氣體采油技術是向油井中注入適應油層特性的氣體，通過調整儲層吸入剖面，提高原油流動性，保持地層壓力，增加驅油效率，提高油氣采收率的技術。目前長城鉆探工程院采油所以氣體采油技術為主導，服務于國內、外多個油田。

二氧化碳采油技術

自上世紀50年代美國開始CO2驅油技術研究以來，CO2—EOR技術發展迅速，目前已經成為一項主導的EOR技術。據2010年油氣雜志統計顯示，美國2010年開展的EOR項目中，CO2—EOR項目已經成為增油量最多的項目，占美國整個EOR增油量的42.4%。

近幾年，我國先后開展了CO2驅油實驗，國內眾多高校和研究機構針對不同油藏類型，不同原油物性開展了系列室內混相驅試驗研究，并用組分模型軟件，開展了數值模擬和室內物理模擬研究，取得了多項成果。

工程院采油所CO2采油技術初始是針對遼河油田稠油、超稠油和高凝油開采難的現狀而開展研究的。隨著應用范圍不斷擴大，現在已形成了多種采油工藝。包括：應用于輕質油藏和普通冷采稠油油藏、中高質熱采稠油油藏、高凝油油藏等采用的一系列相關工藝技術。

在推廣應用上，工程院采油所CO2采油技術先后在遼河油田和冀東油田的多個區塊不同油藏，進行了百余口井次的CO2+助劑輔助蒸汽吞吐，液態CO2吞吐，液態CO2+水段塞驅等不同工藝的施工，總計有效率達95%以上，效果顯著，得到了甲方的一致好評。

CO2采油技術一般可提高原油采收率7%～15%，延長油井生產壽命15～20年。綜合各油田生產數據，該技術可大幅提高單井產量（對比施工前數據），投入產出比可達到1:3.3～1:13.2，經濟效益顯著。此外，CO2的回收再利用，可降低向大氣中排放量，減少溫室效應，對保護地球起到積極作用。

CO2采油技術，具有很好的發展前景，可以在注水開發的稀油油田、普通稠油油田，注蒸汽開發的稠油及超稠油油田、高凝油油田中推廣應用，是替代注水開發的一個新的EOR技術，發展前景廣闊。如果CO2低壓混相研究取得突破，可使CO2技術的采收率達到90%以上。

設備介紹——高壓注入泵：考慮到不同地層吸氣能力的不同，對注入CO2氣體的速度要求也不一樣，采油技術研究所設計了可調頻的液態CO2注入泵，可以通過調頻調節CO2的注入排量以適應不同條件的注氣要求，注入泵照片見圖1，參數見表1。

設備介紹——地面加熱爐：考慮到液態CO2的注入會使油層溫度降低或造成地層析蠟，設計配套了CO2加熱設備—地面加熱爐，加熱爐照片見圖2，參數見表2。

設備介紹——CO2含量檢測設備：注入CO2后回采時，要及時對生產井及周邊鄰井的CO2含量進行檢測，以便分析CO2在油層中的作用。檢測儀照片見圖3。

N2采油技術

長城工程院采油所自2000年開始立項研究N2采油技術，經過十多年的研發已經形成了一系列N2采油技術，廣泛應用于國內各大油田，取得了良好的效果。我們設計制造的遼河油田第一套制氮注氮設備，目前仍在為各油田提供服務。

該技術已在國內所有油田取得了良好應用效果。為了保證安全生產，在油田的管線試壓、氣井井口試壓、油水井掃線、井筒排液、氣舉誘噴等各項施工中，N2設備已經取代了空氣壓縮設備。

工程院采油所N2采油技術多年來在遼河，延長油田、中原、新疆、冀東、勝利等油田以及蘇丹等國進行N2隔熱（助排），N2泡沫調剖/吞吐，熱水+N2泡沫段塞驅，N2（泡沫）排水誘噴，N2泡沫壓水錐等多個工藝的施工達3000余口井次，施工成功率100%，增油效果顯著，技術水平國際一流。

N2采油技術一般可提高原油采收率5%～10%。綜合各油田生產數據，N2采油技術各工藝措施可大幅降低生產井含水率，提高單井產量（對比施工前數據），投入產出比一般在1:2.4～1:4.8，經濟效益顯著。

隨著國內油田開采中出現的驅替波及系數小、油藏動用程度差、邊底水錐進以及蒸汽吞吐效果快速遞減等問題愈發嚴重，N2（泡沫）調剖控水等相關N2采油技術展現出廣闊的前景，必將得到更加廣泛的應用。

由采油技術研究所設計制造的移動式制氮注氮設備，具有移動靈活方便、氣源廣泛、價格低、無污染、多用途等特點。其原理是利用分子膜分離技術，從空氣中分離出純度達95%的N2，然后將分離出的N2直接通過增壓泵注入油井中，整個工藝過程不會對空氣造成任何污染。制氮注氮設備的結構如圖4所示。

