【正文】 驅(qū)替過程中發(fā)展成混相，因此是很有吸引力的。 從達(dá)到混相需要的壓力來看，丙烷或液化氣需要的混相壓力最低，而且由于與原油性質(zhì)較接近，可以獲得的驅(qū)替效率也最高，但注入溶劑的高成本使這種方法難以推廣。 其他氣體如干氣和富氣的混相壓力介于氮?dú)夂?CO2之間，視油藏條件和原油的組成而不同。 當(dāng)油藏較淺時(shí)，要求溶劑的混相壓力也必須較低，因此在經(jīng)濟(jì)效益允許的情況下，可以通過對(duì)干氣的富化（通常是加入 C2－ C4組分）來降低其混相壓力。這種方法主要在加拿大應(yīng)用較多，因?yàn)楫?dāng)?shù)?CO2資源短缺，而烴類氣體則易得。 CO2 在原油驅(qū)替過程中 ， CO2 有以下作用 ：使原油膨脹 ， 降低原油粘度 ，改變?cè)兔芏?， 對(duì)巖石起酸化作用 ， 將原油中的輕質(zhì)餾份汽化和抽取 ， 在適宜的溫度 、 壓力條件下達(dá)到混相 。 CO2和油之間形成混相的原理與烴類混相驅(qū)中高壓注干氣的機(jī)理類似 ，雖然 CO2與地層原油一次接觸時(shí)并不能形成混相 ， 但在合適的壓力 、 溫度和原油組分的條件下經(jīng)過多次接觸 ， 富 CO2相可以形成混相前緣 ， 在適當(dāng)條件下氣體將從原油中抽出較重的碳?xì)浠衔?， 并不斷使驅(qū)替前緣的氣體濃縮 。于是 ， CO2和原油就變成混相的液體 ， 形成單一液相 ， 從而可以有效地將地層原油驅(qū)替到生產(chǎn)井 。 由于在地層中產(chǎn)生與地層油的多次接觸 ， CO2驅(qū)和高壓干氣驅(qū)是相似的 ，驅(qū)替機(jī)理的主要差別在于烴從原油中汽化或萃取的程度不同 。 高壓干氣驅(qū)主要適用在地層油中含有大量的 C2－ C6組分的情況 ， 而 CO2驅(qū)則可以萃取C5－ C30的組分 。 CO2具有與烴混相溶劑相同的低粘度 ， 而且其混相驅(qū)的體積驅(qū)掃效率和烴混相驅(qū)一樣受不利的粘度比的影響 。 CO2的混相壓力較低 ， 因而在許多油藏中都可以達(dá)到動(dòng)態(tài)混相 。 當(dāng) CO2溶解于原油時(shí) ， 原油粘度顯著下降 ，降低程度取決于壓力 、 溫度和原油的粘度大小 ， 一般原始原油粘度越高 ，降低的百分比越大 。 自從三十多年前開始進(jìn)行注 CO2實(shí)踐以來 ， 它是唯一不斷增長(zhǎng)的 EOR方法 。 在美國(guó) ， 注 CO2比其它方法更受重視 ， 因?yàn)榘耸甏?CO2的可靠供應(yīng)成為現(xiàn)實(shí) ， 其成本比甲烷要低 ， 這使得 CO2的應(yīng)用有了顯著的增長(zhǎng) 。 CO2的來源主要有：天然的 CO2氣藏 、 天然氣加工廠或其他工業(yè)工廠（ 如發(fā)電廠等 ） 的廢氣 。 由于混相驅(qū)需要的 CO2供應(yīng)量和供應(yīng)速度可能很大 ， 例如一個(gè) CO2驅(qū)工程項(xiàng)目可能要耗用 CO2數(shù)億到數(shù)十億立方米 ， 并不是每一個(gè)油田都能找到合適的氣源 ， 這就限制了它更廣泛的應(yīng)用 。 注 CO2存在的一些弊端： CO2與水接觸形成的酸性環(huán)境會(huì)對(duì)設(shè)備和管線造成嚴(yán)重的腐蝕，這就要增加額外的防腐費(fèi)用；在 CO2驅(qū)中可能出現(xiàn)的最麻煩的問題是原油與 CO2接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生瀝青質(zhì)沉淀，因此在篩選時(shí)需要考慮原油中的瀝青質(zhì)含量及其對(duì)滲透率的影響。 常用的惰性氣體有氮?dú)夂蜔煹罋?