注空气驱发展现状

1、1.1. 空气从1967年开始，Amoco、Gulf和Chevron公司在美国开展了注空气三次采油现场试验，增产效果令人瞩目。1985年至今，美国在多个低渗轻质油藏进行注空气二次和三次采油先导性试验，获得了可观的经济技术效果。2000年3月，美国油气杂志发表了EOR调查，题为低油价下的EOR处境，该杂志的EOR调查能提供国际发展EOR技术的主流情况。调查结果注气已成为除热采以外发展较快的提高采收率技术。目前为止，高压注空气驱油已经在包括印度，印度尼西亚，加拿大，美国，挪威等多个国家进行了广泛的应用，其中加拿大的Buffalo油田应用得最早，也是最成功的一个。S.Sakthikumar等人探讨了

2、水驱轻质油藏注空气的可行性，阐述了水驱注空气的最佳试验方案，讨论了其提高采收率的有利条件和操作规范。国内对高压注空气驱的研究侧重点主要集中在注空气驱油的可行性、机理、影响因素、安全控制等方面。1997年关密生在石西油田探讨了注空气二次采油方式，认为石西油田石炭系油藏具有注空气形成人工气顶，并能达到重力驱油、混相驱替以及多种驱动效应的基本地质条件。1998年白凤瀚、申友清等在雁翎油田与TOTAL国外石油公司合作开展的针对碳酸盐岩底水油藏井组注氮气试验中，重点监测了油气、油水界面和注气井、观察井的井口压力的变化规律。根据油水、油气界面的变化特点及现场试验进展要求，开展了界面气驱效果、运动规律和试生

3、产方案等油藏工程方面的研究。总结了开井生产和注气时各项动态指标的变化规律，为继续开展注气和采油工作奠定了扎实基础。2004年，张旭等人模拟了轻质油藏注空气的低温氧化过程（LTO），发现热效应并不是研究的油藏提高采收率的主要因素，氧气在油层中被消耗，生成了二氧化碳，二氧化碳和氮气对原油产生了抽提作用，注空气过程间接的实现了烟道气驱。2004年张俊等人在吐哈葡北油田水气交替驱替矿场试验中，通过室内长岩心模拟驱替实验，解决了注入井气水的切换问题。2004年9月吐哈葡北油田注空气可行性研究成果成功通过验收。2005年，齐笑生等人针对中原油田实际的油藏条件，系统分析探讨了注空气技术的可行性，最后建议在高

4、含水轻质油藏进行现场试验。最近，原油低温氧化理论的成熟，在吐哈、辽河等国内各大油田都进行了部分试验研究。胜利油田和中国石油大学也进行合作，在室内进行了相关的机理研究试验和现场先导性试验。从目前国内外室内研究和现场应用状况来看，空气驱主要机理可以归纳为以下几点：1.氧化形成的烟道气驱2.气体溶解及原油膨胀3.烟道气与原油的混相和近混相驱替4.燃烧前缘的蒸汽指进5.注空气及氧化燃烧形成的油藏增压作用6.氧化热效应7.烟道气的抽提作用注入到油藏中的空气，在油藏温度和压力条件会与原油发生低温氧化反应，产生CO2及少量CO，与N2混合形成烟道气，对原油产生较好的驱替效果，动用更多原油。在油藏压力条件下烟

5、道气中的CO2及N2溶于原油（特别是CO2易溶于原油），使原油膨胀，粘度降低，增加原油产出动力，促使原油流向生产井。理论上，就地生成的烟道气与原油可能是混相，近混相或者非混相状态。然而，研究人员已经通过实验证明了在正常油藏条件下烟道气几乎不可能与原油发生混相作用，但Shokoya等人通过实验证明在适当的条件下，轻质油藏HPAI过程中就地生成的烟道气在增加的油藏压力和温度条件下产生的近混相驱将会大幅提高采收率。燃烧前缘的蒸汽指进效应主要是指在高含水条件下，存在着潜在的“超抽提效应”，氧化前缘的蒸汽产生指进现象，将热量传递到油藏中温度更低的部分，使原油粘度降低，增加流动性。油藏增压作用主要体现在两

6、个方面，首先，大量空气注入到油藏中势必会增加油藏压力，维持油藏压力水平；其次，注入空气与原油发生氧化反应，燃烧产生CO2的同时释放大量热，使水蒸气及原油蒸发相增加，各种气体在高温条件下会导致油藏压力迅速增加。热效应对采收率的贡献在驱油机理的认识上往往会被忽视，部分研究人员把空气驱仅考虑成简单地烟道气驱，几乎没有考虑热效应（Fassihi et al.，1996）。Greaves等人（2000）断言了LTO过程，有着微不足道的热量传输，对于绝大多数的轻质原油与氧气反应后生成烟道气是很常见的现象，可称为等温烟道气驱。事实上，从Buffalo油田注空气驱现场效果来看，原油确实发生了自燃且燃烧前缘对原油产量有着非常重要的影响，通过GOR曲线可判断，如果出现了平稳阶段说明发生燃烧，平稳阶段之后为常规的气驱GOR特征，呈指数增加。且从现场取芯来看，确实找到了燃烧前缘驱替的证据。Gutierrez等人2009提出了“推土”（bulldozing）效应这一理念，认为燃烧前缘扮演着推土机的作用来移动出在其前方的大部分原油，这部产量的贡献是不能被产生的其他驱替机理所能代替（如烟道气驱、热水驱/蒸汽驱等）。Montes等人2010研究认为HPAI项目不能简单的定义为非混