延长低渗油田注空气低温耗氧实验研究

引言
目前空气驱应用越来越广泛，尤其是难开发的低渗轻质油藏。在实施注空气采油的油藏中，大概92.3%的油藏温度高于80℃，低温氧化为主要耗氧途径和驱油机理，一般认为油藏温度在60℃或以上是实现低温氧化的界限。
延长油田属于特低渗轻质油藏，原油易于发生低温氧化，但存在的先天不足是地层温度比较低，只有30℃左右，与常规认识有较大差距，且属低压油藏，在此类油藏中是否可进行空气泡沫驱存在争议，但该油田某井区空气泡沫驱先导试验表明氧气被大量消耗，因此针对该油田设计了原油动静态耗氧实验，为该油田能否实施空气泡沫驱提供实验基础。
一、注空气低温静态耗氧实验
（一）实验仪器
CMYF-1型搅拌反应釜；GC-9760-HQ便携式气体分析仪。
（二）实验步骤
①按照含油饱和度40%、含水饱和度30%的比例将甘55井原油、地层水和粉碎岩心（过120目筛子）混合后填入反应容器。
②恒温箱温度设为30℃。
③通入一定体积的空气使得初始压力为6.0MPa，
④每隔24h取样检测残余气体中O2和CO2的浓度；
（三）实验结果及分析

图1：注空气静态耗氧反应结果
从图1可以看出，随着时间的延长，氧气浓度逐渐下降，由原来的21.5%下降至17.041%，二氧化碳的浓度上升至0.658%。原油与氧气在低温下发生了微弱的氧化反应。该实验结果表明长时间的接触，部分氧气可通过氧化反应消耗掉，但反应的程度较小，氧气消耗的不多。
二、注空气低温动态耗氧实验
空气泡沫驱过程中氧耗量主要是通过空气泡沫原油动态氧化实验测得，空气泡沫原油动态氧化实验的目的就是希望通过一系列实验，更好地理解有关的空气泡沫驱油机理，分析氧气消耗量，并确定在不同温度条件下氧化反应的程度和空气驱油的采收率，研究注空气驱采油的可行性，为提高原油采收率提供新技术。同时，为升级放大和现场实施提供基本参数依据。
（一）实验装置

注入系统：通过泵、中间高压容器和减压阀向高温氧化管中定压定流量注入气体（空气）；
细管：原油与O2反应场所
检测系统：分析产出气体的含量
图2：动态高压氧化管注空气驱替实验装置示意图
（二）实验步骤
（1）按照图2连接仪器，其中细管参数如表1所示。
表1：细管参数

（2）泵入空气，使细管中压力达到6MPa。
（3）调节调压阀使入口压力维持在6MPa；调节气体流量控制器使气体流量保持在5ml/min左右；调节温箱温度为30℃。
（4）开阀门开始注气。记录从注气到气体突破所用的时间，气体突破后每隔2h记录细管两端压力并取样检测气体中O2和CO2的含量。
（三）实验结果及分析
本次试验共注入空气15900ml，平均注空气流量为4.65ml/min，从注入空气一直到气体突破为止耗时60.3h，气体突破后产出气中O2含量、CO2含量随时间的变化曲线绘于图4。

图3：气体突破后O2、CO2含量的变化曲线
从图3可以得出，气体突破后O2浓度逐渐上升、而CO2浓度呈逐渐下降趋势，并在80.6h后产物趋于平稳，O2、CO2浓度基本不变。该实验表明，长距离的接触，部分氧气可通过氧化反应消耗掉，但反应的程度较小。
三、结论
（1）通过低温静态耗氧实验和低温动态耗氧实验得出，温度是影响原油氧化的主要因素，在30℃的条件下长时间长距离接触，原油能发生低速率的氧化反应，但发生氧化反应的程度较小，耗氧不显著。
（2）由于延长油田某井区空气泡沫驱先导试验又表明氧气被大量消耗了，说明除低温氧化之外还有一些其他因素也可将氧气耗散或者滞留在地层内部，如与地层矿物质的氧化反应、在地层岩石表面吸附滞留、在地层水或原油中溶解等等，有必要进一步研究地层中的低温耗氧情况。
[参考文献]
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[3]张旭,刘建仪等.注空气低温氧化提高轻质油气藏采收率研究．天然气工业.2004(4)．
（作者单位：1.中国石油大学（华东）石油工程学院 山东青岛,2.中海石油（中国）有限公司QHD32-6作业公司 天津）