CN102187056A - 用来促进油藏的生产层的放出气体降低油粘度的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于促进油藏的生产层的放出气体降低油粘度的组合物(GEOVDC)的化学体系，即涉及用于油藏的热化学处理的化学组合物，更尤其用于引发油藏的生产层的化学反应从而产生热并放出气体，以便改进油(石油)的提取。本发明还涉及一种通过上述化学体系对油藏进行热化学处理的方法，并且涉及用于对油藏进行热化学处理的装置。

Description

用来促进油藏的生产层的放出气体降低油粘度的组合物
技术领域
本发明涉及一种放出气体降低油粘度的组合物(GEOVDC)的化学体系，此体系用于促进油藏的生产层，即涉及用于油藏的热化学处理的化学组合物，更尤其用于引发油藏的生产层的化学反应从而产生热并放出气体，以便改进油(石油)的提取。本发明更进一步地涉及一种通过所述化学体系对油藏进行热化学处理的方法并且涉及用于对油藏进行热化学处理的设备。
背景技术
从油藏中提取石油通常起始于利用油藏中的地下压力的采收方法，所述地下压力将推动所述石油到达地表。随着油井的使用，所述压力减小，逐渐必须使用其它的抽取方法比如使用泵或注入水、天然气或其它气体到油井中以将石油带到地表。所述采收方法已不再有效之后，所述油藏通常还包含相当大量的被封闭在岩石或砂石结构的小空腔或孔中的石油。
为了也采收所述剩余石油，使用三次采油方法，主要的目的是减少石油的粘度。一种普遍的方法是将热蒸汽注入到油井中以加热石油并由此减少石油的粘度。但是，这种方法仅仅在深度最多大约1km内是有效的，否则热蒸汽将会在到达生产层之前就冷却。此外，对于该方法，必须用多达3-5个月注入热蒸汽以加热所述生产层。或者，将表面活性剂或溶剂注入油井中以浸出石油。但是这些方法有如下的缺点，所述化学品将提取出的石油污染因此不得不付出额外的努力和成本来采收石油。
另一种三次采油方法具有以下特征：化学反应在油藏的生产层中被引发以产生热气体，该热气体加热所述生产层中的石油，以减小石油的粘度并且通过增加油井的压力支持油的采收。
在俄罗斯专利申请RU 2 100 583 C1，RU 2 126 084 C1和RU 2 153 065 C1中披露了能够在引发化学反应后产生热气体的燃料和氧化组合物(FOC)。意图将所述组合物引入到油藏的油井中以进行所述生产层的热化学处理。所述化学组合物是包含最高60质量％或更多的大量的硝酸铵NH4NO3的水溶液。所述FOC的其余组分是，例如丙三醇、硝酸、尿素、高锰酸钾、乙酸、异丙基偏碳硼烷和乙酰水杨酸盐。当将FOC注入到油井中后通过引发引信爆炸而点燃FOC。分解1kg FOC能放出大约500-1000千卡热量。
所述FOC包含过量的氧并因此具有显著的氧化性，因此与石油的混合物一起能产生爆炸组合物。此外，假如水含量低于约16-18质量％的临界值，包含大量硝酸铵的水溶液是爆炸性的。因此，考虑到安全处理所述组合物，水的含量通常高于26-28质量％。但是，随着水含量的增加，具有高的热输出量的稳定反应会变得愈来愈难以实现。
在RU 2 194 156 C1中FOC主要包含硝酸与链烷醇胺、烷基胺或烷基多胺的反应产物和最多至2.0-35.0质量％的无机硝酸盐比如硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠或硝酸钙。使用所述组合物能实现一种更加安全的处理，因为硝酸铵的量能够被大幅减少。但是，借助通常的引信爆炸点燃FOC的方法，由于安全的原因，最多只能点燃1-2吨。当1-2吨的FOC进料分解后，需重复FOC输送和引发引信的整个操作过程，致使深度为1-2km的油井中每天至多反应约10吨FOC。如果油井的深度为约3-4km，每天采用所述方法反应的FOC的量减少到约5吨。所以，加热所述生产层的程度有限，因此所述方法的功效有限。
