专利名称：一种加氢热气化学溶液组份及在稠油开采方面的应用的制作方法
技术领域：
本发明属于稠油开采技术领域，具体涉及一种加氢热气化学溶液组份及该溶液组份在油气井稠油开采方面的应用，该溶液组份即可以降低稠油粘度又能提高单井产能。
背景技术：
目前国内外对稠油的开采一般采用热采方式，较常用的热采技术主要有蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层等技术。蒸汽吞吐法是先向油井内注入一定量的热蒸汽，而后关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后，再开井生产。虽然蒸汽吞吐开采的一次投资较少、生产见效快，但是其采收率较低，而且随着多周期吞吐进程产量会迅速递减。蒸汽驱采油，就是由注入井连续不断地向油层中注入高干度的蒸汽，蒸汽不断地加热油层，从而降低原油的粘度。在蒸汽注入过程中由于井筒内流体与地层温差较大，因此蒸汽的部分能量会通过井筒散失。火烧油层是一种用电加热或化学等方法使油层温度达到原油燃点，并向油层注入空气或氧气使油层原油持续燃烧的采油方法。其优点是采收率较高，缺点是实施工艺难度大，不易控制地下燃烧，成本昂贵。稠油开采的加氢热气化学法是利用注入到井内的两种工作溶液间的化学反应对油井近井地带的物理化学作用，从而达到解堵降粘、提高单井产能的目的。与上述增产措施相比，加氢热气化学法工艺简单、无能量损失、反应过程可控、采收率较高，可在稠油开发中广泛应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种即可降低稠油粘度又能提高单井产能的加氢热气化学石油增产溶液的组份及该溶液组份在油气井稠油开采方面的应用。本发明是这样实现的首先，根据稠油井的结构参数配制两种工作溶液(I号溶液，2号溶液)，要保证I号溶液和2号溶液体积之和小于油井反应区的体积。反应区是指从人工井底到最远射孔区上端面套管内的空间(见图I)。通过化学反应计算确保两种溶液充分反应。I号溶液，按质量和100%计算，由55. O 65. 0%的硝酸铵NH4NO3' 15. O 23. O %的草酰胺C2O2 (NH2) 2(在成都普济医药化工有限公司购得)，0. 5 I. 5%的蔗糖C12H220n、O. 01 O. 06%的氯化钾KCl和18. O 25. O %的水H2O组成；I号溶液的制备方法I. I按溶液质量和100%计算，首先向容器中加入15. O 23. 0%的草酰胺；I. 2之后倒入18. O 25. 0%的水，充分搅拌10 20分钟；I. 3再向得到的溶液加入55. O 65. 0%的硝酸铵，充分搅拌10 20分钟；I. 4最后加入O. 5 I. 5%的蔗糖和0.01 O. 06%的氯化钾，充分搅拌10 20分钟，这样就制得了 I号溶液。2号溶液，按质量和100%计算，由22. O 32. 0%的硼氢化钠NaBH4(在上海紫一试剂厂购得)、15. O 28. O %的氢化铝锂LiAlH4 (在上海紫一试剂厂购得)和40. O 54. 0%的四氯乙烯C2Cl4 (在上海紫一试剂厂购得)组成。2号溶液的制备方法2. I按溶液质量和100 %计算，首先向容器内倾倒40. O 54. O %的四氯乙烯C2Cl4 ； 2. 2再向容器中加入20. O 32. 0%的硼氢化钠NaBH4,充分搅拌10 20分钟；2. 3最后向容器中加入15. O 28. O %的氢化铝锂，充分搅拌10 20分钟，这就制得了 2号溶液。将配制好的I号溶液和2号溶液依次通过油管注入到油气井内，I号溶液和2号溶液通过自身重力作用沉入到人工井底(I号溶液和2号溶液按质量比I :1投放)，两种溶液在井底开始发生化学反应。蔗糖是整个反应体系的稳定剂，氯化钾是反应速度的调节剂。首先，氢化铝锂和水发生反应并发放出热量LiAlH4+4H20=Li0H+Al (OH) 3+4H2+Q ①当温度超过90°C时将引发硼氢化钠和水的反应NaBH4+4H20=Na0H+B (OH) 3+4H2+Q ②在化学反应①和②发生的同时，I号溶液脱水，硝酸铵发生热分解反应，生成大量的气体和热量，反应方程式如下NH4NO3 — N20+2H20+Q ③2NH4N03 — 2N2+4H20+02+Q ④反应③和④放出的热量会使温度进一步升高，从而引发草酰胺的热分解反应C2O2 (NH2) 2 — (CN) 2+2H20 ⑤在高温条件下，反应⑤中生成的氰(CN)2会与反应④中生成的氧气发生反应，继续放出大量热量和气体。(CN) 2+202 — 2C02+N2+Q ⑥上述反应释放的气体会携带热量通过套管的射孔区进入到油层，近井地带相当距离内的油层和原油被加热，使得原油粘度降低、流向井底的阻力减小，流动系数增加，从而
