注空气采油井下石油气燃爆特性的研究

摘要

目前，我国很多油田的油藏开发已进入中后期，存在油井含水率高、投入产出比大、常规注水技术挖潜困难等问题，而其他提高采收率有效技术的选择有限。国内外现场实践证明注空气开采轻质油油藏是一项富有创造性的提高采收率新技术。但是该技术的安全性问题一直是学术界关注的焦点，它直接关系到这项技术在国内油田的推广及应用，因此，需要形成注空气技术安全的室内实验、风险分析和安全评价、现场监测方案与安全控制措施的系统的安全控制技术体系，对注空气/空气泡沫低温氧化工艺的成功实施具有重大的现实意义。本文通过实验重点研究了可燃性气体(CH4)在不同条件下的爆炸极限和对应的临界氧含量，自主设计和建造了油气燃爆特性实验架。在测定了油气爆炸极限和临界氧含量的基础上，根据风险分析理论和国内外注空气现场应用的实践经验，研究和分析了注空气采油过程中存在的主要风险，包括生产井爆炸、注入井爆炸、空压机故障以及井筒与管线腐蚀等事故。特别在我国由于注空气工艺无论是实验研究还是现场应用都处于初级阶段，各项配套技术还不完善，还没有进行系统的安全评估和风险分析。本文结合注空气采油过程工艺技术的特点以及实际条件，用事故树分析法对注空气采油工艺进行了风险评价。找出其存在的主要风险和有害因素，制定相关的防护与控制措施，将事故的发生率及严重度控制在行业可接受的范围内，为注空气采油技术在我国的应用做好安全控制工作，促进相关安全配套技术的发展和完善。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1论文选题目的及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要研究工作及创新点

1.3.1研究内容

1.3.2拟解决的关键问题

1.3.3课题的创新点

第二章 注空气工艺简介

2.1注空气的工艺过程

2.2空气驱提高采收率机理

2.2.1注空气低温氧化原理

2.2.2轻质油藏注空气提高采收率机理

2.3注空气适用的油藏及影响采油效果的因素

2.3.1注空气适用的油藏

2.3.2影响注空气采油效果的因素

2.4经济效益和社会效益预测

第三章 可燃性气体爆炸理论研究

3.1可燃气体爆炸极限

3.2可燃气体爆炸极限的理论计算方法

3.3可燃气体(液体蒸气)爆炸时的临界氧含量和安全氧含量

3.4临界氧含量的理论计算

3.5作图法估算产出气的临界氧含量

第四章 井下石油气燃爆特性的研究

4.1试验装置

4.2试验方法与结果

4.2.1主要试验步骤

4.2.2试验结果分析

4.3氧含量安全标准的制定

第五章 注空气过程中主要的安全隐患及其防护措施

5.1空气压缩机的风险与预防措施

5.1.1空压机爆炸

5.1.2排气压力异常

5.1.3排气量不足

5.1.4机械故障

5.1.5噪声危害

5.1.6空压机防护措施

5.2注气管线的爆炸与预防措施

5.2.1爆炸原因

5.2.2预防措施

5.3注入井井筒的爆炸与预防措施

5.3.1爆炸原因

5.3.2防护措施

5.4生产井井筒的爆炸与预防措施

5.4.1爆炸原因

5.4.2预防措施

5.5注采井及管线的腐蚀与预防措施

5.5.1 CO2腐蚀

5.5.2 O2腐蚀

5.5.3腐蚀预防措施

5.5.4综合防腐对策

5.6其他设备存在的安全隐患及其防护措施

5.7产出气处理

第六章 注空气工艺安全评价

6.1评估方法的选择

6.2注空气采油工艺事故树的建立

6.2.1建立一级评级模型

6.2.2建立二级评价模型

6.2.3建立三级评价模型

6.3事故树的定性分析

6.4事故树的定量分析

6.5事故树分析的评价结果

6.6现场监测方案和安全控制措施

6.6.1现场监测方案

6.6.2安全控制措施

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