发明内容
因此，本发明的目的就是提供改进的材料和一种改进的方法以克服现有技术的限制，所述方法大幅度地增加油井的生产层中产生的热量从而可对油藏进行有利的开采。本发明的另一个的目的是提供一种进行油藏的热化学处理的设备。
上述目的通过提供一种通过在油藏的生产层引发化学反应而热处理所述油藏的化学体系而实现，其中所述化学体系包含至少以下两种组合物：
一种释放热气组合物(TGEC)，所述组合物为水溶液或水悬浮液，
包含至少一种选自下列的化合物：硝酸肼、1，1-二C2-6烷基硝酸肼和1，2-二C2-6烷基硝酸肼，例如1，1-二甲基硝酸肼或1，2-二甲基硝酸肼、硝酸胍、甲酰胺硝酸加合物、乙酰胺硝酸加合物、乙腈硝酸加合物、脲硝酸加合物、硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠、硝酸钙，硝酸单、二和三C1-5烷基胺，硝酸单、二和三C1-5烷醇胺，单硝酸C2-6亚烷基二胺和二硝酸C2-6亚烷基二胺，和多硝酸多C1-5亚烷基多胺；和
反应引发剂稳定剂(RIS)，所述稳定剂为液体并且包含至少一种选自下列的化合物：
-金属硼氢化物MBH4，其中M为Li、Na或K；
-氨基硼烷(R1R2R3)N·BH3，其中和R3独立地为氢或C1-10烷基，或者其中R1是最多具有10个碳原子的芳基或吡啶且
R2和R3是氢；
-二烷基铝酸盐MAlH2R1R2，其中M是Li、Na或K，R1和R2独立地为C1-10烷基；
-氨基铝烷(R1R2R3)N·AlH3，其中R1、R2和R3独立地为氢或C1-10烷基；和
-铝或含镁的铝合金。
在本发明中两种不同的组合物用于在油藏尤其在油井的生产层中引发化学反应。所述两种组合物被独立地引入到油井中以致其能够在该处互相接触，在该处发生化学反应。这个或这些反应主要是放热反应，产生大量的热和气体增加石油的温度，从而使所述石油的粘度降低并且石油的提取得以改善。作为反应的另一个结果，所述生产层的压力增加而使得石油的采收得到支持。此外，增加的压力能够使地层中产生破裂以致石油的采收进一步得到支持。
第一组合物被叫做“释放热气组合物(TGEC)”，主要包含在引发化学反应后产生热气体的化合物。第二组合物被叫做“反应引发剂稳定剂(RIS)”，用于引发和维持产生热与气体的一个或多个化学反应。所述TGEC和RIS都是液体，能够借助于泵而被引入到油藏中。如果使用的化合物本身不是液体，则所述化合物以在适合的溶剂中的溶液或悬浮液的形式使用。如果所述TGEC和RIS是悬浮液，它们的粘度为使得它们是可用泵送的并可以最多4-8升/秒的速率被泵送到油井中。
能用作TGEC的化合物的具体例子是硝酸单、二和三乙醇胺，硝酸单、二和三乙胺，多硝酸多亚乙基多胺，一硝酸乙二胺，二硝酸乙二胺，单和二硝酸亚烷基二胺。
对于TGEC，优选为水溶液或水悬浮液的形式，该水溶液或水悬浮液包含至少一种选自下列的化合物：硝酸肼，1，1-二C2-6烷基硝酸肼和1，2-二C2-6烷基硝酸肼，例如1，1-二甲基硝酸肼或1，2-二甲基硝酸肼，硝酸胍，甲酰胺硝酸加合物，乙酰胺硝酸加合物，脲硝酸加合物和乙腈硝酸加合物。
所述TGEC优选是硝酸和各氨基化合物反应得到的反应产物，比如硝酸与肼反应获得硝酸肼。借助于硝酸与这些氨基化合物的反应能够得到各硝酸盐化合物或硝酸加合物。
假如所述TGEC包含选自硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠或硝酸钙中的一个或多个，则这些硝酸盐包含在所述TGEC中的量不超过50质量％，优选不超过30质量％。
