姜 帥，宋兆杰，李 根，侯吉瑞

(1.中國石油大學(北京)提高采收率研究院，北京 102249；2.溫室氣體封存與石油開采利用北京市重點實驗室，北京 102249；3.石油工程教育部重點實驗室，北京 102249；4.振華石油控股有限公司，北京 100031)

輕質油藏注空氣提高采收率技術適應性探討

姜 帥1，2，3，宋兆杰1，2，3，李 根4，侯吉瑞1，2，3

(1.中國石油大學(北京)提高采收率研究院，北京 102249；2.溫室氣體封存與石油開采利用北京市重點實驗室，北京 102249；3.石油工程教育部重點實驗室，北京 102249；4.振華石油控股有限公司，北京 100031)

注空氣技術是輕質油藏提高采收率的一種有效手段，該技術的驅油機理與地層原油氧化反應息息相關。本文通過調研國內外注空氣技術研究，闡述了輕質油藏注空氣技術的應用優(yōu)勢，分析了含水飽和度與地層剩余油量對該技術驅油效果的影響，基于氧化反應機理與礦場應用探討了該技術在輕質油藏的適用性。研究表明：注空氣技術適用于水驅后油田進一步提高采收率；地層剩余油量過低會影響注空氣驅油效率，此時可通過適當提高注入氣中N2含量或向注入氣中添加吸附顆粒，來保證原油氧化反應的平穩(wěn)進行，提高驅油效果。此外，礦場應用中應重視可能發(fā)生的氣竄問題。

注空氣技術；輕質油藏；氧化反應；提高采收率；水驅后油田；剩余油量

注空氣驅油被認為是提高原油采收率的有效手段之一，該技術在北美地區(qū)已經得到了商業(yè)化的應用與推廣，對于國內普遍存在的高含水、低滲以及異常高壓油藏，注空氣技術的適用性仍然有待探討。由于輕質油藏注空氣氧化反應所消耗的油相對較少，同時輕質油的價格高于稠油，因此注空氣技術越來越多地應用于輕質油和中等重度油藏。目前輕質油藏注空氣技術已經引起了石油研究學者的廣泛關注，并開展了大量的室內實驗研究。Moore等提出油藏烴類的氧化反應可以劃分為低溫反應區(qū)和高溫反應區(qū)，不同溫度條件下的反應原理與驅油機理存在很大差異[1]。Greaves通過研究指出低溫條件下的氧化反應產生一定量的煙道氣，可以有效驅替地層中的殘余油[2]。高溫氧化過程即利用氧化反應的熱效應降低原油粘度，從而促進地層中原油的流動。隨著注空氣技術理論的不斷完善，近年來又有學者提出了中溫氧化區(qū)理論，認為中溫區(qū)的原油氣化-冷凝過程促進了地層原油的流動[3]。由此可知，不同溫度條件的原油氧化反應與注空氣提高采收率機理及其技術適應性息息相關，因此本文通過充分調研國內外注空氣技術理論研究與礦場應用，基于油藏烴類氧化反應原理，開展了輕質油藏注空氣提高采收率技術適用性研究與探討，分析了注空氣技術在水驅后油田中的應用前景；針對殘余油飽和度較低的油田，提出了穩(wěn)定氧化反應、提高注空氣驅油效率的方法措施；并從油藏工程角度，提出礦場實施注空氣技術的安全建議，避免過早氣竄所導致的事故隱患。

1 輕質油藏注空氣提高采收率技術原理

注空氣驅油就是將空氣注入到油藏儲層，利用氧氣與烴類物質氧化反應所產生的煙道氣與蒸汽將原油驅替到生產井內。煙道氣的主要成分包括CO2及N2的混合物，混合氣體產生的推動力，輔助氣體溶解、巖石潤濕性反轉和原油膨脹等原理將原油驅替到生產井中。隨著反應的進行，地層中溫度不斷升高，氧化反應所產生的熱效應逐漸占據(jù)主導地位，成為提高采收率的主要影響因素。圖1為注空氣氧化反應原理示意圖。

