探究非烴類氣驅(qū)工藝技術(shù)

劉可心

摘要：針對非烴類氣驅(qū)工藝技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用問題，本次研究首先對非烴類氣驅(qū)工藝技術(shù)進(jìn)行簡單介紹，對其應(yīng)用情況進(jìn)行簡單分析，最后，對非烴類氣驅(qū)工藝技術(shù)進(jìn)行全面研究，為推動該種工藝技術(shù)的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。研究表明：非烴類氣驅(qū)工藝的應(yīng)用，能有效提高我國油田的采收率，在應(yīng)用該項技術(shù)的過程中，工作人員需要根據(jù)工藝管柱的情況，對封隔器以及防腐短節(jié)進(jìn)行優(yōu)選，進(jìn)而使得封隔器的可靠性以及使用壽命可以得到有效的增長。

關(guān)鍵詞：非烴類氣驅(qū);工藝技術(shù);簡介;應(yīng)用情況;封隔器

隨著社會的發(fā)展，石油需求量逐漸增大，我國油田現(xiàn)在的開發(fā)狀況很難維持國民日常生活所需的石油量。因此，我國各大油田采取各種方式來提高石油的開采率?，F(xiàn)階段已經(jīng)成熟的技術(shù)有蒸汽驅(qū)、常規(guī)火驅(qū)、二元驅(qū)、三元驅(qū)、SAGD等[1]。根據(jù)油品的物性不同，采取不同的驅(qū)動方式。研究人員需要探索可以滿足日后很長時間需求量的開采方式，制定出先進(jìn)、高產(chǎn)、使用范圍廣的驅(qū)動方式。非烴類氣驅(qū)工藝是現(xiàn)今較為熱門的開采技術(shù)，主要是利用非烴類氣體的特殊性質(zhì)提高油田開采量，用于稀油高凝油和低效能潛山油藏的開發(fā)。

一、非烴類氣驅(qū)工藝簡介及應(yīng)用情況

1.非烴類氣驅(qū)工藝簡介

我們常說的烴類氣體主要是含C、H分子的烷烴類氣體，比如甲烷、烷烴等氣體，烴類氣體不適合做驅(qū)油氣體，主要是因為烴類氣體的利用率較高、燃燒熱能較大、并且穩(wěn)定性較弱，可能會在井下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。常使用的非烴類氣驅(qū)的氣體種類有以下四種。①CO2氣驅(qū)，根據(jù)CO2的物理性質(zhì)，易溶于稠油中，使原油體積膨脹11%，降低稠油粘度，增大原油流動性，減少界面張力，增大界面活性，對于地層壓力不穩(wěn)定時，CO2可以提高地層能量，提高驅(qū)油效率，并且CO2水溶液具有酸性，可以溶解原油中部分雜質(zhì)，還衍生出碳酸水合物驅(qū)油法;②N2氣驅(qū)，氮氣可以在地層中生泡從而改變原油流動截面，可以降低界面張力，氮氣不溶于水，具有較好的膨脹性，開采過程中可以節(jié)省氮氣的使用量，衍生出氮氣泡沫驅(qū)油法。③煙道氣驅(qū)原理與氮氣基本相同，根據(jù)恢復(fù)地層壓力來增大驅(qū)油效果。④空氣驅(qū)，主要通過氧化、裂解、蒸餾等方式使氣體增壓，從而降低原油的粘度，達(dá)到驅(qū)油的效果[2]。

2.非烴類氣驅(qū)工藝應(yīng)用情況

國外非烴類氣驅(qū)工藝技術(shù)在20世紀(jì)中葉就已經(jīng)開始研究，1958年殼牌公司率先成功實施二氧化碳驅(qū)油實驗。在2000年原油價格不斷上漲時，二氧化碳驅(qū)油技術(shù)給石油公司帶來了更大的收益。因此，在2014年，美國就有超過130個二氧化碳驅(qū)油項目，年產(chǎn)量可達(dá)到1.6×107t。對于我國非烴類氣驅(qū)工藝技術(shù)還處于初步階段，技術(shù)不夠發(fā)達(dá)，但近年來我國號召減排二氧化碳，十分重視二氧化碳的利用。非烴類氣驅(qū)工藝技術(shù)在我國開展還面臨許多問題，氣源供應(yīng)不足、驅(qū)油效果不夠明顯、非烴類氣體運輸問題、非烴類氣驅(qū)工藝技術(shù)投資較大等，這些都會影響石油公司的經(jīng)濟(jì)效益。

