“壓縮機(jī)在馬達(dá)的轟鳴聲中唱著歡歌，經(jīng)過處理的空氣緩緩地注入地層，施工人員每間隔一段時(shí)間，就測(cè)試一次套管含氧量和套管壓力”。不久前，筆者在遼河曙光油田杜48-杜H1井和曙1-45-23CH井兩口水平井上觀察到，一種廉價(jià)高效的采油工藝正在被安全平穩(wěn)地應(yīng)用到試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。
空氣催化氧化采油工藝的簡(jiǎn)單機(jī)理為，實(shí)施措施時(shí)，在地層中注入一定量的催化氧化劑，再注入高溫發(fā)泡劑，最后在空氣壓縮機(jī)的作用下，注入空氣。地層中空氣中的氧氣，在氧化劑的作用下，和原油發(fā)生裂解反應(yīng)，從而消耗掉氧氣，避免氧氣溢出地層發(fā)生爆炸，增強(qiáng)措施的安全性;反應(yīng)生成的表面活性劑，對(duì)原油起到降粘作用。空氣中的氮?dú)饪善鸬秸{(diào)整吸汽剖面、補(bǔ)充地層能量、改善稠油吞吐效果等作用。
這種主要用于補(bǔ)充地層能量的新技術(shù)，在我國(guó)陸上油田投入試驗(yàn)才剛剛開始。其廉價(jià)高效的工藝前景，一直備受青睞。但由于此工藝措施的安全性需要充分論證，故此在陸上油田的試驗(yàn)一直慎之又慎。
2006年，遼河油田華油公司與西南石油大學(xué)合作，在調(diào)研國(guó)內(nèi)外稠油開采技術(shù)現(xiàn)狀，分析遼河油區(qū)稠油開采面臨主要矛盾的基礎(chǔ)上，全面展開稠油催化氧化采油工藝技術(shù)的可行性研究。重點(diǎn)完成了催化氧化反應(yīng)用于稠油開發(fā)過程的可行性、配伍性、安全性評(píng)價(jià)，進(jìn)行了稠油催化氧化采油工藝的經(jīng)濟(jì)分析及方案設(shè)計(jì)，為該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)做足準(zhǔn)備。
選擇進(jìn)行新工藝試驗(yàn)的遼河曙光油田，目前正處于稠油開發(fā)的關(guān)鍵階段，稠油熱采蒸汽吞吐輪次平均達(dá)到8.5～9.0個(gè)輪次，累積吞吐油汽比0.46，主力區(qū)塊油藏壓力水平低，逐年遞減趨勢(shì)明顯。為了緩解地層能量不足的現(xiàn)狀，試驗(yàn)人員通過一年多的反復(fù)觀察和對(duì)多個(gè)井組可行性、配伍性和安全性評(píng)價(jià)，完善了稠油空氣催化氧化采油工藝技術(shù)，確立了適合在曙光稠油水平井上進(jìn)行催化氧化反應(yīng)過程的方案設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
與注氮?dú)庋a(bǔ)充地層能量的方法相比，空氣催化氧化采油工藝每單位標(biāo)方氣體可降低成本1元，每單井可降低成本10萬(wàn)元;與注二氧化碳補(bǔ)充地層能量的方法相比，每單位標(biāo)方氣體可降低成本1.38元，單井可降低成本近13萬(wàn)元。2008年，該工藝先后在曙光油田142039井、142041井和曙1-38-38c井3口稠油井上試驗(yàn)成功。初期措施井周圍有5口井受到空氣驅(qū)替，見到增產(chǎn)效果，累計(jì)見效時(shí)間192天，臨井累計(jì)增油169噸，3口措施井階段增產(chǎn)原油1186噸。
為了取得更好的試驗(yàn)效果， 2009年，曙光采油廠工藝研究所技術(shù)人員，加大試驗(yàn)井的可行性論證，對(duì)去年試驗(yàn)井參數(shù)進(jìn)行科學(xué)分析，并對(duì)原有的施工工藝進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。今年5月，在杜48-杜H1、曙1-45-23CH兩口水平井上大膽進(jìn)行新工藝探索。這兩口水平井均為超稠油井，水平段井深1100米～1500米，兩口井井距較近，且在同一水平段汽竄嚴(yán)重。截至7月24日，兩口水平井試驗(yàn)指標(biāo)完全符合方案要求。
為了確保試驗(yàn)的安全性，試驗(yàn)人員把周圍油井分出一線井和二線井，在注空氣和注蒸氣階段，每天安排專人多次測(cè)量套管中的氧氣含量和套管壓力，如果發(fā)現(xiàn)氧氣含量大于5%，即暫時(shí)關(guān)井。對(duì)施工措施后油井生產(chǎn)初期可能產(chǎn)生的狀況進(jìn)行超前預(yù)防，如按設(shè)計(jì)控制放噴速度，防止物質(zhì)摩擦產(chǎn)生明火。油井投入生產(chǎn)后，隨時(shí)監(jiān)測(cè)井口氣體成分變化情況。當(dāng)套管中的氧氣含量大于等于10%時(shí)，應(yīng)立即停止放噴，進(jìn)行關(guān)井并觀察催化氧化反應(yīng)，待氧氣含量小于10%時(shí)再行放噴。
空氣催化氧化采油工藝技術(shù)是集熱采、裂解降粘與稠油輕質(zhì)化、表面活性劑驅(qū)油、注氮?dú)獠捎�、稀油稀釋法采油于一體的新型、高效的低成本采油技術(shù)。該技術(shù)對(duì)我國(guó)一般稠油、超稠油以及特稠油的開采極具應(yīng)用價(jià)值，作為一種新型的生產(chǎn)力，對(duì)我國(guó)稠油工業(yè)的發(fā)展將起到推動(dòng)作用。
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