圖1 注空氣氧化反應原理示意圖

由于原油的化學組成十分復雜，隨著反應溫度的不斷升高，空氣中氧氣與原油烴類的氧化反應呈現(xiàn)明顯差異，因此注空氣驅油原理主要取決于氧化反應的進程，而氧化反應主要包括三部分：低溫氧化反應(LTO)、中溫氧化反應(MTO)與高溫氧化反應(HTO)。

1)低溫氧化是指反應溫度介于150～300℃之間時地層原油的一系列氧化反應，整個過程一般為多相反應，氧化產物包括水、大分子氧化物以及少量的烴類氧化物，這些產物并不獨立存在，而是作為一種復雜的烴類成分混合在一起，粘性較大且很難揮發(fā)。因此，低溫條件下重質原油的氧化反應會大大增加原油的粘度，而輕質原油的LTO過程不會使原油粘度顯著增加[4]。在注空氣過程中，地層中氧氣含量逐漸升高，反應后原油混合物的粘度與密度不斷增加，從而對原油驅替效率產生不可忽略的影響。在低溫氧化過程中，注入空氣的傳播速度大于氧化反應的推進速度，因此，在氧化反應的同時，會有一定量的空氣溶解于地層流體，使得原油體積膨脹。

2)中溫氧化過程是指反應溫度介于350～400℃、壓力適中的氧化反應，此溫度壓力條件下原油燃燒帶附近的原油大量氣化，氣態(tài)原油沿著巖石孔道運移，在生產井附近重新冷凝為液態(tài)原油，這一驅油過程也被成為“蒸餾過程”。研究發(fā)現(xiàn)，合理的注氣速率以及充足的地層壓力均有利于促進蒸餾過程。

3)高溫氧化過程是指反應溫度高于400℃時注入氣與地層原油的氧化反應過程。此過程中烴類分子鏈發(fā)生明顯的斷裂反應，釋放大量的熱；在反應溫度高于450℃后，斷裂反應產生的熱效應占據(jù)主導地位，為火燒油層前沿推進提供所需要的熱能，使得原油粘度進一步降低，減小低溫氧化過程中原油混合物粘度增加的負面效應，從而促進原油在地層中的流動。

由此可見，輕質油藏注空氣的主要驅油機理包括：①氧化反應生成的煙道氣驅替原油；②隨著反應溫度不斷升高，原油體積膨脹，粘度降低；③注入氣溶于原油使得原油體積膨脹，粘度降低；④蒸餾過程使得原油氣化，促進地層中原油流動；⑤氧化反應熱效應產生的能量促進原油流向井底。

2 輕質油藏注空氣技術特點

2.1 輕油注空氣技術的應用優(yōu)勢

迄今為止，對于輕油注空氣技術的很大一部分認識是建立在稠油注空氣現(xiàn)場應用上。然而當今國際油價持續(xù)低迷，重油注空氣技術因其較高的成本逐漸失去競爭力。相對而言，輕油注空氣的工藝較為簡單，且剩余油損失量較少(氧化反應所消耗的燃料僅為剩余油量的5%～10%[5])，因而受到越來越多的關注。輕油注空氣技術的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1)CO2驅和蒸汽驅等注氣開發(fā)方式的注入氣價格高昂，而空氣氣源充足，根據(jù)現(xiàn)場試驗資料可知，注空氣的成本大概在0.0018美元/m3，僅是工業(yè)蒸汽的1/6左右，是CO2的1/10左右。因此，注空氣技術在生產成本上具有明顯的優(yōu)勢[6]。

2)針對致密油或異常高壓地層，很難實施注水開采方式，而空氣更易于加壓，且注入性較好，便于注入低滲、特低滲等物性較差的地層。此外，由于注空氣技術的設備為空氣壓縮機，設備要求相對較低，可以節(jié)約操作成本。