所述TGEC的pH值优选为约3到14并取决于所述RIS和TGEC的组成。更进一步优选的是所述TGEC和RIS的混合物的pH值＜7。
对于上述提及的氨基硼烷、二烷基铝酸盐和氨基铝烷，优选的是烷基部分R1、R2和R3是甲基或乙基。
假如铝或含镁的铝合金用于RIS，该铝或铝合金可以优选具有约1μm或更小的颗粒尺寸的精细分散的引火材料和/或以具有约0.1到5mm、更优选1-2mm的颗粒尺寸的颗粒的形式使用。
假如油井中的温度已达到约250-300℃，则可将所述颗粒状铝或含镁铝合金在有机溶剂中的悬浮液引入到油井中。
将铝通过放热反应氧化成氧化铝，其中5kg铝能产生约50000千卡热能。例如，为了将1kg的生产层地层的温度提高100℃，应提供约20千卡热能，其中将1kg石油的温度提高100℃需要约50千卡热能。
铝的氧化形成氧化铝颗粒，该颗粒沉积在生产层中形成的裂缝中以保持裂缝敞开使得进一步改进油的提取。
为了制备所述RIS的溶液或悬浮液，任何合适的溶剂都可以使用。根据用作RIS的材料，合适的溶剂可以是水或一种选自下列的有机溶剂：汽油、挥发油、石油溶剂、煤油和石脑油。假如，例如金属硼氢化物或氨基硼烷用于RIS，则pH值＞7的水可作为溶剂。为了达到这样的pH值，可加入氨或碱金属氢氧化物。假如所用材料同水反应，可使用一种或多种上述的有机溶剂。
在所述油井热化学处理开始时，RIS的通常用量相对于注入到油井中TGEC的质量为约5-7质量％。在引发化学反应后，使用的RIS为所述TGEC的质量的约1质量％是足够的。借助本发明的化学体系，每天在油藏的生产层中可以最多反应数百吨的材料，是迄今为止所知道的体系和方法每天可反应的材料的量的约50-100倍。这可借助于将所述TGEC连续泵送到所述油井中并且将所述RIS独立地泵送到油井中而实现，其中可将所述RIS连续或间歇地泵入。假使反应位置的温度为或超过约200-300℃的温度范围，所述RIS的引入可中断，因为在这样的温度下，所述TGEC将稳定地反应而不额外燃烧。低于约180-200℃时，应继续引入RIS。
和现有技术中使用的FOC相比，本发明所述TGEC不包含过量的氧，因而没有氧化性，因此不与石油的混合物产生爆炸性组合物。分解1kg TGEC能导致放出大约1000-3200千卡热量。
借助本发明的化学体系，单位时间内可产生更多的热量并因此提高石油采收工艺的效率，因为是第一次可通过将反应原料连续泵入到油井中从而保持稳定的和持续的反应。直到现在，一般的看法是不可能引发和保持在油井中如此大量反应原料的稳定和连续的反应。借助本发明的GEOVDC，还可从借助目前已知的方法不能有效地采收的主要包含高粘度石油的油藏中采收石油。
在本发明的一个优选实施方案中，所述RIS或TGEC可另外包含一种或多种下列金属的可溶性金属盐：Mn、Fe、Cr、Co、Ni或V。这些金属可催化石油的氧化从而产生额外的热量。这些金属盐包含在所述RIS中的量相对于RIS总质量不超过10质量％。
特别优选的金属盐是Fe(NO3)3、Mn(NO3)2·6H2O、Mn(SO4)·6H2O、KMnO4、K2MnO4、K2CrO4、Na2CrO4、K2Cr2O7、Na2Cr2O7、Co(NO3)3、NH4VO3、NaVO3和KVO3。
以下综述了包含所述TGEC和RIS的GEOVDC中所含组分的优选比例，其中所述比例以相对于包含在TGEC和RIS中的试剂的总质量的质量百分比计，但不包含用来制备各溶液或悬浮液的溶剂。
表
Figure BPA00001348989300061