提高原油产量。受热后的原油体积产生膨胀，进入到油层的气体会溶解于热原油中，起到了蒸汽驱的作用，使采收率进一步提高。稠油油藏在采油过程中，浙青和胶质很容易堵塞油层近井带，高温气体对油层的加热也会使这些有机大分子堵塞物熔化，并且在氢气存在的条件下还会使这些大分子物质发生催化裂化和热解反应，将其转化成轻质馏分，从而实现近井带解堵。在②中生成的热碱NaOH会与岩层主要成分二氧化硅SiO2反应2Na0H+Si02=Na2Si03+H20 ⑦生成的硅酸钠Na2Si03易溶于水，可使岩层的孔隙度增大、渗透率提高，利于油井增产。由此可见，稠油井的加氢热气化学增产法集蒸汽吞吐、蒸汽驱以及碱化处理于一体，能有效降低原油粘度，解除近井地带的堵塞，实现单井产能的增加。
图I :油井结构示意 图；其中井口 I ;油管2 ;套管3 ;射孔孔眼4 ;人工井底5 ;油层6 ;
具体实施例方式实施例I :吉林油田I号油井的加氢热气化学增产试验I号油井的地质条件及相关参数储层岩性主要为粉砂岩，细砂岩次之；平均孔隙度18. 3%，渗透率56. 2X 10_3μ m2 ;套管直径0124mm;人工井底969. 72m ;射孔范围894 923m;增产作业前日产液I. 0t，其中日产油O. 4t ;原油粘度(50°C)为382. 6mPa. s ;由以上数据得出反应区体积为914. 4L。配制I号溶液520kg，2号溶液520kg。I号溶液成分包含硝酸铵NH4NO3、草酰胺C2O2 (NH2)2、鹿糖C12H220n、氯化钾KCl、7jCH2O,各自所占的质量百分比55%、23%、0. 5%、0.01%、21.49%。各组分的质量分别为硝酸铵 286kg、草酰胺 119. 6kg、鹿糖 2. 6kg、氯化钾 O. 052kg、水 111. 748kg。2号溶液成分包含硼氢化钠NaBH4、氢化铝锂LiAlH4、四氯乙烯C2Cl4,各自所占的质量百分比22^^26^^52 ^各组分的质量分别为硼氢化钠114. 4kg、氢化铝锂135. 2kg、四氯乙烯 270. 4kg。2011年5月2日，将I号溶液和2号溶液依次通过油管注入到井内，关井反应12小时之后恢复生产。通过加氢热气化学增产措施处理后，原油粘度(50°C)由原来的382. 6mPa. s下降到46. 8mPa. s,降粘率为88%。I号油井增产现象明显，增产作业前日产液I. 0t，日产油
O.4t，增产作业后初期液、油产量分别达到10. 7t、3. 8t，截止到2012年6月20日有效生产天数370天，累计增油408. 9吨；实施例2 :吉林油田2号油井的加氢热气化学增产试验2号油井的地质条件及相关参数储层岩性主要为粉砂岩，细砂岩次之；平均孔隙度18.0%，渗透率55. 7X IO-3Um2 ;套管直径0124mm;人工井底1005. 25m;射孔范围940. 6-943. 8m;增产作业前日产液2. 5t，其中日产油l.Ot ;原油粘度(50°C)为347. 8mPa.s ;由以上数据得出反应区体积为780. 7升。配制I号溶液390kg，2号溶液390kg。I号溶液成分包含硝酸铵NH4NO3、草酰胺C2O2(NH2)2、鹿糖C12H220n、氯化钾KCl、7jCH20，各自所占的质量百分比59 %、16 %、I %、O. 03 %、23. 97 %。各组分的质量分别为硝酸铵 230. 1kg、草酰胺 62. 4kg、蔗糖 3. 9kg、氯化钾 O. 117kg、水 93. 483kg。2号溶液成分包含硼氢化钠NaBH4、氢化铝锂LiAlH4、四氯乙烯C2Cl4,各自所占的质量百分比32^^28^^40 ^各组分的质量分别为硼氢化钠124. 