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[摘要]锦州采油厂稠油已处于吞吐开发中后期，开采难度越来越大，区块压降幅度大，含水高，周期油汽比逐年降低，直接影响区块的开发效果和经济效益，单一的蒸汽吞吐已难以改善吞吐效果，需要开发新的生产工艺技术才能满足目前的生产状况，为此我们开展了烟道气加蒸汽吞吐开发方式的试验研究。
[关键词]油汽比；开发效果；蒸汽吞吐；烟道气
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）40-0271-01
前言
锦州采油厂稠油蒸汽吞吐开采已进入中后期，开采难度越来越大，其主力区块锦45块目前已吞吐开采14年，单井平均吞吐7.6个周期，地层压力仅3.8MPa，压降幅度达72%；含水大于90%的油井113口，占总井数的14.5%；周期油汽比小于0.2的井164口，占总井数的21.1%，这类井目前以总井数的5～8%的速度增加，直接影响断块的开发效果和经济效益，单一的蒸汽吞吐已难以改善吞吐效果，需要开发新的生产工艺技术才能满足目前的生产状况。
1 烟道气开发机理研究
烟道气的主要成分是氮气和二氧化碳，它的性质介于氮气和二氧化碳之间，由于氮气的含量占84%，二氧化碳的含量占16%，所以更接近于氮气的性质。根据实验研究和数值模拟计算，其提高采收率的机理主要为：
1.1 烟道气可以增加和保持地层能量，从而提高油井产能，烟道气的膨胀系数接近氮气，若大量注入烟道气可以维持和补充地层能量，特别对于经过连续多周期的蒸汽吞吐，开采程度高、压降幅度大的区块，此时主要矛盾应是提高地层能量问题；
1.2 改善地层原油的流动性；
1.3 烟道气中的二氧化碳可溶于原油，而氮气微溶于原油，从而可降低原油粘度。
1.4 气体扩散作用，注蒸汽加烟道气过程与注汽过程不一样，就是游离氮气在原油往地层深部扩散，其扩散速度与渗流速度相近，因而可以进入油层深部，并在降压过程中驱油。
1.5 驱替剂中加入乳化驱油剂提高采收率的机理主要有以下几点：增加原油在水中的分散作用，随着界面张力的降低，原油可以分散在化学剂的溶液中，形成水包油型乳状液，极大的减低了原油的粘度，改善了驱替液的流度，原油随乳化携带作用流向井底。同时，乳化颗粒在孔吼处和孔道壁上的滞留，降低了局部渗透率，提高了驱替液（气）的波及系数；形成了泡沫，降低了气（汽）的流度，封堵了气（汽）的窜流通道；表面活性剂降低了油水界面张力，使分散不连续的残余油滴变为可动用油被驱替出来，降低残余油饱和度，提高了驱油效率。
从机理分析可看出，烟道气加蒸汽混注吞吐可适用于蒸汽吞吐周期长，开采程度高的井；地层层间矛盾大，油层动用不均的井；有夹层水的井；汽窜井。
2 烟道气加蒸汽吞吐开发试验
2.1 试验工艺流程设计
初期设计了两套烟道气收集、处理系统，分别安装在2个热注炉，其原理是：首先从热注锅炉烟囱中收集烟道气，温度为220～270℃，经水冷式换热器降温到30℃左右，再经分气包将烟道气中的水分离出来，通过过虑器除掉烟气中的灰尘，最后由压风车升压后注入井中。
在此基础上，后来改进了两座烟道气简易回收装置，目的是进一步除尘和除硫、除硝。从目前的试验情况来看，这两套装置对于减少烟道气中腐蚀成份的含量具有明显的效果。
后来我们又在22号热注站试验了一套烟道气净化装置，经局环境监测站测试，该装置对烟道气中的硫化物和氮氧化物有明显的净化作用，净化效率在95%以上，目前该装置正在平稳运行。
2.2 注入方式研究
采取烟道气与蒸汽混注的方式，即采取隔热、调剖同时进行的方式，先从套管环空注入烟道气，待注入压力逐步升高到一定值不再明显升高时，这时注入蒸气，烟道气也同时从套管环空注入，在井筒内隔热保温后，到地层调剖。烟气中的CO2溶解在原油中，使原油体积膨胀，降低原油粘度。
因烟道气中的氮氧化物和硫化物在高温下对设备和井下套管腐蚀严重，因此采取了“冷注入法”，即在注蒸气之前，从隔热管内先注入烟道气，待注入压力逐步升高到一定值，不再明显升高时，再注两天烟气，之后转注蒸汽。同时停注烟气，这样可以防止烟道气对油套管的腐蚀。
2.3 现场试验效果