， 這是除了壓縮空氣外最廉價(jià)的注入氣體 。 由于烴類溶劑的高價(jià)格和 CO2資源的限制 ， 注氮?dú)?、 煙道氣技術(shù)得以發(fā)展 。 在 1980年以前有少數(shù)油田開始注煙道氣直接進(jìn)行混相驅(qū) ， 或以煙道氣推動(dòng) CO2混相段塞 。 但進(jìn)入八十年代后 ， 注氮混相驅(qū)己成為注氣 EOR的新動(dòng)向 。 1981年前氮?dú)舛嘤糜谕苿?dòng) CO2混相驅(qū)段塞 ， 之后有了直接注氮混相驅(qū)的工程實(shí)踐 。 考慮到氮?dú)獾膩碓磸V泛 ， 不受地域的限制 ， 且價(jià)格相對(duì)低廉 ，因而有著很好的發(fā)展前景 。 較早的研究指出，在高壓下注氮與原油達(dá)到混相時(shí)，可以取得很高的采收率（＞ 90% ） ,與注甲烷的驅(qū)替效率接近。氮?dú)馀c原油經(jīng)多次接觸才能達(dá)到混相狀態(tài)，在此過程中，氮?dú)庵饾u抽提原油中的輕烴組分，在驅(qū)替前緣氮?dú)獗恢饾u富化，最后形成混相。 與油藏流體中的烴類相比，氮的分子量很小，臨界溫度也很低，因此它的相態(tài)行為與油藏流體有較大差別。例如，凝析氣藏中注入氮?dú)鈺?huì)顯著提高其露點(diǎn)壓力，從而在與氮?dú)饨佑|處會(huì)引起反冷凝現(xiàn)象。對(duì)于黑油油藏，注入氮?dú)鈺?huì)逐漸將油中的輕組分及中間組分抽出，其結(jié)果是降低了原油的地層體積系數(shù)和溶解氣油比，氮?dú)怛?qū)后的殘余油密度和粘度都將增大，使其更不易采出。 在壓力大于最小混相壓力的情況下 ， 注氮和注甲烷的差別隨著擴(kuò)散水平的減小而減小 ， 但在非理想的條件下 ， 注甲烷的驅(qū)替效率比注氮高 ， 這是因?yàn)榧淄椋瓝]發(fā)油體系的相行為較之氮－揮發(fā)油體系更有利 。 注氮的主要缺點(diǎn)是達(dá)到混相所需的壓力比 CO2高得多，使其應(yīng)用只限于較輕質(zhì)的揮發(fā)油和凝析氣藏（保壓用）。但是當(dāng)考慮以非混相方式開發(fā)油田或用作其他方法的輔助措施時(shí)（如用來形成泡沫、在注蒸汽熱采時(shí)加入氮?dú)獾龋鋺?yīng)用還是較廣泛的。另外，由于氮?dú)馀c地層油的流度差別較大，容易形成粘性指進(jìn)，驅(qū)掃效率較低。此外，采出氣中的氮?dú)庑枰右苑蛛x，這也會(huì)增加設(shè)備投資和操作費(fèi)用。 煙道氣 是工業(yè)燃燒廢氣的統(tǒng)稱，它的化學(xué)成分是不固定的，約含 80－85％的氮?dú)夂?10－ 15%的 CO2，其余為雜質(zhì)。煙道氣的性質(zhì)介于 CO2和氮?dú)庵g。由于難于收集和可能造成腐蝕等問題，近年來煙道氣己經(jīng)很少使用，原先采用注煙道氣方式開發(fā)的油田也都改用注氮?dú)狻? 注空氣到油藏提高原油采收率是注氣開發(fā)技術(shù)應(yīng)用的新領(lǐng)域。注空氣采油既可用于稠油油藏，又可用于輕質(zhì)油和中等重度的油藏，它是一項(xiàng)有效的提高采收率技術(shù)。 注空氣提高采收率機(jī)理： 注空氣提高采收率綜合了許多驅(qū)油機(jī)理，對(duì)不同的油藏來說，其驅(qū)油機(jī)理也有所不同，歸納起來有以下幾種： ① 高壓注空氣提高或維持了油藏壓力； ② 在油藏溫度下通過原油低溫氧化把空氣中所有的氧氣都消耗掉 ， 至少可實(shí)現(xiàn)氮?dú)怛?qū)； ③ 在油藏溫度下 ， 如果實(shí)現(xiàn)了原油高溫氧化則可實(shí)現(xiàn)間接的煙道氣驅(qū)； ④ 在適當(dāng)?shù)挠筒貕毫ο?