石油学报

作者：黄丽娟, 陈志伟, 李宗法, 周小淞, 张贺源, 廖广志, 任韶然

单位：1. 长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室 湖北武汉 430100;2. 长江大学石油工程学院 湖北武汉 430100;3. 中国石油吐哈油田公司采油工艺研究院 新疆鄯善 838200;4. 中国石油勘探开发研究院 北京 100083;5. 中国石油大学(华东)石油工程学院 山东青岛 266580

关键词：注空气,油气爆炸,自燃爆,高温高压,密度

基金：黄丽娟,女,1995年2月生,2022年获中国石油大学(华东)油气田开发工程专业博士学位,现为长江大学石油工程学院讲师,主要从事注空气采油燃爆安全方面的研究工作。Email:huanglijuan@yangtzeu.edu.cn

摘要： 注空气驱油是一项经济有效的提高采收率技术,同时油气—空气混合物的防爆安全备受关注。目前爆炸风险评估多是基于低温低压条件下油气爆炸特性进行的,缺乏针对实际油田高温高压工况下的研究。采用自行研制的高温高压油气爆炸实验装置,模拟井筒注空气工况,研究了压力、密度、气体组分对天然气爆炸极限的影响。实验结果表明,100 ℃时压力从5 MPa升高至15 MPa,爆炸极限范围扩大了10.25 %,爆炸风险增加。通过进行稀油和稠油的自燃爆实验表明,高温导致轻质组分蒸发,稀油和稠油的自燃爆温度随密度增加均升高,在15 MPa条件下,自燃爆温度可低至190~207 ℃。针对不同注空气工艺流程和油气爆炸机理进行了爆炸风险分析,当注气井压力低于油藏压力时,油气回流进入井筒与空气混合是发生爆炸的主要原因;生产井中,由于原油氧化不完全或气窜导致氧浓度超过临界氧含量是导致爆炸的最重要因素之一。最后,基于实验和理论分析结果,提出了不同注空气工艺过程中有效的井筒防爆措施。

来源：2024年第7期

《石油学报》期刊编辑部

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