共实施32井次，见效20井次。共注烟道气758050方，增油8962吨，节约注蒸汽9464吨，取得了明显的经济效益。主要表现在以下几方面：
2.3.1周期油汽比提高
平均单井周期产油增加280t，节约注汽296t，油汽比由0.36提高到0.51，典型井：锦45-13-12井实施后周期增油652t，周期间对比最高日增油3t/d。
2.3.2 烟道气膨胀，增加了油流向井底的流动能力
049-35、011-136、12-174、011-175等井的最高日产量比上周期高，因烟道气中的CO2溶解在原油中，使原油体积膨胀，降低了原油粘度，压力下降是形成溶解气驱造成的。
2.3.3 烟道气注入强度影响吞吐效果
08-21、014-145等井在注气过程中由于压风车故障影响了注气排量，08-21在注气中出现压风车停机、井口漏汽返修，导致了生产效果不好。
2.3.4 汽窜严重的井影响了试验效果
锦25块大部分井都存在着汽窜的现象。022-155、20-24、21-25、12-18等井在注气过程中，注入压力始终没有变化，而注入的磺酸盐量少，不足以封堵窜层，影响了试验效果。对于次累井一方面要加大磺酸盐注入量，另一方面要加大注气强度。
2.4 经济效益
2.4.1 投资
壓风车劳务费：共实施32井次，费用为212万元。
磺酸盐使用费：共使用磺酸盐100吨，每吨为8000元，费用为80万元。
设备折旧费：三套注入系统共投资75万元，按5年折完，折旧费为15万元。
2.4.2 效益
共增油8962吨，每吨原油按723元计算，效益为647.95万元。
共节约注蒸汽9464吨，每吨蒸汽为72元，效益为68.14万元。
2.4.3 投入产出比：307/716.09=1/2.33
3 结论
通过一年的现场试验发现，烟道气+蒸汽+调剖剂吞吐采油可以提高油层动用程度，改善油层吸汽剖面，提高油汽比。另外烟道气有良好的热稳定性，与注采一次管柱泵合用，可用于对蒸汽吞吐井的油套环空隔热，降低热采成本，提高热采效率。同时利用烟道气吞吐采油还可以减少大气污染，保护矿区环境。
参考文献
[1] 任芳祥.辽河油区老油田二次开发探索与实践[J].特种油气藏，2007，14（6）：5-6.
[2] 胡文瑞.中国石油二次开发技术综述[J].特种油气藏，2007，14（6）：1-3.
[关键词]油汽比；开发效果；蒸汽吞吐；烟道气
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）40-0271-01
前言
锦州采油厂稠油蒸汽吞吐开采已进入中后期，开采难度越来越大，其主力区块锦45块目前已吞吐开采14年，单井平均吞吐7.6个周期，地层压力仅3.8MPa，压降幅度达72%；含水大于90%的油井113口，占总井数的14.5%；周期油汽比小于0.2的井164口，占总井数的21.1%，这类井目前以总井数的5～8%的速度增加，直接影响断块的开发效果和经济效益，单一的蒸汽吞吐已难以改善吞吐效果，需要开发新的生产工艺技术才能满足目前的生产状况。
1 烟道气开发机理研究
烟道气的主要成分是氮气和二氧化碳，它的性质介于氮气和二氧化碳之间，由于氮气的含量占84%，二氧化碳的含量占16%，所以更接近于氮气的性质。根据实验研究和数值模拟计算，其提高采收率的机理主要为：
1.1 烟道气可以增加和保持地层能量，从而提高油井产能，烟道气的膨胀系数接近氮气，若大量注入烟道气可以维持和补充地层能量，特别对于经过连续多周期的蒸汽吞吐，开采程度高、压降幅度大的区块，此时主要矛盾应是提高地层能量问题；
1.2 改善地层原油的流动性；
1.3 烟道气中的二氧化碳可溶于原油，而氮气微溶于原油，从而可降低原油粘度。
1.4 气体扩散作用，注蒸汽加烟道气过程与注汽过程不一样，就是游离氮气在原油往地层深部扩散，其扩散速度与渗流速度相近，因而可以进入油层深部，并在降压过程中驱油。
