一種加氫熱氣化學溶液組份及在稠油開採方面的應用的製作方法

2023-06-17 15:01:51

專利名稱：一種加氫熱氣化學溶液組份及在稠油開採方面的應用的製作方法
技術領域：
本發明屬於稠油開採技術領域，具體涉及一種加氫熱氣化學溶液組份及該溶液組份在油氣井稠油開採方面的應用，該溶液組份即可以降低稠油粘度又能提高單井產能。
背景技術：
目前國內外對稠油的開採一般採用熱採方式，較常用的熱採技術主要有蒸汽吞吐、蒸汽驅、火燒油層等技術。蒸汽吞吐法是先向油井內注入一定量的熱蒸汽，而後關井一段時間，待蒸汽的熱能向油層擴散後，再開井生產。雖然蒸汽吞吐開採的一次投資較少、生產見效快，但是其採收率較低，而且隨著多周期吞吐進程產量會迅速遞減。蒸汽驅採油，就是由注入井連續不斷地向油層中注入高幹度的蒸汽，蒸汽不斷地加熱油層，從而降低原油的粘度。在蒸汽注入過程中由於井筒內流體與地層溫差較大，因此蒸汽的部分能量會通過井筒散失。火燒油層是一種用電加熱或化學等方法使油層溫度達到原油燃點，並向油層注入空氣或氧氣使油層原油持續燃燒的採油方法。其優點是採收率較高，缺點是實施工藝難度大，不易控制地下燃燒，成本昂貴。稠油開採的加氫熱氣化學法是利用注入到井內的兩種工作溶液間的化學反應對油井近井地帶的物理化學作用，從而達到解堵降粘、提高單井產能的目的。與上述增產措施相比，加氫熱氣化學法工藝簡單、無能量損失、反應過程可控、採收率較高，可在稠油開發中廣泛應用。

發明內容
本發明的目的是提供一種即可降低稠油粘度又能提高單井產能的加氫熱氣化學石油增產溶液的組份及該溶液組份在油氣井稠油開採方面的應用。本發明是這樣實現的首先，根據稠油井的結構參數配製兩種工作溶液(I號溶液，2號溶液)，要保證I號溶液和2號溶液體積之和小於油井反應區的體積。反應區是指從人工井底到最遠射孔區上端面套管內的空間(見圖I)。通過化學反應計算確保兩種溶液充分反應。I號溶液，按質量和100%計算，由55. O 65. 0%的硝酸銨NH4NO3' 15. O 23. O %的草醯胺C2O2 (NH2) 2(在成都普濟醫藥化工有限公司購得)，0. 5 I. 5%的蔗糖C12H220n、O. 01 O. 06%的氯化鉀KCl和18. O 25. O %的水H2O組成；I號溶液的製備方法I. I按溶液質量和100%計算，首先向容器中加入15. O 23. 0%的草醯胺；I. 2之後倒入18. O 25. 0%的水，充分攪拌10 20分鐘；I. 3再向得到的溶液加入55. O 65. 0%的硝酸銨，充分攪拌10 20分鐘；I. 4最後加入O. 5 I. 5%的蔗糖和0.01 O. 06%的氯化鉀，充分攪拌10 20分鐘，這樣就製得了 I號溶液。2號溶液，按質量和100%計算，由22. O 32. 0%的硼氫化鈉NaBH4(在上海紫一試劑廠購得)、15. O 28. O %的氫化鋁鋰LiAlH4 (在上海紫一試劑廠購得)和40. O 54. 0%的四氯乙烯C2Cl4 (在上海紫一試劑廠購得)組成。2號溶液的製備方法2. I按溶液質量和100 %計算，首先向容器內傾倒40. O 54. O %的四氯乙烯C2Cl4 ； 2. 2再向容器中加入20. O 32. 0%的硼氫化鈉NaBH4,充分攪拌10 20分鐘；2. 3最後向容器中加入15. O 28. O %的氫化鋁鋰，充分攪拌10 20分鐘，這就製得了 2號溶液。將配製好的I號溶液和2號溶液依次通過油管注入到油氣井內，I號溶液和2號溶液通過自身重力作用沉入到人工井底(I號溶液和2號溶液按質量比I :1投放)，兩種溶液在井底開始發生化學反應。蔗糖是整個反應體系的穩定劑，氯化鉀是反應速度的調節劑。首先，氫化鋁鋰和水發生反應並發放出熱量LiAlH4+4H20=Li0H+Al (OH) 3+4H2+Q ①當溫度超過90°C時將引發硼氫化鈉和水的反應NaBH4+4H20=Na0H+B (OH) 3+4H2+Q ②在化學反應①和②發生的同時，I號溶液脫水，硝酸銨發生熱分解反應，生成大量的氣體和熱量，反應方程式如下NH4NO3 — N20+2H20+Q ③2NH4N03 — 2N2+4H20+02+Q ④反應③和④放出的熱量會使溫度進一步升高，從而引發草醯胺的熱分解反應C2O2 (NH2) 2 — (CN) 2+2H20 ⑤在高溫條件下，反應⑤中生成的氰(CN)2會與反應④中生成的氧氣發生反應，繼續放出大量熱量和氣體。(CN) 2+202 — 2C02+N2+Q ⑥上述反應釋放的氣體會攜帶熱量通過套管的射孔區進入到油層，近井地帶相當距離內的油層和原油被加熱，使得原油粘度降低、流向井底的阻力減小，流動係數增加，從而