施工過程N2車組的擺放見圖5，目前采油技術研究所擁有NPU 900/25DF和NPIU 1200/35DF型制氮注氮設備各一套，設備性能參數見圖6表3、圖7表4。

煙道氣采油——“一爐三注”技術

煙道氣(flue gas/stack gas)中含有80%～85%的N2和10%～15%的CO2氣，注入煙道氣兼具CO2和N2的特性和優點。加拿大研究者的對比試驗研究表明：煙道氣適用于重質油藏，EOR的效果介于CO2驅和N2驅之間。20世紀80年代，注鍋爐煙道氣采油技術有了較大的發展，形成了強化采油提高采收率的新趨勢。

油田在開采過程中，注入CO2和N2用來提高采收率的技術已經日臻成熟，現場也見到了明顯的效果。但所需CO2和N2的氣源、氣量、成本等問題一直制約該技術的規模化應用。為了降低油田開發用蒸汽、CO2、N2的成本，提高經濟效益，同時減少大氣中CO2的排放，保護環境，長城鉆探公司在前期鍋爐煙道氣回收采油研究的基礎上，提出“一爐三注”技術，即用一臺油田注汽鍋爐及其配套的煙道氣回收利用裝置實現現場注蒸汽、CO2和N2。

由此，長城鉆探自主研發了“一爐三注”技術，即采用特殊方法回收分離煙道氣中的N2，CO2氣，然后和蒸汽一同集中到綜合調配裝置，根據油井生產需要平衡注入蒸汽、N2和CO2氣。通過對“一爐三注”工藝技術和配套裝置的研究，長城鉆探工程院已形成了年產CO2氣3×104t，純度98%以上；N2氣3.6×104t，純度93%以上；SO2氣含量小于50mg/L，氮氧化物含量小于50mg/L的成產能力。工藝設備配套完善，技術水平國內領先，見圖8。

把污染環境的含有大量CO2、硫化物及粉塵的排放煙氣作為油田稠油和超稠油開采的注入氣體，既能提高原油產量和油層采收率，又可減少廢氣的排放，有利于環境保護。因此，“一爐三注”技術及其裝置，是一項既有顯著的經濟效益，又有良好的環境效益，是一項廣闊發展前景的高科技工業項目。

 “一爐三注”裝置工藝流程主要分為以下三個主要系統：水洗脫硫系統、吸收再生系統和加壓注入系統，整套裝置由DCS系統控制。其工藝流程簡圖見圖9。

設備介紹——水洗脫硫系統：鍋爐煙道氣在引風機的作用下引入3000Nm3/h從脫硫水洗塔下部進入塔中，脫硫水洗塔分上下兩段，煙道氣經過填料層與從塔中部噴淋下來的脫硫溶液接觸，吸收液匯集在塔底引出，進入塔底的脫硫液槽中，用脫硫液泵送入脫硫水洗塔中循環使用。含SO2小于50ppm的煙道氣通過塔中間的氣體通道，進入上段水洗塔中，利用洗滌水把氣體帶入的堿液洗凈，保證塔頂出去的氣體中不含堿液。

設備介紹——吸收再生系統：不含灰塵和硫化物的煙道氣被引風機引入吸收塔中，吸收塔也分上下兩段，煙氣在向上的流動過程中，混合氣中的CO2被向下流動的的復合堿液吸收，剩余煙道氣通過塔中間的氣體通道，進入吸收塔上段水洗部分。見圖12、13。

利用洗滌水把氣體帶入的堿液洗凈，保證塔頂出去的氣體中不含堿液。煙道氣在吸收塔中被吸收了CO2后，剩余氣體成分為含氧N2，根據現場實際注井需要，只需要4000Nm3/h用來注入油井，其余大部分無污染的N2和O2直接排到大氣中。

從吸收塔底過來的堿液由富液泵送出經過貧富液換熱器升溫后送到再生塔的頂部，向下流過填料層，進入溶液再沸器，由經鍋爐引來的經過減壓后的0.5MPa蒸汽加熱，通過自然循環把再生塔底部的溶劑加熱到110℃，使其中的CO2解吸。CO2從溶液中解吸出來，從塔頂排出塔外。塔底貧液由貧液泵經過貧富液換熱器降溫后送往吸收塔，中途經過貧液冷卻器降溫至40℃，再返到吸收塔上部循環使用。

設備介紹——加壓注入系統：再生塔是常壓操作，塔頂溫度98℃，有大量水蒸汽隨同CO2氣體排出，再生塔頂部出來的CO2混合氣體，經過再生氣冷卻器由98℃冷卻至40℃左右，進入再生氣氣液分離器分出冷凝水，分離器頂部排出的CO2約2200Nm3/h，送到后面凈化槽中除水，出來的CO2氣體在0.7MPa壓力下經CO2冷干機溫度降至10℃，將CO2中挾帶的飽和水蒸氣降至1％以下，從而完成CO2脫水任務，然后進入CO2壓縮機增壓至16MPa進行注井采油。N2 4000Nm3/h經過N2冷干機除水后進入N2壓縮機增壓至16MPa用于注井，見圖14、15。