3)輕質油發(fā)生自燃所要求的條件較低，無需人工點火或其他點火方式，從而可在一定程度上簡化礦場注氣工藝，提高施工效率。

2.2 輕油注空氣驅與煙道氣驅技術對比

當注入空氣進入油藏后，空氣中的氧氣與原油烴類成分作用生成一個高溫燃燒帶并產生大量的煙道氣與蒸汽，高溫導致燃燒前緣附近的原油汽化并隨著煙道氣與蒸汽進入下游區(qū)(低溫區(qū))，然后冷凝形成移動油帶并進入生產井中被采出。注空氣反應早期是一個重復加壓的氣驅過程，而在反應后期，熱效應則成為了降粘采油的主要影響因素。Clara于2000年提出，如果拋開氧化反應區(qū)，剩余反應區(qū)的驅油工藝就相當于“煙道氣驅采油技術”。Hughes與Sarma于2006年提出輕質油藏高壓注空氣技術的目的并不是產生多少熱量并通過熱效應提高采收率，而是利用反應生成的氣體形成一定規(guī)模的煙道氣驅。由此可知注空氣驅油的早期階段氣驅采油占據(jù)了主導地位，甚至在反應初期，注空氣技術就是重復加壓的氣驅過程，與模擬的煙道氣驅采油技術并沒有太大差別，但是隨著反應的進行，注入氣逐漸進入地層孔隙，開始依靠氧化反應的熱效應驅油。由于傳統(tǒng)煙道氣驅的氣體發(fā)生過程、處理過程均比較復雜，因此注空氣技術在成本控制上具有明顯優(yōu)勢，并且在驅替地層殘余油時，注空氣技術在煙道氣驅的基礎上利用氧化反應的熱效應，促使原油膨脹降粘，進一步提高原油采收率。

2.3 輕油注空氣與重油注空氣技術對比

輕油注空氣與重油注空氣都可歸結為注空氣提高采收率技術，但二者在燃燒溫度范圍、燃燒機理與驅油機理等方面存在諸多不同。針對輕質油藏，通常稱為輕油注空氣或高壓注空氣技術，而將針對重質油藏使用的技術稱為火燒油層或火驅?；痱屵^程中利用燃燒產生的熱量降低原油的粘度，繼而將原油驅替到井底，提高原油采收率。無論是輕油還是重油，注空氣的反應過程都包含低溫氧化與高溫氧化，但是與火驅相比，高溫氧化對輕油注空氣采收率的影響相對較小，這是因為輕質油的粘度要遠遠小于重質油，無需過度依賴氧化反應熱效應來降粘采油，而低溫反應階段的煙道氣驅是輕油注空氣提高采收率的主要作用因素。

由于輕質油的H含量要高于重質油H含量，而原油中的H含量決定了反應需要消耗的O含量，因此輕質油藏更易發(fā)生低溫氧化反應。Moore在2002年提出，無論是重質原油還是輕質原油，驅替原油所需的熱量大部分都是由碳鍵斷裂反應產生的。在輕質油藏中，碳鍵斷裂反應在低溫條件即可發(fā)生，而重質油藏中的碳鍵斷裂反應則主要發(fā)生在高溫條件。由于火驅技術的驅替效率取決于鍵斷裂反應的反應速度，因此有必要將反應溫度控制在鍵斷裂反應速率較大的溫度區(qū)域，這對提高稠油的采收率很有必要。注空氣技術在輕油與重油的應用上存在一定差異，輕油注空氣的關鍵在于LTO過程，重油注空氣的關鍵則在于HTO過程?？偟膩碚f，輕質油藏注空氣技術對溫度條件要求較低，因此相比于重質油藏，輕油更適合應用注空氣提高采收率技術[7]。