本发明的用于提高油井的生产层中产生的热量并因此可对油藏进行有利的开采的方法的特征是使用上述的化学体系，其中将释放热气组合物(TGEC)和反应引发剂稳定剂(RIS)分别引入油藏中并且使其在所述油藏的生产层中相接触从而引发产生热量和气体的化学反应。
优选地，将所述TGEC连续地引入所述油藏中并且同时将所述RIS以连续或间歇的方式引入。
对于本发明的方法，以约4-8升/秒的速率将所述TGEC和RIS泵送到油藏中。
本发明方法一个具体的实施方案包括以下步骤：
a)将作为RIS的铝或铝/镁合金的颗粒引入到所述油藏的油井中并保持所述颗粒在位于油井中的反应腔内；
b)将TGEC引入到油井中以使其接触所述保持在反应腔内的颗粒从而引发并保持产生热量和气体的热化学反应；
c)将产生的热气体传递到油藏的生产层中；
d)通过使所述颗粒进入生产层中来将所述热化学反应转移到油藏的生产层中；和
e)使所述生产层中的颗粒和所述引入到油井中的TGEC接触。
在上述方法中，反应腔位于所述油藏的生产层中或与其相毗邻。反应腔的确切位置取决于所用设备的结构和油井的结构。实际上，反应腔可延伸至所述生产层上方最多500-600m并可延伸至所述生产层下方数米至数十米。
优选的用于与所述铝或铝/镁合金的颗粒反应的TGEC化合物为脲硝酸加合物，即脲与硝酸的反应产物。
所述反应腔内的pH值在3到14的范围内，其中pH值优选地为约3-4，从而将所述热化学反应产生的氢气氧化为H2O使得所产生的热量提高约30％。
在将热化学反应转移到生产层的步骤中，将所述热化学反应——并因此将颗粒——转移到生产层中存在的裂缝中。这使得直接加热所述裂缝的周围以使所述裂缝的长度和体积能够增加。
所述将热化学反应转移到生产层中的步骤优选在生产层被加热到最高约300℃时进行。
本发明的方法还可包括使生产层中的颗粒与至少一种强氧化剂如重铬酸钾K2Cr2O7相接触的步骤。所述强氧化剂使得产生大量能量并且产生固体金属氧化物如Al2O3作为支撑剂(proppant，propping agent)保持裂缝张开。
所述生产层中达到足够高的温度和压力并且氢气由于铝或铝/镁合金与所述TGEC的反应而生成时，所述油藏中的石油进行氢化裂解过程。
借助所述氢化裂解过程可相当大程度地减少经过处理后的油藏中的石油粘度，因为除了提高了生产层的温度外，将更加复杂的碳氢化合物分子破碎成更简单的碳氢化合物分子。
可进一步通过添加合适的金属催化剂比如Mn、Fe、Cr、Co、Ni或V的金属盐来支持所述氢化裂解过程。
大量的油井，尤其是老旧油井，被高容量的水污染或破坏。借助本发明的方法使用铝或铝/镁合金可减少油井中的水量。在铝或铝/镁合金在碱性条件下的反应中，水被消耗。另外，由铝或铝/镁合金的反应产生的金属氢氧化物具有吸附或结合水例如以结晶水的形式结合水的特点。
也可通过更进一步地提高生产层的温度以实现石油的热裂解。但是，优选上述的氢化裂解过程，因为其更加有效并可减少生产层中存在的水的量。
在之前从未描述过该在油井的生产层中的氢化裂解过程。氢化裂解过程是热化学处理油藏的非常有效的方法，从而可对油藏进行有利的开采。
在本发明方法的另一个具体实施方案中，将所述TGEC和RIS以被间隔流体的层分开的流体层的形式引入。使用本方法可通过一条管道将所述TGEC和RIS引入到油井并仍实现独立但连续地供应TGEC和RIS。
本发明方法的另一个实施方案包括以下步骤：
a)将作为RIS的铝或铝/镁合金的颗粒引入到所述油藏的油井中并保持所述颗粒在位于油井中的第一反应腔内；
b)将第一TGEC引入到所述油井内以便其接触所述保持在第一反应腔内的颗粒从而引发并保持产生热能和加热所述反应腔腔壁的热化学反应；
c)将第二TGEC引入到所述油井中以便其接触所述第一反应腔的被加热的腔壁并被点燃；
