压缩机在石油开采领域的应用
一.注天然气驱油技术中的压缩机几年前在大庆油田处理过一台天然气注气压缩机，型号是WF-2/4-319.其作用是将管网中来的低压天然气压缩增压后注入镇流器外壳
地下，以提高石油采收率.机器是W型风冷，四级压缩，控制及显示系统采用的是 西门子的S7系列.由于该站当时处于实验阶段，具体数据不详.
日前，中原油田"文88块"注天然气开发先导试验站内，技术人员对压缩机开机调试一次成功，不久即可正式注气生产。这标志着中石化重点科研项目---中原油田"文88块"注天然气开发先导试验工程进入最后阶段，也标志着中原油田开始利用天然气驱采油。据悉，中石化中原油田尝试注天然气驱油在国内尚
属首例，为中石化东部油田提高采收率再增添一个新的"利器"。在拥有丰富天
然气资源的中原油田，适用这项技术的油藏储量多达1.5亿吨以上，推广前景
十分广阔。中原油田所在的东濮凹陷地带属典型的高温、低渗复杂断块油藏， 油藏类型多、埋藏深、构造复杂，有1/3以上的地质储量为低渗、特低渗透油藏。对这部分储量，目前的
注水工艺技术不能满足开发要求，采收率仅能达到15%~20%，二次采油开发效果极差。同时，经过近30年的开采，中原油田大部
分油藏已进入高含水开发后期，注水开发效果差，稳产难度大。如何开发深层
低渗、特低渗透油藏，提高油田采收率，既是中原油田面临的一大难题，也是
中原油田三次采油增产稳产的潜在力量。在此条件下，中原油田开始尝试用天
然气驱油。2002年，中石化正式确定在中原油田文88块进行天然气驱先导试验。2003年，中石化在部分企业启动"六大先导试验"，文88块天然气驱先导
试验方案顺利通过专家论证，被列为"六大先导试验"项目之一。这标志着中原
油田开始尝试以天然气驱油，也标志着久攻不下的中原油田三次采油项目，终
于锁定了新的主攻方向。为什么要尝试用天然气采油?据了解，用天然气驱油，一是能够克服微生物驱、化学驱不能适应东濮凹陷高温高盐地层条件的弊端。
二是中原油田天然气资源比较丰富，气源供应有保证。三是有关方面进行的室
内试验表明，天然气驱较注水开发可提高采收率10%以上。同时，与其他气驱
采油方法相比，天然气驱以提高采收率幅度高、后处理简单、不污染油层等显
著优势，成为中原油田气驱采油首选。据悉，被确定为中石化"六大先导试验"
项目之后，中原油田上下高度重视，专门成立了项目部。为了使该工程早建成、
早投产、早见效，项目部先后编制了26套技术方案，组织设计了100多份作业指导书。今年7月26日，项目顺利完成安装，10月13日，项目开机调试一次
性成功。
二.注蒸汽热采稠油技术中的压缩机
这是一种利用混合气体注气热采工艺，其特征在于：利用石油热力开采的
高温反应和高压加热设备产生高温、高压的混合气体，它使用液体燃料，经高 柴油燃烧器
压喷嘴加压雾化进入燃烧室，并以强制通风方式，在高温、高压等苛刻的条件
下连续充分燃烧，形成高温的热载体，以高速喷入汽化室，并与注入的高压汽
化水混合，迅速进行热交换产生达到设定温度、压力和一定组份的混合气体，
混合气体组份为N2
iscr-006
、O2、CO2、CH4、C2H6和H2O，以上述组份组成的烟道气与过热蒸汽混合
气流在干度为0.8、温度为300-350℃、压力为1-25Mpa的状态下通过油田生产井组中心注入油井内。几年前曾在延长油矿处理过这样的机组，当时是我公司的
S-10/150型机器在现场工作。各项准备完成后对油井实施加注，当时场面真的
有点可怕，燃烧器发出哒哒的响声，对油井加注的气体温度高达300摄氏度，
有雨点落在管路上，立刻化成白烟。当时在那里也呆了一段时间，听施工人员
讲当时周围的油井都实现了增产。到一些资料，对这一工艺做点介绍。