3 注空氣技術效果分析

注空氣技術在北美地區(qū)已經得到廣泛的現(xiàn)場應用，其中包括路易斯安那州West Hackberry油田、北達科他州的MPH區(qū)塊，南達科他州的Buffalo油田等，注空氣技術提高采收率效果非常顯著。早在1963年，阿莫科石油公司就在內布拉斯加州的Sloss油田進行了注空氣的小規(guī)模現(xiàn)場試驗，在深井位置采用正向燃燒與水驅采油相結合的采油方法，將該油田的采收率提高到了43%。1979年，在威利斯頓盆地的北達科他區(qū)塊，對注空氣技術進行了第一次商業(yè)運作，取得了重大突破。1986年，Medicine Pole Hills油田通過注空氣僅用一年時間就將原油采收率提高了3%，并且于1996年最終將采收率提高了14.2%，為油田帶來了巨大的經濟效益。1987年，Buffalo油田將Williston盆地一側8000英畝的區(qū)塊一分為二(WBBRRU與WBRRU)，分別進行注水與注空氣開采，研究人員收集了兩區(qū)塊18年的生產歷史并進行對比、研究，發(fā)現(xiàn)在當時油價僅為不到MYM20/bbl時，注水開采的經濟效益是高于注空氣開采的；但是隨著油價不斷升高(高于MYM25/bbl時)，注水施工成本變大、其他開采方式受到限制時，注空氣提高采收率技術在注水后油田(特別是低滲、高壓油藏)的應用具有相當可觀的經濟效益。作為注空氣歷史最悠久的區(qū)塊，Buffalo油田的注空氣項目自1979年開展以來，至2011年已經為油田多采出1700萬桶原油，相當于已探明地質儲量的9.4%[8-9]。

我國自20世紀80年代以來，針對注空氣提高采收率技術做了大量研究，1977～1978年在勝利油田開展了空氣-泡沫驅油現(xiàn)場試驗，取得了一定的效果。1982年大慶油田在小井距北井組薩Ⅱ7+8層進行了“正韻律油層注水后期注空氣礦場試驗”，取得了一定的效益。1996年以來，廣西百色油田分別開展了純空氣-泡沫驅油實驗、空氣-泡沫段塞驅油實驗以及泡沫輔助-空氣驅油實驗，同時對注空氣技術的安全性進行了分析與檢測，節(jié)約了大量的成本，獲得了顯著的經濟效益，投入產出比為1∶5。2003～2004年吐哈油田與遼河油田分別進行了部分礦場試驗研究，論證了注空氣技術在低滲透油田的可行性。這些研究為國內注空氣技術領域積累了大量的礦場經驗。

3.1 注空氣技術在水驅后油田的應用前景

注水驅替是我國油田最主要的開發(fā)方式，經過幾十年的水驅開采，大慶、勝利和大港等主力油田已普遍進入高含水甚至特高含水期開發(fā)階段。我國已投產油田的水驅采收率在33%左右，表明水驅后仍有大量的剩余油滯留在地層中。據(jù)統(tǒng)計，國內含水率超過80%、已進入高含水開發(fā)后期的油田可采儲量仍占全國總量的73.1%，其原油產量仍占全國總產量的70%以上。這就需要石油工作者進一步挖掘高含水油田開發(fā)潛力，提高原油采收率，保持油田穩(wěn)產增產[10]。

近幾年，輕質油藏高壓注空氣技術研究表明，注空氣技術在中高含水油田具有廣泛的應用前景[11]。1995年，Sakthikumar等開展了16組水驅后巖芯的注空氣驅替實驗，得到了臨界溫度、臨界壓力等數(shù)據(jù)，并在生產歷史擬合的基礎上，證明HPAI在水驅后可以進一步增加原油產量，提高原油采收率。2005年，Pascual等利用阿根廷某水驅后油田巖芯進行了實驗測試，并結合數(shù)值模擬運算，證實注空氣技術適用于該水驅后油田進一步提高采收率。2006年，Teramoto等用壓碎的巖芯進行水驅后CT實驗，發(fā)現(xiàn)巖芯中未被消耗掉的剩余油都被驅替出巖芯，樣本中的剩余油量幾乎為零，這表明注空氣技術在高含水輕質油藏中是可行的。2006年，Onishi等基于HPAI室內實驗，測試表明水驅后油田含水飽和度對原油的氧化反應性質并無影響，巖樣性質相同的條件下，含水飽和度并不直接影響剩余油消耗量與原油的采收率[12]。綜上可知，注空氣技術可以作為一種有效的三次采油技術，進一步提高水驅后油田的原油采收率。