， 煙道氣可與原油之間發(fā)展為混相驅(qū)或近混相驅(qū)； ⑤ 在高溫條件下 ， 可以發(fā)生超臨界蒸汽驅(qū)動(dòng)； ⑥ 由于氧化反應(yīng)的熱效應(yīng)可以產(chǎn)生原油降粘 、 熱膨脹效應(yīng)； ⑦ 對(duì)陡峭或傾斜的油藏頂部注空氣還能產(chǎn)生重力驅(qū)替作用 。 選擇空氣作為注入劑開采輕質(zhì)油和中等重度原油的主要原因是 ： （ l） 當(dāng)油藏需要用注氣來維持或提高壓力時(shí) ， 空氣是較之于其它氣體更好的選擇 ， 因?yàn)樗梢栽诘貙觾?nèi)與原油反應(yīng)形成煙道氣 （ 85％ N2 、15％ CO2） ， 而且壓縮空氣的費(fèi)用比 N2或 CO2便宜 。 （ 2） 在油藏條件下 ， 原油與空氣或煙道氣之間發(fā)生質(zhì)量交換 ， 原油中的輕烴組分被提取出來 ， 以天然氣液體的形式存在于產(chǎn)出氣流中 。 另外 ，由于地層內(nèi)發(fā)生自燃 ， 部分殘余油被活化移向生產(chǎn)井 ， 提高了采收率 。 （ 3） 空氣氣源不受環(huán)境的影響 ， 來源豐富 ， 廉價(jià) 。 適于注空氣的油田應(yīng)具備的條件： （ l） 油藏埋藏越深 ， 油藏溫度越高 ， 實(shí)施注空氣的條件就越好 ， 因?yàn)楦邏耗芴岣呋煜嗄芰?， 高溫能提高氧的利用率 ， 一般采用注空氣的油藏溫度應(yīng)高于 70℃ ； （ 2） 地層最好有垂向變化和地層傾角 ， 可利用重力驅(qū)油 ， 起到雙驅(qū)動(dòng)的作用； （ 3） 油藏原油的相對(duì)密度要小于 0． 934 0（ 即＞ 20?API） ； （ 4） 要有一定的膠質(zhì)與瀝青質(zhì) ， 以維護(hù)放熱反應(yīng) （ 空氣與原油氧化反應(yīng) ） 的連續(xù)性 ， 保證反應(yīng)的最終溫度高于 300℃ ； （ 5）油藏巖石中最好含有粘土礦物和金屬，可以對(duì)氧化反應(yīng)起到催化作用。 注氣管線和注氣井油套管腐蝕問題： 在地面注氣管線中會(huì)產(chǎn)生氧化腐蝕 ， 在井底壓井的氯化鉀水溶液與氧的混合物又會(huì)嚴(yán)重腐蝕油套管 ， 腐蝕不但會(huì)破壞注入設(shè)備 ， 產(chǎn)生的氧化鐵還會(huì)將井底油層堵塞 ， 降低注入能力 。 為了保持良好的注入性 ， 防止注入設(shè)備的腐蝕可采取以下措施： （ 1） 為減少腐蝕 ， 用合成壓縮機(jī)潤(rùn)滑劑對(duì)管線內(nèi)壁進(jìn)行涂層； （ 2） 每一個(gè)注入井都使用內(nèi)涂層油管； （ 3） 為防止氧化鐵堵塞 ， 每口注入井都安裝井口過濾器； （ 4） 對(duì)低壓油藏 ， 可以考慮不安裝壓井液系統(tǒng) 。 注空氣采油技術(shù)的安全性： 在注空氣過程中，當(dāng)氧與烴在油層外混合時(shí)，會(huì)引起注入井筒內(nèi)或地面管線內(nèi)燃燒或爆炸。據(jù)文獻(xiàn)（ 1對(duì)報(bào)導(dǎo)： 1997年 4月 27日 W． Hackberryd油田西側(cè)的一口高壓注人井在關(guān)井 6個(gè)月后打開采油樹閥門時(shí)發(fā)生著火； 1997年 9月 5日在一口低壓注入井的上游孔板流量計(jì)記錄儀處，由于波紋管的上端破裂而引起燃燒。據(jù)分析，由于地層中烴向注入井筒和地面管線回流，并與殘存的空氣混合，突然打開閥門降壓引起了如上著火。因此，利用壓井液系統(tǒng)在注空氣間斷時(shí)泵入氮或水，把殘存的空氣推入油層并阻止烴向井筒倒流是防止燃燒或爆炸的有效方法。為了防止注人淡水引起油層內(nèi)粘土膨脹，人們有時(shí)選用 2％的 KCl 溶液來作為壓井液，同時(shí)它也是氮的廉價(jià)替代物。但是，這種方式引起了腐蝕問題。