A.主要结构该设备主要由气体发生器、高压空气、油、水供给系统、全自
动电脑监控系统及机箱等组成。整机设备纳入两个钢制机箱内，其中一个箱内
安放空压机，另一个固定安装气体发生器、水泵、油泵、电脑控制台及油箱、
水箱、热交换器、水处理装置等其它附件。整机以机箱为单元，可整体吊装，
随时转场，并安放在井口向井下直接注气。机箱设置保暖与通风结构，具备良
好的野外作业条件。
机组配置如下图，在此图中使用的是L型压缩机。
B、作用原理在该设备气体发生器燃烧室中，以柴油为燃烧剂、空气中氧为氧化剂，在高压条件下点火燃烧，形成高温的气体，再以高速喷入汽化室与喷
入的高压水掺混，并进行热交换产生水蒸汽、氮气和二氧化碳的混合气，在高温、高压下高速注入油层，以增加油层内压力和热能。注气机向油层注入高温、柴火灶
高压混合气，对稠油热采产生三大作用：热力、压力和其它物理化学作用。由
该注气机向油层输注高温、高压的混合气作为驱油介质，注入体积非常大，波
及范围广，且具有弹性，驱替作用强，可较快提高地层压力；同时输入气体温
度高，特别是含有相当比例、一定干度的水蒸，混合气热焓多，可降低原油粘度，增加原油流动性。鼓风式冷却塔
此外，据国内外专家研究，混合气各种组分的物理化学
作用十分有利于稠油的采收。1.氮气的作用(1).高压不凝气休氮气可在井周围
形成一较大区域，并具有弹性，能驱替残余油，有效驱动地层中的原油及冷凝油，使其迅速地返排出来；(2).氮气在含油层中与原油中蒸发出的轻组分组成
混相，在油气界面附近形成混相带，从而降低原油的粘度；(3).氮气与地下水
和其它物质作用，会产生一定数量的泡沫，有效地堵塞高渗透地通道，并作为
热媒体使热能得到充分利用，从而提高油井排液量。2.二氧化碳的作用部分二
氧化碳遇水可形成弱酸，可改善油层岩石的孔隙结构，与稠油混相可以改变流
体性质，同时二氧化碳能从岩石颗粒表面洗下油膜，改善毛细管渗吸作用和使
油水移动而增加面积、体积的波及范围。研究表明，一般二氧化碳可使原油粘
度降低到1/10~1/100。国内某油田采油工艺研究院物模试验表明，以注水蒸汽
加二氧化碳比单注蒸汽其原油采收率提高约25%。3.混合气在地层内的重力分
异作用由于气态的氮气、二氧化碳和储层内稠油的比重差，产生重力分异作作，加上经历多次蒸汽吞吐热采后，剩余油主要颁布在油层顶部中、低渗透部位，
通过这种重力分异作用就可以扩大气体的波及范围，使气体和热量在油层内重
新分布，增加油藏流体之间的热交换效果，从而充分挖掘这部分剩余油。4.注
入气体体积大，可较快提高地层压力一套机组产生的混合气注入地下形成的体积，约为一台23t蒸汽锅炉注入蒸汽的1.5倍。由于大量高压气体存在，具有
明显的弹性作用，可增加对地层流体的驱动能力。C、主要特点采用该注气机组注混合气，与目前采用的高压锅炉单注蒸汽相比，有以下特点该技术工艺节能、环保。使用该技术，可显著提高石油采收率，并节约投资与运行费用，有巨大
的经济效益和社会效益。D、应用范围E、推广前景使用该混合气注气机组配合
进行稠油吞吐、段塞驱工艺应用，是一种可持续发展的油田开采方式，其有效
期和影响远远超过一般的增产措施。同时，作为一种开采方式的转换，通过改家电控制板
善目前的降压开采方式，逐步实现保持地层压力开采，是切实可行的，效果也
是十分明显的。另外，设备对配合注水在高凝油藏后期开采中，也将是一项有
利的技术，根据油田稠油油藏的开采现状，其现有条件已完全能满足使用该技
术要求。同时，该技术设备先后在辽河、大庆、延安等油田已推广使用，效果
良好。综上所述，在国内外油田的稠油开采中，该注气机组有着十分广阔的推广前景。
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