二、非烴類氣驅(qū)工藝技術(shù)研究

1.技術(shù)管柱

非烴類氣驅(qū)工藝技術(shù)管柱組成部分包括：Y521注氣封隔器、Y341注氣封隔器、防腐短節(jié)、球座、注氣滑套、密封裝置。

2.管柱技術(shù)原理

管柱進(jìn)行工作時，需要先按其設(shè)計進(jìn)行下管，再將其旋轉(zhuǎn)提上之后放下管柱，分別對Y521注氣封隔器和Y341注氣封隔器進(jìn)行坐封，不同的是Y341注氣封隔器進(jìn)行坐封時需要利用壓力車進(jìn)行施壓，打掉球座;在進(jìn)行坐封的過程中，需要打開注氣滑套，內(nèi)部油管會由于注氣產(chǎn)生的壓力進(jìn)入下部油層，而內(nèi)、外油管環(huán)空部分會順著注氣滑套進(jìn)入上部油層。管柱在進(jìn)行設(shè)計時有安裝插入密封裝置，是為了保證上不注氣通道能打開，通常使用能移動的球座保證下部注氣通道暢通，在上下兩端之間設(shè)有防腐短節(jié)裝置，采取的防腐措施是犧牲陽極陰極保護(hù)法，提高管柱的壽命，減少被腐蝕的幾率。

3.Y521型注氣封隔器

Y521型注氣封隔器的主要結(jié)構(gòu)為坐封系統(tǒng)、封密系統(tǒng)、錨定系統(tǒng)。零部件包括殼體、上中心管、下中心管、扶正器、壓板、彈簧片、下接頭等零部件。Y521型注氣封隔器的結(jié)構(gòu)特點：①上提旋轉(zhuǎn)式坐封，坐封可靠，結(jié)構(gòu)簡單;②注氣錨體支撐保證密封器承壓能力良好;③氣密性良好;④封隔器具有良好的耐腐蝕性，可以防止空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)腐蝕[3]。

4.Y341型注氣封隔器

Y341型注氣封隔器與Y521型注氣封隔器不同的是只有坐封系統(tǒng)和密封系統(tǒng)，主要包括上接頭、中心管、下接頭、隔環(huán)、解封體、活塞等零部件。與Y521型注氣封隔器相同，所承受的壓力小于35MPa，溫度低于150℃。但是Y341注氣封隔器是依靠液體的壓力進(jìn)行坐封，同樣坐封簡單、可靠，材質(zhì)具有耐腐蝕性，氣密性良好等特點。

5.防腐短節(jié)

管柱作為非烴類氣驅(qū)結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，因此需要對管柱進(jìn)行特殊保護(hù)，防腐短節(jié)就是保護(hù)管柱所提供的方式，采取犧牲陽極保護(hù)陰極的方法。將防腐短節(jié)與管柱相連接，同時放入井內(nèi)，此時兩者處于相同的電解質(zhì)環(huán)境，就構(gòu)成了原電池，防腐短節(jié)為了保護(hù)管柱做陽極被腐蝕，最大程度的保護(hù)管柱。防腐短節(jié)的這種保護(hù)方式還可以應(yīng)用于抽油機(jī)、蒸汽驅(qū)井組和火驅(qū)井組等各類開采方式中的管柱。這種方式結(jié)構(gòu)簡單易操作、價格便宜、并且無有害氣體和物質(zhì)產(chǎn)生，能夠更好地提高管柱的防腐能力。

三、結(jié)論

通過本次研究可以發(fā)現(xiàn)，目前非烴類氣驅(qū)技術(shù)已經(jīng)在全球各個油田中得到了廣泛的應(yīng)用，該項技術(shù)的應(yīng)用使得油田的采收率得到了有效的提升，這對于油田的進(jìn)一步發(fā)展十分有利，在應(yīng)用該項技術(shù)的過程中，工作人員需要根據(jù)管柱的基本情況，對封隔器以及防腐短節(jié)進(jìn)行合理的優(yōu)選，進(jìn)而使得非烴類氣驅(qū)工藝技術(shù)更加可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1] 歐洲.黃沙坨油田非烴類氣驅(qū)技術(shù)探索與試驗[J].內(nèi)蒙古石油化工，2014，（10）：89-91.

[2] 劉雙亮.非烴類氣驅(qū)工藝技術(shù)完善與應(yīng)用[J].石化技術(shù)，2018，25（12）：101.

[3] 王森厚.非烴類氣驅(qū)技術(shù)在潛山油藏開發(fā)中的應(yīng)用[J].化工管理，2017，（31）：191-192.