提高原油產量。受熱後的原油體積產生膨脹，進入到油層的氣體會溶解於熱原油中，起到了蒸汽驅的作用，使採收率進一步提高。稠油油藏在採油過程中，浙青和膠質很容易堵塞油層近井帶，高溫氣體對油層的加熱也會使這些有機大分子堵塞物熔化，並且在氫氣存在的條件下還會使這些大分子物質發生催化裂化和熱解反應，將其轉化成輕質餾分，從而實現近井帶解堵。在②中生成的熱鹼NaOH會與巖層主要成分二氧化矽SiO2反應2Na0H+Si02=Na2Si03+H20 ⑦生成的矽酸鈉Na2Si03易溶於水，可使巖層的孔隙度增大、滲透率提高，利於油井增產。由此可見，稠油井的加氫熱氣化學增產法集蒸汽吞吐、蒸汽驅以及鹼化處理於一體，能有效降低原油粘度，解除近井地帶的堵塞，實現單井產能的增加。


圖I :油井結構示意 圖；其中井口 I ;油管2 ;套管3 ;射孔孔眼4 ;人工井底5 ;油層6 ;
具體實施例方式實施例I :吉林油田I號油井的加氫熱氣化學增產試驗I號油井的地質條件及相關參數儲層巖性主要為粉砂巖，細砂巖次之；平均孔隙度18. 3%，滲透率56. 2X 10_3μ m2 ;套管直徑0124mm;人工井底969. 72m ;射孔範圍894 923m;增產作業前日產液I. 0t，其中日產油O. 4t ;原油粘度(50°C)為382. 6mPa. s ;由以上數據得出反應區體積為914. 4L。配製I號溶液520kg，2號溶液520kg。I號溶液成分包含硝酸銨NH4NO3、草醯胺C2O2 (NH2)2、鹿糖C12H220n、氯化鉀KCl、7jCH2O,各自所佔的質量百分比55%、23%、0. 5%、0.01%、21.49%。各組分的質量分別為硝酸銨 286kg、草醯胺 119. 6kg、鹿糖 2. 6kg、氯化鉀 O. 052kg、水 111. 748kg。2號溶液成分包含硼氫化鈉NaBH4、氫化鋁鋰LiAlH4、四氯乙烯C2Cl4,各自所佔的質量百分比22^^26^^52 ^各組分的質量分別為硼氫化鈉114. 4kg、氫化鋁鋰135. 2kg、四氯乙烯 270. 4kg。2011年5月2日，將I號溶液和2號溶液依次通過油管注入到井內，關井反應12小時之後恢復生產。通過加氫熱氣化學增產措施處理後，原油粘度(50°C)由原來的382. 6mPa. s下降到46. 8mPa. s,降粘率為88%。I號油井增產現象明顯，增產作業前日產液I. 0t，日產油
O.4t，增產作業後初期液、油產量分別達到10. 7t、3. 8t，截止到2012年6月20日有效生產天數370天，累計增油408. 9噸；實施例2 :吉林油田2號油井的加氫熱氣化學增產試驗2號油井的地質條件及相關參數儲層巖性主要為粉砂巖，細砂巖次之；平均孔隙度18.0%，滲透率55. 7X IO-3Um2 ;套管直徑0124mm;人工井底1005. 25m;射孔範圍940. 6-943. 8m;增產作業前日產液2. 5t，其中日產油l.Ot ;原油粘度(50°C)為347. 8mPa.s ;由以上數據得出反應區體積為780. 7升。配製I號溶液390kg，2號溶液390kg。I號溶液成分包含硝酸銨NH4NO3、草醯胺C2O2(NH2)2、鹿糖C12H220n、氯化鉀KCl、7jCH20，各自所佔的質量百分比59 %、16 %、I %、O. 03 %、23. 97 %。各組分的質量分別為硝酸銨 230. 1kg、草醯胺 62. 4kg、蔗糖 3. 9kg、氯化鉀 O. 117kg、水 93. 483kg。2號溶液成分包含硼氫化鈉NaBH4、氫化鋁鋰LiAlH4、四氯乙烯C2Cl4,各自所佔的質量百分比32^^28^^40 ^各組分的質量分別為硼氫化鈉124. 8kg、氫化鋁鋰109. 2kg、四氯乙烯 156kg。