“壓縮機在馬達的轟鳴聲中唱著歡歌，經(jīng)過處理的空氣緩緩地注入地層，施工人員每間隔一段時間，就測試一次套管含氧量和套管壓力”。不久前，筆者在遼河曙光油田杜48-杜H1井和曙1-45-23CH井兩口水平井上觀察到，一種廉價高效的采油工藝正在被安全平穩(wěn)地應用到試驗現(xiàn)場。
空氣催化氧化采油工藝的簡單機理為，實施措施時，在地層中注入一定量的催化氧化劑，再注入高溫發(fā)泡劑，最后在空氣壓縮機的作用下，注入空氣。地層中空氣中的氧氣，在氧化劑的作用下，和原油發(fā)生裂解反應，從而消耗掉氧氣，避免氧氣溢出地層發(fā)生爆炸，增強措施的安全性;反應生成的表面活性劑，對原油起到降粘作用。空氣中的氮氣可起到調整吸汽剖面、補充地層能量、改善稠油吞吐效果等作用。
這種主要用于補充地層能量的新技術，在我國陸上油田投入試驗才剛剛開始。其廉價高效的工藝前景，一直備受青睞。但由于此工藝措施的安全性需要充分論證，故此在陸上油田的試驗一直慎之又慎。
2006年，遼河油田華油公司與西南石油大學合作，在調研國內外稠油開采技術現(xiàn)狀，分析遼河油區(qū)稠油開采面臨主要矛盾的基礎上，全面展開稠油催化氧化采油工藝技術的可行性研究。重點完成了催化氧化反應用于稠油開發(fā)過程的可行性、配伍性、安全性評價，進行了稠油催化氧化采油工藝的經(jīng)濟分析及方案設計，為該項技術進入現(xiàn)場試驗做足準備。
選擇進行新工藝試驗的遼河曙光油田，目前正處于稠油開發(fā)的關鍵階段，稠油熱采蒸汽吞吐輪次平均達到8.5～9.0個輪次，累積吞吐油汽比0.46，主力區(qū)塊油藏壓力水平低，逐年遞減趨勢明顯。為了緩解地層能量不足的現(xiàn)狀，試驗人員通過一年多的反復觀察和對多個井組可行性、配伍性和安全性評價，完善了稠油空氣催化氧化采油工藝技術，確立了適合在曙光稠油水平井上進行催化氧化反應過程的方案設計標準。
與注氮氣補充地層能量的方法相比，空氣催化氧化采油工藝每單位標方氣體可降低成本1元，每單井可降低成本10萬元;與注二氧化碳補充地層能量的方法相比，每單位標方氣體可降低成本1.38元，單井可降低成本近13萬元。2008年，該工藝先后在曙光油田142039井、142041井和曙1-38-38c井3口稠油井上試驗成功。初期措施井周圍有5口井受到空氣驅替，見到增產(chǎn)效果，累計見效時間192天，臨井累計增油169噸，3口措施井階段增產(chǎn)原油1186噸。
為了取得更好的試驗效果， 2009年，曙光采油廠工藝研究所技術人員，加大試驗井的可行性論證，對去年試驗井參數(shù)進行科學分析，并對原有的施工工藝進行技術改進。今年5月，在杜48-杜H1、曙1-45-23CH兩口水平井上大膽進行新工藝探索。這兩口水平井均為超稠油井，水平段井深1100米～1500米，兩口井井距較近，且在同一水平段汽竄嚴重。截至7月24日，兩口水平井試驗指標完全符合方案要求。
為了確保試驗的安全性，試驗人員把周圍油井分出一線井和二線井，在注空氣和注蒸氣階段，每天安排專人多次測量套管中的氧氣含量和套管壓力，如果發(fā)現(xiàn)氧氣含量大于5%，即暫時關井。對施工措施后油井生產(chǎn)初期可能產(chǎn)生的狀況進行超前預防，如按設計控制放噴速度，防止物質摩擦產(chǎn)生明火。油井投入生產(chǎn)后，隨時監(jiān)測井口氣體成分變化情況。當套管中的氧氣含量大于等于10%時，應立即停止放噴，進行關井并觀察催化氧化反應，待氧氣含量小于10%時再行放噴。
空氣催化氧化采油工藝技術是集熱采、裂解降粘與稠油輕質化、表面活性劑驅油、注氮氣采油、稀油稀釋法采油于一體的新型、高效的低成本采油技術。該技術對我國一般稠油、超稠油以及特稠油的開采極具應用價值，作為一種新型的生產(chǎn)力，對我國稠油工業(yè)的發(fā)展將起到推動作用。
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