1.5 驱替剂中加入乳化驱油剂提高采收率的机理主要有以下几点：增加原油在水中的分散作用，随着界面张力的降低，原油可以分散在化学剂的溶液中，形成水包油型乳状液，极大的减低了原油的粘度，改善了驱替液的流度，原油随乳化携带作用流向井底。同时，乳化颗粒在孔吼处和孔道壁上的滞留，降低了局部渗透率，提高了驱替液（气）的波及系数；形成了泡沫，降低了气（汽）的流度，封堵了气（汽）的窜流通道；表面活性剂降低了油水界面张力，使分散不连续的残余油滴变为可动用油被驱替出来，降低残余油饱和度，提高了驱油效率。
从机理分析可看出，烟道气加蒸汽混注吞吐可适用于蒸汽吞吐周期长，开采程度高的井；地层层间矛盾大，油层动用不均的井；有夹层水的井；汽窜井。
2 烟道气加蒸汽吞吐开发试验
2.1 试验工艺流程设计
初期设计了两套烟道气收集、处理系统，分别安装在2个热注炉，其原理是：首先从热注锅炉烟囱中收集烟道气，温度为220～270℃，经水冷式换热器降温到30℃左右，再经分气包将烟道气中的水分离出来，通过过虑器除掉烟气中的灰尘，最后由压风车升压后注入井中。
在此基础上，后来改进了两座烟道气简易回收装置，目的是进一步除尘和除硫、除硝。从目前的试验情况来看，这两套装置对于减少烟道气中腐蚀成份的含量具有明显的效果。
后来我们又在22号热注站试验了一套烟道气净化装置，经局环境监测站测试，该装置对烟道气中的硫化物和氮氧化物有明显的净化作用，净化效率在95%以上，目前该装置正在平稳运行。
2.2 注入方式研究
采取烟道气与蒸汽混注的方式，即采取隔热、调剖同时进行的方式，先从套管环空注入烟道气，待注入压力逐步升高到一定值不再明显升高时，这时注入蒸气，烟道气也同时从套管环空注入，在井筒内隔热保温后，到地层调剖。烟气中的CO2溶解在原油中，使原油体积膨胀，降低原油粘度。
因烟道气中的氮氧化物和硫化物在高温下对设备和井下套管腐蚀严重，因此采取了“冷注入法”，即在注蒸气之前，从隔热管内先注入烟道气，待注入压力逐步升高到一定值，不再明显升高时，再注两天烟气，之后转注蒸汽。同时停注烟气，这样可以防止烟道气对油套管的腐蚀。
2.3 现场试验效果
共实施32井次，见效20井次。共注烟道气758050方，增油8962吨，节约注蒸汽9464吨，取得了明显的经济效益。主要表现在以下几方面：
2.3.1周期油汽比提高
平均单井周期产油增加280t，节约注汽296t，油汽比由0.36提高到0.51，典型井：锦45-13-12井实施后周期增油652t，周期间对比最高日增油3t/d。
2.3.2 烟道气膨胀，增加了油流向井底的流动能力
049-35、011-136、12-174、011-175等井的最高日产量比上周期高，因烟道气中的CO2溶解在原油中，使原油体积膨胀，降低了原油粘度，压力下降是形成溶解气驱造成的。
2.3.3 烟道气注入强度影响吞吐效果
08-21、014-145等井在注气过程中由于压风车故障影响了注气排量，08-21在注气中出现压风车停机、井口漏汽返修，导致了生产效果不好。
2.3.4 汽窜严重的井影响了试验效果
锦25块大部分井都存在着汽窜的现象。022-155、20-24、21-25、12-18等井在注气过程中，注入压力始终没有变化，而注入的磺酸盐量少，不足以封堵窜层，影响了试验效果。对于次累井一方面要加大磺酸盐注入量，另一方面要加大注气强度。
2.4 经济效益
2.4.1 投资
壓风车劳务费：共实施32井次，费用为212万元。
磺酸盐使用费：共使用磺酸盐100吨，每吨为8000元，费用为80万元。
设备折旧费：三套注入系统共投资75万元，按5年折完，折旧费为15万元。
2.4.2 效益
共增油8962吨，每吨原油按723元计算，效益为647.95万元。
共节约注蒸汽9464吨，每吨蒸汽为72元，效益为68.14万元。
2.4.3 投入产出比：307/716.09=1/2.33
3 结论
通过一年的现场试验发现，烟道气+蒸汽+调剖剂吞吐采油可以提高油层动用程度，改善油层吸汽剖面，提高油汽比。另外烟道气有良好的热稳定性，与注采一次管柱泵合用，可用于对蒸汽吞吐井的油套环空隔热，降低热采成本，提高热采效率。同时利用烟道气吞吐采油还可以减少大气污染，保护矿区环境。
参考文献
[1] 任芳祥.辽河油区老油田二次开发探索与实践[J].特种油气藏，2007，14（6）：5-6.
[2] 胡文瑞.中国石油二次开发技术综述[J].特种油气藏，2007，14（6）：1-3.