王清華 （中石油大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶163712）

對于低滲透油田，注氣開發(fā)是提高原油采收率的有效方式之一。而在注氣提高采收率技術的眾多形式中，可獲得的烴類、二氧化碳等其他注入劑資源是有限的，而空氣的可得量是無限的［1，2］。而且，空氣驅不是簡單的氣驅，與其他注氣提高采收率技術相比，它具有獨特的熱效應優(yōu)勢，通過這一熱效應［3］，有利于驅替?zhèn)鹘y(tǒng)注入介質無法波及的殘余油，提高采收率。所以利用廉價的空氣作為注入劑開發(fā)油田將有可能成為最有前途的輕質油藏注氣提高原油采收率技術之一。注空氣技術的研究和應用在我國起步較晚，對相關領域的研究還比較少［4］。開展高壓注空氣驅油技術的研究，將有助于豐富適合我國油田的提高采收率技術。

細管試驗是目前世界上公認的確定注入氣能否與原油混相的標準方法［5～9］。筆者以大慶油田某區(qū)塊特低滲透油藏流體為例，通過注空氣細管驅替試驗，開展了地層原油注空氣能否達到混相的研究，分析了不同壓力、溫度條件下注空氣對驅油效率的影響。

1 細管驅替試驗方法

細管驅替試驗裝置如圖1所示。細 管 直 徑 4．4mm，長 度5．5m，孔隙體積 293．4cm3，孔隙度35．08%，滲透率12．6D。

試驗所用地層原油樣品來自大慶油田某區(qū)塊的地面油和分離器氣，再在實驗室根據(jù)生產氣油比在地層條件 （87℃，21MPa）下進行地層流體樣品復配，從而獲得試驗所用地層原油樣品。井流物中C1摩爾分數(shù)為12．17%，中間烴（C2～C6）摩爾分數(shù)為26．35%，C＋7摩爾分數(shù)為61．48%。地層原油飽和壓力為5．9MPa，氣油比為20m3／m3，體積因數(shù)為1．0898，溶解系數(shù)為3．4329m3／ （m3·MPa），地面脫氣原油相對密度為0．8777。

圖1 細管試驗裝置流程圖

首先將細管在要求的溫度和壓力下用死油飽和，然后用活油置換死油 （以氣油比和組成穩(wěn)定為準），再將驅替用氣體充滿中間容器，通過回壓閥和驅替泵調節(jié)試驗所設計的壓力進行驅替。驅替過程中，在氣體注入0．4PV以前驅替速度為0．2ml／min，在注入0．4PV氣體后，驅替速度提高為0．4ml／min，注入1．2PV氣樣后，結束驅替試驗。試驗過程中，采出油樣采用氣液分離裝置分離并每隔一定時間進行計量，分離出的氣體采用氣量計計量，并每隔一定時間利用氣相色譜儀對采出氣組分變化情況進行分析。在試驗過程中，除按時準確記錄試驗要求的數(shù)據(jù)外，還應不定期觀察采出端微型透明觀察窗內流體的相態(tài)和顏色變化情況。

試驗在油藏溫度87℃下選取了21、30、40、50MPa共4個注入壓力點。為了研究不同溫度下的注空氣效果，又將溫度升至127℃，注入壓力分別為21、30MPa條件下進行了注空氣細管驅替試驗。試驗過程中，在注入0．1PV空氣后，關閉細管出口閥門，入口恒壓保持36h使注入空氣中的氧氣與原油充分接觸，重新開啟閥門后測試出口氣色譜組成，從而得到空氣的氧化率。

2 試驗結果及分析

2．1 氣油比、采收率與注氣量關系

通過細管驅替試驗得到油藏溫度87℃條件下21、30、40、50MPa這4個注入壓力點和升溫至127℃條件下21、30MPa這2個注入壓力點的氣油比與注氣量關系圖 （圖2）和采收率與注氣量關系圖（圖3）?？梢钥闯觯谙嗤鈮毫l件下，127℃注空氣氣油比要低于87℃條件下的測試結果，而采收率則要高于87℃條件下的測試結果?？諝庠趬毫^高的情況下難以達到混相過程，氣體容易突破，氣體突破前，采收率上升較快，而氣體突破后，采收率增幅變緩。

圖2 空氣注入量與氣油比關系

圖3 空氣注入量與采收率關系

圖4 注氣壓力與采收率關系

2．2 采收率與注氣壓力關系

從空氣在不同壓力注入后采收率曲線 （圖4）中可以看出，當溫度由87℃上升至127℃，在21、30MPa壓力條件下注空氣的細管驅替試驗所得采收率分別由19．41%和22．03%上升至23．79%和25．82%?？諝庠?7℃、50MPa的條件下地層原油的采收率僅為25．07%。這主要是由于升溫后原油的流動性變好導致采收率上升，但仍表現(xiàn)為非混相驅替特征，綜合采收率不高。

2．3 出口氣體組成

由油藏溫度87℃條件下4個驅替壓力點和升溫至127℃條件下2個驅替壓力點空氣氧化測試結果（表1）可以看出，在不同溫度、不同注入壓力條件下，經36h注入空氣與地層原油充分接觸后，地層原油與氧氣均發(fā)生了不同程度的低溫氧化反應。空氣作為注入氣在不同驅替壓力時，注入壓力越高，氧化效率越高。從出口氣中CO和CO2含量可以看出，注入空氣與原油發(fā)生的均為低溫氧化反應，僅產生了微量的CO和CO2氣體，這對改善原油物性效果甚微。這表明如果在油藏溫度條件下，足夠多的原油與注入空氣接觸后，氧氣均能與之發(fā)生低溫氧化反應而被消耗掉；但如果不能產生穩(wěn)定的高溫氧化前緣帶，則驅替機理僅相當于N2驅。從出口氣組成測試結果可以看出升溫后仍為低溫氧化，采出程度低，表現(xiàn)為典型的非混相驅特征。

表1 不同溫度、壓力條件下注空氣細管驅替突破點出口氣體組成

3 結 論

1）向地層原油中注入空氣難以達到混相，表現(xiàn)為非混相驅替特征。

2）足夠多的原油與注入空氣接觸后，氧氣均能與之發(fā)生低溫氧化反應而被消耗掉；但如果不能產生穩(wěn)定的高溫氧化前緣帶，則驅替機理僅相當于N2驅。

3）原油低溫氧化反應所消耗的氧氣數(shù)量有限，因此，從技術安全角度來說，連續(xù)注空氣將會受限，僅適于進行有限段塞空氣驅。

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