d)将被点燃的TGEC传递到第二反应腔中，在其中TGEC反应产生热量和气体；和
e)将产生的热气体传递到油藏的生产层里。
在该具体实施方案中可使用这样的装置：其在插入油井中的管道下端包含一个具有有孔底部的耐热烧杯，从而可使所述RIS颗粒被保持在烧杯中并可与引入该管道中的第一TGEC接触。具有该附着的烧杯的管道的部分形成第一反应腔，并被所述热化学反应加热。所述第二TGEC可沿着该管道部分的外面流动并因此而被加热到足够高的温度以点燃第二TGEC。
在该方法中，所述烧杯应该具有这样的耐受性以使其可耐受在热化学处理期间的化学和热条件。相反，假如上述的方法还包括将热化学反应转移到所述生产层中，则该烧杯可由在所述化学和热条件下逐渐分解的材料制成。例如，所述材料可为铝或铝/镁合金，其能够与提供到烧杯的TGEC反应或可在高温下烧掉。
本发明的用于进行油藏的热化学处理的装置具有如下的特征：使得可分别引入上文所述的释放热气组合物(TGEC)和反应引发剂稳定剂(RIS)并且使得所述TGEC和RIS在待处理的油井生产层中或生产层附近相接触。所述装置包括：
一个插入油井的抽油管中的外部管道，由此形成一个在所述外部管道外侧和所述抽油管内侧之间的外部环形空间，其中所述外部管道的下端位于油井的生产层内或其上方；
一个位于所述外部管道的下端上方并封闭所述外部环形空间的封隔器；
一个插入所述外部管道中的内部管道，由此获得一个在所述内部管道外侧和所述外部管道内侧之间的内部环形空间，其中所述内部管道使得TGEC或RIS之一供给到生产层，并且所述内部环形空间使得TGEC或RIS中的另一个供给到生产层，其中所述内部管道的下端位于生产层内或其上方；
其中所述外部管道的下端和所述内部管道的下端中的至少一个位于油井的生产层内；和
一个将所述TGEC和RIS在油井的生产层中相互接触的混合设备。
所述装置的混合设备的实施方案可为：所述外部管道的封闭的下端位于所述内部管道的下端的上方但在所述封隔器的下方；所述内部管道内的多个开口使得在所述内部环形空间和内部管道之间进行流体交换，其中所述开口位于内部管道的远端部分但在所述外部管道下端的上方。
这些开口优选是狭缝喷射喷嘴，该喷嘴是斜向延伸穿过所述内部管道的管状连接通道并包括一狭缝。
这些狭缝优选形成于所述管状连接通道的下半部分。
在所述装置的一个具体实施方案中，所述内部管道中插入一烧杯，其位于该管道的开口的下方，所述烧杯包括底部开口以使得混合流体能通过所述内部管道，但随着RIS供给的颗粒状材料不能通过。即，所述底部开口的直径小于随着RIS供给的颗粒的直径。
如果欲使所述烧杯在热化学处理期间具有有限的寿命以致在预定的时间后所述颗粒不再保持在油井中，而是被强制进入生产层并进入其中形成的裂缝中，则所述烧杯由铝或铝/镁合金制造。
在本发明装置的另一个具体实施方案中，在所述内部管道中布置至少一个涡轮混合设备，其位于管道开口下方，其中所述涡轮混合设备包含由至少一个滑动轴承支撑并带有涡轮叶片和混合叶片的轴。所述滑动轴承还包含使得流经所述内部管道的流体通过的开口。更进一步地，涡轮叶片从流动的流体传递能量到轴使轴和所连接的混合叶片旋转并由此混合液体。借助所述涡轮混合设备，相比前述的狭缝喷射喷嘴能够改善混合。
在本发明的装置中，所述混合设备还可为如下的形式：内部管道的下端位于外部管道下端的上方；并且至少一个涡轮混合设备安装在外部管道内、并位于内部管道下端的下方，其中所述涡轮混合设备包含一个由至少一个滑动轴承支撑并带有涡轮叶片和混合叶片的轴。另外，所述滑动轴承包含使得流经所述内部管道的流体通过的开口。涡轮叶片从流动的流体传递能量到轴使轴和所连接的混合叶片旋转并由此混合液体。
为了稳定地支撑轴，上述的涡轮混合设备优选包含两个滑动轴承。