2011年5月2日，將I號溶液和2號溶液依次通過油管注入到井內，關井反應12小時之後恢復生產。通過加氫熱氣化學增產措施處理後，原油粘度(50°C)由原來的347. 8mPa. s下降到43. 2mPa. s,降粘率為87. 6%。2號油井增產現象明顯，增產作業前日產液2. 5t，日產油I.Ot，增產作業後初期液和油產量分別達到15. 6t和5. 3t，截止到2012年6月20日有效生產天數365天，累計增油439噸。實施例3 :吉林油田3號油井的加氫熱氣化學增產試驗3號油井的地質條件及相關參數儲層巖性主要為粉砂巖，細砂巖次之；平均孔隙度17. 2%，滲透率53.6Χ10_3μπι2 ;套管直徑0124mm:人工井底1077. 6m;射孔範圍987. 2-992. Om ;增產作業前日產液I. 8t，其中日產油O. 7t ;原油粘度(50°C )為413. 5mPa.s ;由以上數據可得出反應區體積為1091. 7升。配製I號溶液650kg，2號溶液650kg。I號溶液成分包含硝酸銨NH4NO3、草醯胺C2O2 (NH2)2、鹿糖C12H220n、氯化鉀KCl、7jCH20，各自所佔的質量百分比65 %、15 %、I. 5 %、O. 06 %、18. 44%。各組分的質量分別為硝酸銨 422. 5kg、草醯胺 97. 5kg、蔗糖 9. 75kg、氯化鉀 O. 39kg、水 119. 86kg。2號溶液成分包含硼氫化鈉NaBH4、氫化鋁鋰LiAlH4、四氯乙烯C2Cl4，各自所佔的質量百分比31 %、15%、54%。各組分的質量分別為硼氫化鈉201. 5kg、氫化鋁鋰97. 5kg、四氯乙烯351kg。2011年5月2日，將I號溶液和2號溶液依次通過油管注入到井內，關井反應12小時之後恢復生產。通過加氫熱氣化學增產措施處理後，原油粘度(50°C)由原來的413. 5mPa. s下降到50. 9mPa. s,降粘率為87. 7%。3號油井增產現象明顯，增產作業前日產液I. 8t，日產油
O.7t，增產作業後初期液和油產量分別達到7. 4t和3. 2t，截止到2012年6月20日有效生·產天數380天，累計增油398噸。
權利要求
1.一種加氫熱氣化學溶液組份，其特徵在於由質量比為I :1的I號溶液和2號溶液組成，按質量和100%計算，I號溶液由55. O 65. 0%的硝酸銨ΝΗ4Ν03、15· O 23. 0%的草醯胺 C2O2 (NH2)2,0. 5 I. 5% 的蔗糖 C12H22O11、O. 01 O. 06% 的氯化鉀 KCl 和 18. O 25. 0% 的AH2O組成；2號溶液由22. O 32. 0%的硼氫化鈉NaBH4、15. O 28. 0%的氫化鋁鋰LiAlH4和40. O 54. 0%的四氯乙烯C2Cl4組成。
2.權利要求I所述的一種加氫熱氣化學溶液組份在油氣井稠油開採方面的應用。
3.如權利要求2所述的一種加氫熱氣化學溶液組份在油氣井稠油開採方面的應用，其特徵在於1號溶液和2號溶液的體積之和小於油氣井反應區的體積。
全文摘要
本發明屬於稠油開採技術領域，具體涉及一種加氫熱氣化學溶液組份及在油氣井稠油開採方面的應用。該組份是由質量為11的1號溶液和2號溶液組成，1號溶液由55.0～65.0％的硝酸銨NH4NO3、15.0～23.0％的草醯胺C2O2(NH2)2，0.5～1.5％的蔗糖C12H22O11、0.01～0.06％的氯化鉀KCl和18.0～25.0％的水H2O組成；2號溶液由22.0～32.0％的硼氫化鈉NaBH4、15.0～28.0％的氫化鋁鋰LiAlH4和40.0～54.0％的四氯乙烯C2Cl4組成。該組份集蒸汽吞吐、蒸汽驅以及鹼化處理於一體，能有效降低原油粘度，解除近井地帶的堵塞，實現單井產能的增加。
文檔編號E21B43/22GK102925129SQ20121047994
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月22日 優先權日2012年11月22日
發明者韓煒, 周亮, 西莫年科·阿列克謝, 謝爾比娜·卡琳娜, 斯託羅吉·葉夫根尼 申請人:吉林冠通能源科技有限公司