3.2 剩余油含量對注空氣技術應用的影響

目前，輕油HPAI技術已經是被廣泛接納的提高采收率技術之一，而HPAI技術成功與否的關鍵就在于地層中的剩余油量是否充足。地層中、剩余油含量越多，原油的采收率也越高；相反，如果地層剩余油量無法滿足氧化反應的消耗，那么整個地層的原油采收率提升量幾乎為零。因此，地層剩余油飽和度與注空氣技術的效果息息相關，一旦油藏剩余油飽和度較低，或是地層原油消耗過快，無法為注空氣過程的氧化反應提供充足的燃料，原油最終采收率就會受到影響。

為了了解注空氣的反應機理，Y Barzin等曾利用數(shù)值模擬方法建立了相關反應動力學模型用來研究注空氣氧化反應動力學[13]；Kenmore油田也對原油取樣進行一系列的PDSC實驗與CT實驗。在這些理論與實驗結論的基礎上可以發(fā)現(xiàn)：在原油的氧化過程中，不同溫度條件下存在各自的放熱峰值溫度，空氣下的氧化放熱峰值溫度明顯高于純氧下的放熱峰值溫度。這是因為空氣中含有79%的氮氣，氮氣在一定程度上起到了降低氧化反應速率的作用，使得氧化反應放出了更多的熱量[14]。

隨著氧化反應的不斷進行，原油在300℃左右就會損失98%左右的質量，而相同條件下原油-巖屑混合樣本的質量損失為87%，并且實驗室模擬原油-巖屑混合樣本的反應最終剩余量也要多于原油樣本的剩余量。這是因為反應過程中巖屑的表面吸附了大量的原油，使得氧化的過程更為緩慢，整體反應放出了更多的熱量，相應放熱反應區(qū)域的整體溫度也越高[15]。

由此可知，如果高壓注空氣技術(HPAI)在油田殘余油飽和度較低的現(xiàn)有條件下無法進一步提高原油采收率，可以在上述實驗結論及推論的基礎上嘗試采用以下方法：①適當調整注入氣中各組分的配比，提高N2等氣體含量，這樣既可以保證氧化反應平穩(wěn)進行，提高注空氣的驅油效率，還可以減少油田開發(fā)過程中的安全隱患；②向注入空氣中加入適量吸附劑顆粒，利用注入氣進入地層與原油接觸時發(fā)生吸附作用，一定程度上減緩剩余油的消耗，而且可以保證原油氧化反應的平穩(wěn)進行，有助于油田開發(fā)。

3.3 HPAI在應用中的氣竄問題

一直以來，盡管石油工作者普遍認為高壓注空氣技術(HPAI)不僅在理論上可行，并且可以為油田帶來可觀的經濟效益，但是根據(jù)大量的實驗室研究及目前已有的現(xiàn)場應用可以了解到，高壓注空氣技術在應用過程中仍然存在一定的安全隱患。這是因為，在開發(fā)低滲、特低滲等特殊油田時，必須進行高壓注氣作業(yè)，而高壓氣體在井筒以及地層中極易發(fā)生氣竄，另外收到地層非均質性的影響，氣體在多孔介質中的滲流不受控制，一旦空氣中的氧氣突破油水界面進入生產井，或與烴氣在油層外混合，隨著生產井中含氧量的急劇上升，一旦沒有及時關閉井口，就會造成嚴重的后果。1997年美國一口注氣井就因為長時間暫停注氣之后混合氣體回流，重新開井施工時發(fā)生起火事故。即便發(fā)現(xiàn)隱患，及時關閉井口，也會因連續(xù)停產對油田的生產造成巨大影響。