在上述的装置中设置多于一个涡轮混合设备时，如果相邻的涡轮混合设备具有相反的旋转方向，则可进一步改善混合效果。
用于本发明装置的混合设备或者可为如下形式：所述内部管道的下端位于所述外部管道的下端的上方；并且一个烧杯插入到内部管道的下端中，其中所述烧杯包括底部开口以使得经由内部管道供给的流体通过，但随着RIS供给的颗粒状材料不能通过。
如上所述，所述烧杯可由铝或铝/镁合金制造。
本发明装置的另一可选择的实施方案包括：
一个插入油井抽油管中的管道，从而在该管道外侧和所述抽油管内侧之间形成一个环形空间，其中所述管道的下端位于油井的生产层内或其上方；
一个位于所述管道的下端的上方并封闭所述环形空间的封隔器，
一个插入所述管道下端中的烧杯，该烧杯包括底部开口以使得所述TGEC和RIS通过所述管道，但随RIS供给的颗粒状材料不能通过。
所述烧杯也可由铝或铝/镁合金制成。
借助所述装置，通过所述管道泵入流体层形式的流体可实现分别供给所述TGEC和RIS。为避免所述TGEC和RIS层在达到生产层前混合和反应，在TGEC和RIS层之间设置间隔流体层。
在上述的不同设备中，封隔器可包括传感元件用来测量封隔器的温度和封隔器下方的压力。这可使得更好的控制热化学处理过程。
上述的不同的设备还可包括TGEC和RIS在其中反应的至少一个反应腔。
关于本发明的设备和方法，优选实施方案如下所述，并参照附图，其中：
图1示出了本发明的第一优选实施方案的设备；
图2示出了本发明的第二优选实施方案的设备；
图3示出了本发明的第三优选实施方案的设备；
图4示出了本发明的第四优选实施方案的设备；
图5示出了本发明的第五优选实施方案的设备；并且
图6示出了本发明的第六优选实施方案的设备。
本发明的装置
以下叙述的是通过分别将上述化学体系的释放热气组合物(TGEC)和反应引发剂稳定剂(RIS)引入到油藏的油井中而热处理油藏的装置。
本发明的可实施所述热化学处理的装置包括：
一个插入油井的抽油管中的外部管道，由此形成一个在所述外部管道外侧和所述抽油管内侧之间的外部环形空间，其中所述外部管道的下端位于油井的生产层内或其上方；
一个位于所述外部管道的下端的上方并封闭所述外部环形空间的封隔器；
一个插入所述外部管道中的内部管道，由此形成一个在所述内部管道外侧和所述外部管道内侧之间的内部环形空间，其中所述内部管道使得TGEC或RIS之一供给到生产层，并且所述内部环形空间使得TGEC或RIS中的另一个供给到生产层，其中所述内部管道的下端位于生产层内或其上方；
其中所述外部管道的下端和所述内部管道的下端中的至少一个位于油井的生产层内；和
一个将所述TGEC和RIS在油井的生产层中相互接触的混合设备。
借助所述装置可分别将所述TGEC和RIS穿过油井供给到生产层中，在生产层中依靠混合设备混合所述两种组合物。
上述装置的混合设备还可包括所述TGEC和RIS在其中反应的至少一个反应腔。
所述装置的混合设备的实施方案可为：所述外部管道的封闭的下端位于所述内部管道的下端的上方但在所述封隔器的下方，并且所述内部管道内的多个开口使得在所述内部环形空间和内部管道之间进行流体交换。这些开口位于内部管道的远端部分但在所述外部管道下端的上方。
影响油藏热处理方法的效率的因素之一是热量产生的速率，其视反应物的混合速度和其在反应腔中的接触时间而定。通过提高所述开口下方管道的长度可延长所述接触时间。所述开口下方的管道部分称为反应腔或反应器。
对于铝或铝/镁合金颗粒保留在管道中(依靠底部有孔的烧杯，如下文所述)的实施方案，被所述颗粒填充的管道部分可称为反应腔或反应器。
此外，在所述铝或铝/镁合金颗粒沉积在生产层的裂缝中的情况下，所述裂缝空间也可称为反应腔或反应器。
