被完全消耗掉，產(chǎn)出井不會(huì)發(fā)生爆炸事故。

注空氣措施實(shí)施過(guò)程中，周圍油井套管氣中的氧氣監(jiān)測(cè)是重要的安全控制點(diǎn)。隨著措施井次的增加，監(jiān)測(cè)工作量在不斷加大，人力監(jiān)測(cè)存在失誤和監(jiān)測(cè)盲點(diǎn)，有可能導(dǎo)致爆炸、中毒等事故的發(fā)生，加之試驗(yàn)面積大涉及的井站多。針對(duì)以上問(wèn)題，研制配套了油井套管氣時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)。該技術(shù)具有連續(xù)、時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，超標(biāo)預(yù)警、通知，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查詢等功能。通過(guò)安全控制技術(shù)的提升消除安全隱患，并指導(dǎo)采油站合理利用自產(chǎn)氣，降低天然氣浪費(fèi)和污染環(huán)境。

該監(jiān)測(cè)技術(shù)主要由三部分組成：1、氣體監(jiān)測(cè)裝置，由BS03Ⅱ點(diǎn)型氣體探測(cè)器、氣體干燥器、氣體減壓裝置、多余氣體處理裝置、數(shù)據(jù)分析裝置和數(shù)據(jù)傳輸裝置組成。2、通訊主機(jī)。3、數(shù)據(jù)接收、處理裝置。

工作方式是定時(shí)監(jiān)測(cè)套管氣，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)整理分析后傳輸至通訊主機(jī)，通過(guò)通訊主機(jī)將數(shù)據(jù)發(fā)送至手機(jī)或服務(wù)器主機(jī)。目前在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀況良好。

監(jiān)測(cè)指標(biāo)為：可監(jiān)測(cè)氣體為O2、H2S、CO、CO2;精度為O2濃度±0.1%、 H2S分辨率0.1PPm;相應(yīng)時(shí)間為10S;適應(yīng)溫度為-35-50℃，為安全生產(chǎn)提供了重要指標(biāo)。

3.3 效果情況分析

截止目前，累計(jì)實(shí)施空氣助排298井次，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施井次油品性質(zhì)、所在區(qū)塊、吞吐周期、油層厚度、孔隙度、滲透率、含油飽和度等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行歸納總結(jié)，依據(jù)增產(chǎn)效果好、增產(chǎn)效果一般、無(wú)增產(chǎn)、降產(chǎn)進(jìn)行分類，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)論，反推該項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)適用性，使該項(xiàng)技術(shù)更加符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)情況，提高措施有效率。

4 結(jié)論

通過(guò)分析空氣助排采油技術(shù)技術(shù)原理、增油機(jī)理，安全及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果，驗(yàn)證了該項(xiàng)技術(shù)的技術(shù)適用性，證明了該項(xiàng)技術(shù)技術(shù)可行、安全可控、經(jīng)濟(jì)有效，為該技術(shù)后續(xù)保持措施效果的同時(shí)提高措施有效率奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]裴智廣.空氣助排技術(shù)研究與應(yīng)用[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2015，7（32）：239.

[2]張曉旭.空氣助排技術(shù)在杜84東互層狀油藏中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫，2015，（15）：149.