為了防止注入氣過早突破油相，影響生產，危及安全，可以采取如下措施。①合理控制注氣速率以增加流體的垂向驅替效率。注氣速率是影響HPAI提高原油采收率的重要因素，注氣速率過高會導致注入氣流通通道變大，這樣不僅會對產出氣的處理帶來困難，還會加速機械腐蝕，影響驅油效率；而注入速率過低則不足以維持油帶的燃燒，使注空氣驅油難以繼續(xù)進行(Nelson與McNeil給出最低注氣速率應不低于125ft/d)。②充分考慮生產井的完井設計。由于重力分異作用，注入的空氣傾向于沿儲層上部層位運移，如果生產井在儲層下部層位完井，那么注入氣的突破時間將會延遲，從而延長整個生產周期。③優(yōu)先考慮直線排狀井網實施注氣作業(yè)。因為注入氣與燃燒油帶會在地層產生徑向流動，相比于五點和九點井網等，直線排狀井網能夠更合理的控制注入氣的流動通道，使得注入氣在地下形成一個穩(wěn)定的流動過程，有利于油帶更快的到達生產井，每當火燒前緣到達生產井時都需要關井停產一段時間，會對油田生產造成影響，因此，油帶更快地到達生產井有利于提高油田采收率。

4 結 論

1)輕質油藏注空氣技術具有氣源充足且成本低、注入性好、自燃要求條件低、剩余油消耗量小等優(yōu)點，因此相比于火驅，其應用前景更為廣闊。

2)調研室內實驗與數(shù)值模擬研究結果表明，油藏含水飽和度對氧化反應、剩余油消耗以及最終采收率的影響較小，注空氣技術可以作為水驅后輕質油藏進一步提高采收率的有效手段。

3)地層中的剩余油量是決定HPAI技術成功與否的關鍵。通過分析前人實驗結論認為，在油田殘余油飽和度較低條件下，可以通過適當提高注入氣中N2含量或向注入氣中加入適量吸附劑顆粒，來減緩氧化反應對剩余油的消耗，保證反應的平穩(wěn)進行，提高注空氣的驅油效率。

4)高壓注空氣過程中極易發(fā)生氣竄，進而造成生產井含氧量急劇上升，甚至井口爆炸等嚴重后果。實施注空氣技術應當充分考慮生產井完井位置，合理控制注氣速率，此外直線排狀井網更利于注入氣在地層中形成穩(wěn)定的流動過程。

[1] Moore R G，Metha S A，Ursenbach M G，et al.A guide to high presure air injection(HPAI) based oil recovery[R].2002.

[2] Kikuchi T，Uemastu H，Takabayashi K.Improved recovery of light oil by air injection[J].Journal of the Japanese Association for Petroleum Technology，2006，71(3)：293-304.

[3] Ngar Khoshinevis Gargar，Alexei A，Mailybeav，et al.Effects of water on light oil recovery by air injection[J].Fuel，2014，137：200-210.

[4] 蒲萬芬，袁成東，金發(fā)揚，等.輕質油藏高壓注空氣技術應用前景分析[J].科技導報，2013，31(17)：72-79.

[5] Zeeshan，Mohiuddin，Anwar Raja，et al.Utilizing the effect of nitrogen to implement light-oil air-injection in Malaysian Oilfield[R].2006.

[6] Hughes B，Sarma H.Burning reserves for greater recovery? Air injection potential in Australian light oil reservoirs[R].2006.

[7] 王杰祥，徐國瑞，付志軍，等.注空氣低溫氧化驅油室內試驗與油藏篩選標準[J].油氣地質與采收率，2008，15(1)：69-71.

