商品名称： 石油热采注气机

SZG石油热采注气机是利用燃烧学、流体力学、传热学、工程热力学的原理及其工程技术，产生高温、高压（温度150～350℃，压力16～20MPa）混合气并直接注入油层，用于热力开采稠油的新技术、新设备。该设备可车载，转场方便，用电脑监控，可机械化自动运行，能替代或补充目前锅炉单注水蒸汽的传统工艺，也可单注热水，广泛适应油田开采稠油的需要。该设备为节能、环保产品，可显著提高石油采收率，降低投入与运行成本，近几年先后在辽河、大庆、延安、胜利、吉林、华北等油田使用，取得良好效果。

一、开发简况

2000年，地处江苏的苏州新阳光机械制造有限公司，以提高石油采收率、降低开采成本为目的，聘请了一批石油热采及热能工程专家教授组成了开发队伍，吸取国内外石油热采技术的经验，运用流体力学、气体动力学、热力学、燃烧学等各学科的先进成果，于2001年开发完成石油热采注气机样机，同年投入辽河油田工业化试验取得成功。
   近四年来，先后通过两代石油热采注气机的开发、试验、改进和试用，证明其工作原理、热采工艺是成功的，并取得一定成效。它填补了国内石油中后期开采的技术空白，为石油油藏开采方式的转换提供了有效的途径，同时也为热采技术的扩大应用打下了基础。

2000年1月    技术调研

2000年6月   样机设计

2000年11月   样机试制

2001年6月    样机完成厂内调试

2001年10月   样机在辽河油田试验成功

2001年12月   样机改进设计、试制

2002年6月    完成第一代产品SRZ石油热采注气装置（机）

2002年7月    通过机械工业通用机械产品检测所检测

2002年8月    同时通过江苏省新产品鉴定、苏州市科技成果鉴定

2002年10月  被确认为江苏省高新技术产品

2003年8月    改进开发完成第二代产品SZG石油热采注气机

2003年10月   通过太仓市产品质量监督检验所检测

2005年8月    又改进开发了第三代产品SZG石油热采注气机

2007年3月    获得国家质量监督检验检疫总局特种设备生产许可证

二、规格性能

   注气流量   500m³/h

   注气压力   16～20MPa

   注气温度   150～350℃

   注气成分   水蒸 气 ≈50.9％

              氮    气 ≈41.4％

              二氧化碳 ≈7.2％

              氧    气 ≤0.5％

              （重量比）

整机功率   178KW

操作性能   电脑监控 机械运行自动报警紧急停车

三、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、微机控制室及油箱、水箱、计量器、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。

四、原理作用

本工艺主体设备为混合气体发生器，主要由燃烧室和混合室构成，在燃烧室中以柴油为燃烧剂、空气为氧化剂，在高压条件下点火燃烧，形成高温气体，再喷入混合室与喷入的高压水掺混，通过热交换产生水蒸汽、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。

以本注气机向油层注入高温、高压混合气，可对石油热采产生三大作用：热力、压力和其他物理化学作用。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的不凝气体N₂和CO₂，可有效降低原油粘度，增加原油流动性。国内外专家的研究表明混合气各种组分的物理化学作用十分有利于石油的采收。

1。氮气的作用

①高压不凝气体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，与原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水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，产生重力分异作用，加上经历多次蒸汽吞吐热采后，剩余油主要分布在油层顶部中、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

一台注气机产生的混合气注入地下形成的体积，约为一台23吨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。

综合以上作用，由注气机通过中心油井将混合气注入地层，输注热能，保持一定的地层压力，经过一定的生产周期后，再进行一次或若干次上述工艺过程。经历多次重复以后，油藏在保持一定压力水平下开采，实现开采方式转换，从而使油田比现有单注蒸汽的传统工艺获得更高的石油采收率。

五、主要特点

采用本注气机注混合气，与目前采用的高压锅炉单注蒸汽相比，有以下特点；

1.    注入的混合气温度高，热力扩散范围大；

2.    气体压力高，为采油提供了强大的驱动力；

3.    混合气组分有利于原油降低粘度；

4.    采收率与原油产量约可提高20%；

5.    设备费用低，加上不需要井网间管道，投资大为降低；

6.    热效率高，具有显著节能效果；

7.    能耗低，日常运行费用低；

8.    采用电脑自动监控，方便可靠，可全自动无人化操作；

9.    设备可随时转场使用，使用方便；

10.混合气注入地层，不污染环境；

本产品为节能，环保产品。使用本产品，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。

 

六、使用效果

 

 

 

 

 

 

 

 

从使用不同井组效果看，进行混合气吞吐，汽-气段塞吞吐的增产效果优于单用锅炉蒸汽吞吐的油井，表现为有效期长，见效范围大，增产效果显著。

统计资料分析表明，对于高周期轮采的蒸汽吞吐井采用混合气段塞驱技术可明显提高油井产能，其中蒸汽吞吐后期的压力衰竭型低能井，通过注混合气表现为产油量迅速上升，蒸汽驱的高含水井表现为产液量提高快，油井排水能力增强，随着排水期的结束，这类油井在以后的生产中产油量会逐步上升。

 

七、应用范围

1．稠油或稀油的热力开采，热力引效，提高其开采效果；

2．处理油井近井地带，提高产层的采收率；

3．处理水井近井地带的有机物堵塞，调整吸水剖面；

4．高含蜡井的井筒和近井地带的处理；

5．地面输油管线的疏通，降低其回压；

6．配合高能解堵固砂工艺，从而在油井的近井地带形成高强度，高渗透的固结带；

7．配合化学开采稠油的使用效果，增加化工原料的驱动性；

8．其它方面的服务，如井筒降粘，清洗地面管线及大罐等。

 

八、推广前景

使用本混合气注气机配合进行石油吞吐，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，设备对配合注水在稠油藏后期开采中，也将是一项有利的技术。根据油田石油油藏的开采现状，其现有条件已完全能满足本设备使用要求。同时，本设备先后在辽河、大庆、胜利、吉林、延安等油田已推广使用，效果良好。综上所述，在国内外油田的石油开采中，该注气机有着十分广阔的推广前景。

 

附：注气作业油田准备事项

  ①需准备热采之用隔热管柱；

 ②耐高温，高压热采专用井口装置及与井下作业相应的接头，变头等附件；

  ③地面隔热管线及连接所需的卡箍，卡箍片等配件；

  ④补偿器至少4支；

  ⑤电力电缆截面积≥3 x 120+1 x 50 mm² 铜芯线；

  ⑥变压器容量≥250 KVA，24小时正常电力供应；

  ⑦供冷却水 20 t/d(污水及硬质深井水不能用)；

  ⑧供柴油1 t/d。