8kg、氢化铝锂109. 2kg、四氯乙烯 156kg。2011年5月2日，将I号溶液和2号溶液依次通过油管注入到井内，关井反应12小时之后恢复生产。通过加氢热气化学增产措施处理后，原油粘度(50°C)由原来的347. 8mPa. s下降到43. 2mPa. s,降粘率为87. 6%。2号油井增产现象明显，增产作业前日产液2. 5t，日产油I.Ot，增产作业后初期液和油产量分别达到15. 6t和5. 3t，截止到2012年6月20日有效生产天数365天，累计增油439吨。实施例3 :吉林油田3号油井的加氢热气化学增产试验3号油井的地质条件及相关参数储层岩性主要为粉砂岩，细砂岩次之；平均孔隙度17. 2%，渗透率53.6Χ10_3μπι2 ;套管直径0124mm:人工井底1077. 6m;射孔范围987. 2-992. Om ;增产作业前日产液I. 8t，其中日产油O. 7t ;原油粘度(50°C )为413. 5mPa.s ;由以上数据可得出反应区体积为1091. 7升。配制I号溶液650kg，2号溶液650kg。I号溶液成分包含硝酸铵NH4NO3、草酰胺C2O2 (NH2)2、鹿糖C12H220n、氯化钾KCl、7jCH20，各自所占的质量百分比65 %、15 %、I. 5 %、O. 06 %、18. 44%。各组分的质量分别为硝酸铵 422. 5kg、草酰胺 97. 5kg、蔗糖 9. 75kg、氯化钾 O. 39kg、水 119. 86kg。2号溶液成分包含硼氢化钠NaBH4、氢化铝锂LiAlH4、四氯乙烯C2Cl4，各自所占的质量百分比31 %、15%、54%。各组分的质量分别为硼氢化钠201. 5kg、氢化铝锂97. 5kg、四氯乙烯351kg。2011年5月2日，将I号溶液和2号溶液依次通过油管注入到井内，关井反应12小时之后恢复生产。通过加氢热气化学增产措施处理后，原油粘度(50°C)由原来的413. 5mPa. s下降到50. 9mPa. s,降粘率为87. 7%。3号油井增产现象明显，增产作业前日产液I. 8t，日产油
O.7t，增产作业后初期液和油产量分别达到7. 4t和3. 2t，截止到2012年6月20日有效生·产天数380天，累计增油398吨。
权利要求
1.一种加氢热气化学溶液组份，其特征在于由质量比为I :1的I号溶液和2号溶液组成，按质量和100%计算，I号溶液由55. O 65. 0%的硝酸铵ΝΗ4Ν03、15· O 23. 0%的草酰胺 C2O2 (NH2)2,0. 5 I. 5% 的蔗糖 C12H22O11、O. 01 O. 06% 的氯化钾 KCl 和 18. O 25. 0% 的AH2O组成；2号溶液由22. O 32. 0%的硼氢化钠NaBH4、15. O 28. 0%的氢化铝锂LiAlH4和40. O 54. 0%的四氯乙烯C2Cl4组成。
2.权利要求I所述的一种加氢热气化学溶液组份在油气井稠油开采方面的应用。
3.如权利要求2所述的一种加氢热气化学溶液组份在油气井稠油开采方面的应用，其特征在于1号溶液和2号溶液的体积之和小于油气井反应区的体积。
全文摘要
本发明属于稠油开采技术领域，具体涉及一种加氢热气化学溶液组份及在油气井稠油开采方面的应用。该组份是由质量为11的1号溶液和2号溶液组成，1号溶液由55.0～65.0％的硝酸铵NH4NO3、15.0～23.0％的草酰胺C2O2(NH2)2，0.5～1.5％的蔗糖C12H22O11、0.01～0.06％的氯化钾KCl和18.0～25.0％的水H2O组成；2号溶液由22.0～32.0％的硼氢化钠NaBH4、15.0～28.0％的氢化铝锂LiAlH4和40.0～54.0％的四氯乙烯C2Cl4组成。该组份集蒸汽吞吐、蒸汽驱以及碱化处理于一体，能有效降低原油粘度，解除近井地带的堵塞，实现单井产能的增加。
文档编号E21B43/22GK102925129SQ20121047994
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者韩炜, 周亮, 西莫年科·阿列克谢, 谢尔比娜·卡琳娜, 斯托罗吉·叶夫根尼 申请人:吉林冠通能源科技有限公司