[8] Gutlerrez D，Miller R J，Tylor A R，et al.Buffalo Field High Pressure Air-Injection Projects：Technical Performance and Operational Challenge[R].2009.

[9] Kumar V K，Gutlerrez D，Thies B，et al.30 years of successful high pressure air-injection：performance evaluation of buffalo field[R].2011.

[10] 韓大匡.關于高含水油田二次開發(fā)理念、對策和技術路線探討[J].石油勘探與開發(fā)，2010，37(5)：583-591.

[11] Juan E S，Sanchez A，Del Monte A，et al.Laboratory screening for air injection-based IOR in two water flooded light oil reservoirs[J].Journal of Canadian Petroleum Technology，2005，44(1)：31-41.

[12] Bazin Y，Moore R G，Mehta S A，et al.Effect of interstitial water saturation and air flux on combustion kinetics of high pressure air injection(HPAI)[R].2010.

[13] Barzin Y，Moore R G，Metha S A，et al.A comprehensive kinetics model for light oil oxidation/combustion reactions under high pressure air injection process(HPAI)[R].2013.

[14] Onishi T，Okastu K，Takabayashi K.Applicability Study About High Pressure Air Injection Into Light Oil Reservoirs[J].Journal of the Japanese Association for Petroleum Technology，2008，73(6)：479-486.

[15] 侯勝明，劉印華，于洪敏，等.注空氣過程輕質原油低溫氧化動力學[J].中國石油大學學報：自然科學版，2011，35(1)：170-173.

Feasibility study on high-pressure air injection for EOR in light oil reservoirs

JIANG Shuai1，2，3，SONG Zhaojie1，2，3，LI Gen4，HOU Jirui1，2，3

(1.Research Institute of Enhanced Oil Recovery，China University of Petroleum，Beijing 102249，China；2.Beijing Key Laboratory for Greenhouse Gas Storage and Enhanced Oil Recovery，Beijing 102249，China；3.MOE Key Laboratory of Petroleum Engineering，Beijing 102249，China；4.China Zhenhua Oil Co.，Ltd.，Beijing 100031，China)

Air injection has been considered to be an effective enhanced oil recovery(EOR)process for light oil reservoirs.During the process，compressed air is injected into a high-temperature light-oil reservoir，and the oxygen in injected air is intended to react with a fraction of reservoir oil and results in an in-situ generation of flue gases and steam.Therefore，the residual oil that is immobilized by water flooding could be driven towards producer wells.The displacement mechanisms are highly related to the oxidation behavior of crude oil.Relevant studies were involved in this paper to discuss the merits of high-pressure air injection (HPAI) in light oil reservoirs，and to demonstrate the influence of water saturation and residual oil volume on displacement efficiency.According to the investigation，a feasibility study of HPAI was conducted based on the oxidation mechanisms associated with field applications.The results shows that air injection could be technically applied for EOR in water flooded reservoirs，especially in those highly water-saturated reservoirs.An insufficient residual oil volume could universally lead to low displacement efficiency；under this circumstance，adding an appropriate content of nitrogen or absorbing particles into injected air could stabilize oxidation reaction and thus improve displacement efficiency.In addition，there still exists sorts of security concerns during field applications，so more emphases should be placed on the air breakthrough in the producers.

air injection process；light oil reservoir；oxidation reaction；enhanced oil recovery (EOR)；waterflooded reservoir；residual oil volume

2016-02-10

國家自然科學基金青年科學基金項目“縫洞型油藏多相流體流動規(guī)律與剩余油形成機理研究”資助(編號：51504268)；中國石油大學(北京)科研基金“縫洞型碳酸鹽巖油藏提高采收率技術研究”資助(編號：2462014YJRC053)

姜帥(1992-)，男，碩士研究生，主要從事提高采收率與油氣藏工程方面的研究，E-mail：2240860163@qq.com。

TE357.7

A

1004-4051(2016)12-0082-05