探究非烃类气驱工艺技术

刘可心

摘要：针对非烃类气驱工艺技术的发展及应用问题，本次研究首先对非烃类气驱工艺技术进行简单介绍，对其应用情况进行简单分析，最后，对非烃类气驱工艺技术进行全面研究，为推动该种工艺技术的全面发展奠定基础。研究表明：非烃类气驱工艺的应用，能有效提高我国油田的采收率，在应用该项技术的过程中，工作人员需要根据工艺管柱的情况，对封隔器以及防腐短节进行优选，进而使得封隔器的可靠性以及使用寿命可以得到有效的增长。

关键词：非烃类气驱;工艺技术;简介;应用情况;封隔器

随着社会的发展，石油需求量逐渐增大，我国油田现在的开发状况很难维持国民日常生活所需的石油量。因此，我国各大油田采取各种方式来提高石油的开采率。现阶段已经成熟的技术有蒸汽驱、常规火驱、二元驱、三元驱、SAGD等[1]。根据油品的物性不同，采取不同的驱动方式。研究人员需要探索可以满足日后很长时间需求量的开采方式，制定出先进、高产、使用范围广的驱动方式。非烃类气驱工艺是现今较为热门的开采技术，主要是利用非烃类气体的特殊性质提高油田开采量，用于稀油高凝油和低效能潜山油藏的开发。

一、非烃类气驱工艺简介及应用情况

1.非烃类气驱工艺简介

我们常说的烃类气体主要是含C、H分子的烷烃类气体，比如甲烷、烷烃等气体，烃类气体不适合做驱油气体，主要是因为烃类气体的利用率较高、燃烧热能较大、并且稳定性较弱，可能会在井下发生化学反应。常使用的非烃类气驱的气体种类有以下四种。①CO2气驱，根据CO2的物理性质，易溶于稠油中，使原油体积膨胀11%，降低稠油粘度，增大原油流动性，减少界面张力，增大界面活性，对于地层压力不稳定时，CO2可以提高地层能量，提高驱油效率，并且CO2水溶液具有酸性，可以溶解原油中部分杂质，还衍生出碳酸水合物驱油法;②N2气驱，氮气可以在地层中生泡从而改变原油流动截面，可以降低界面张力，氮气不溶于水，具有较好的膨胀性，开采过程中可以节省氮气的使用量，衍生出氮气泡沫驱油法。③烟道气驱原理与氮气基本相同，根据恢复地层压力来增大驱油效果。④空气驱，主要通过氧化、裂解、蒸馏等方式使气体增压，从而降低原油的粘度，达到驱油的效果[2]。

2.非烃类气驱工艺应用情况

国外非烃类气驱工艺技术在20世纪中叶就已经开始研究，1958年壳牌公司率先成功实施二氧化碳驱油实验。在2000年原油价格不断上涨时，二氧化碳驱油技术给石油公司带来了更大的收益。因此，在2014年，美国就有超过130个二氧化碳驱油项目，年产量可达到1.6×107t。对于我国非烃类气驱工艺技术还处于初步阶段，技术不够发达，但近年来我国号召减排二氧化碳，十分重视二氧化碳的利用。非烃类气驱工艺技术在我国开展还面临许多问题，气源供应不足、驱油效果不够明显、非烃类气体运输问题、非烃类气驱工艺技术投资较大等，这些都会影响石油公司的经济效益。

二、非烃类气驱工艺技术研究

1.技术管柱

非烃类气驱工艺技术管柱组成部分包括：Y521注气封隔器、Y341注气封隔器、防腐短节、球座、注气滑套、密封装置。

2.管柱技术原理

管柱进行工作时，需要先按其设计进行下管，再将其旋转提上之后放下管柱，分别对Y521注气封隔器和Y341注气封隔器进行坐封，不同的是Y341注气封隔器进行坐封时需要利用压力车进行施压，打掉球座;在进行坐封的过程中，需要打开注气滑套，内部油管会由于注气产生的压力进入下部油层，而内、外油管环空部分会顺着注气滑套进入上部油层。管柱在进行设计时有安装插入密封装置，是为了保证上不注气通道能打开，通常使用能移动的球座保证下部注气通道畅通，在上下两端之间设有防腐短节装置，采取的防腐措施是牺牲阳极阴极保护法，提高管柱的寿命，减少被腐蚀的几率。

3.Y521型注气封隔器

Y521型注气封隔器的主要结构为坐封系统、封密系统、锚定系统。零部件包括壳体、上中心管、下中心管、扶正器、压板、弹簧片、下接头等零部件。Y521型注气封隔器的结构特点：①上提旋转式坐封，坐封可靠，结构简单;②注气锚体支撑保证密封器承压能力良好;③气密性良好;④封隔器具有良好的耐腐蚀性，可以防止空气中的氧气发生化学腐蚀[3]。

4.Y341型注气封隔器

Y341型注气封隔器与Y521型注气封隔器不同的是只有坐封系统和密封系统，主要包括上接头、中心管、下接头、隔环、解封体、活塞等零部件。与Y521型注气封隔器相同，所承受的压力小于35MPa，温度低于150℃。但是Y341注气封隔器是依靠液体的压力进行坐封，同樣坐封简单、可靠，材质具有耐腐蚀性，气密性良好等特点。

5.防腐短节

管柱作为非烃类气驱结构中的重要组成部分，因此需要对管柱进行特殊保护，防腐短节就是保护管柱所提供的方式，采取牺牲阳极保护阴极的方法。将防腐短节与管柱相连接，同时放入井内，此时两者处于相同的电解质环境，就构成了原电池，防腐短节为了保护管柱做阳极被腐蚀，最大程度的保护管柱。防腐短节的这种保护方式还可以应用于抽油机、蒸汽驱井组和火驱井组等各类开采方式中的管柱。这种方式结构简单易操作、价格便宜、并且无有害气体和物质产生，能够更好地提高管柱的防腐能力。

三、结论

通过本次研究可以发现，目前非烃类气驱技术已经在全球各个油田中得到了广泛的应用，该项技术的应用使得油田的采收率得到了有效的提升，这对于油田的进一步发展十分有利，在应用该项技术的过程中，工作人员需要根据管柱的基本情况，对封隔器以及防腐短节进行合理的优选，进而使得非烃类气驱工艺技术更加可靠。

参考文献：

[1] 欧洲.黄沙坨油田非烃类气驱技术探索与试验[J].内蒙古石油化工，2014，（10）：89-91.

[2] 刘双亮.非烃类气驱工艺技术完善与应用[J].石化技术，2018，25（12）：101.

[3] 王森厚.非烃类气驱技术在潜山油藏开发中的应用[J].化工管理，2017，（31）：191-192.