不同的因素比如待处理的生产层的结构、该生产层中石油和天然气的组成、油井设计和特别是封隔器位于生产层上方的距离可决定本发明的装置或方法的何种具体实施方案对于生产层的有效热化学处理而言是最佳的。
例如，所述封隔器不可设置在远离被加热的生产层的位置，但同时所述封隔器不可被过度加热。
所以，将在下面陈述油藏的热处理装置和热处理方法的不同实施方案。
例如，第一实施方案和第二实施方案的装置包括不能移动的部件，因此是最可靠的。但是，第一实施方案的装置仅可与长度不低于80-100米的反应腔一起使用。当长度仅有10-15m时，所述装置的效率是很低的。
如果必须将反应腔的长度限制在约10-15m，则可使用第二、第三和第四实施方案的装置，因为其中使用的混合设备具有更高的效率。在这些实施方案中，所述TGEC和RIS提供的化学能的不超过10％用于旋转涡轮混合设备以便混合流体。
装置的第一实施方案
图1示出了用于实施油藏热化学处理的装置的第一实施方案。一个具有约2 7/8英寸(7.30cm)直径的外部管道(2)被插入到油井的抽油管(1)中以在外部管道外侧和抽油管内侧之间形成外部环形空间(7)。一个具有约1 1/2英寸(3.81cm)直径的内部管道(3)被插入到所述的外部管道(2)中，从而在内部管道外侧和外部管道内侧之间形成内部环形空间(8)。内部管道的下端(未示出)位于生产层内并且所述外部管道下端位于所述内部管道下端的上方一给定距离并位于油井生产层内或其上方。通过将所述外部管道的下端附着在所述内部管道的外侧而将所述外部管道的下端封闭。此外，一个封隔器(4)位于所述外部管道的下端的上方并封闭所述外部环形空间以致流体不可流入外部环形空间(7)。为了避免封隔器的热过载，优选沿着供给的流体的流动方向在所述内部管道的第一开口之前一足够的距离处设置封隔器。所述封隔器还可包括传感元件以测量封隔器的温度和封隔器下面的压力。
所述内部管道使得TGEC或RIS之一供给到生产层和内部环形空间中，并使得TGEC或RIS的另一个供给到生产层中。在所述内部管道的远端部分并位于外部管道下端的上方设置4个狭缝喷射喷嘴。所述狭缝喷射喷嘴为穿过内部管道斜向延伸并包括狭缝(6)的管状连接通道(5)。依靠该狭缝喷射喷嘴，穿过内部环形空间被供给的流体流入到管状连接通道中并穿过狭缝(6)，因此其可被分散并与穿过内部管道供给的流体混合。当然可以提供超过4个狭缝喷射喷嘴。为了更好的混合效果，所述狭缝喷射喷嘴可这样安置：两个毗邻的狭缝喷射喷嘴轴向地偏移一给定的角度。还优选所述狭缝形成于所述管状连接通道的下半部分。图1的优选实施方案中，狭缝喷射喷嘴轴向地偏移45°并且狭缝形成在管状连接通道的最下端，即，在穿过内部管道供给的流体的流动方向。所述狭缝喷射喷嘴的所得交错排列从内部管道的下端观看的视图示出在图1的下部分。
在该装置中，优选穿过内部管道供给TGEC和穿过内部环形空间供给RIS。
所述内部管道在最低开口(狭缝喷射喷嘴)的下方的一段形成反应腔，在其中，混合的TGEC和RIS反应生成热量和气体。反应腔可具有最长达100m或更长的长度并使得每小时反应的反应物最多15吨且有大约90％的反应效率。即，供给到反应腔中的全部原料反应得到的能量中大约90％将用于所述油藏的热化学处理。经加热的反应产物进入到所述油藏中并提高了封隔器下方的压力以致在生产层中形成新的缝隙或裂缝。
图1中示出的装置优选地用于油井中，其中封隔器距离生产层不超过100m并且特征在于具有简单结构且没有任何可移动的部件，而且由于该长反应腔，得到了高的反应效率。
装置的第二实施方案
如果所述封隔器位于生产层的上方不超过10-15m，优选的是使用附图2中示出的第二实施方案的装置。不使用第一实施方案的装置的长反应腔，第二实施方案的装置包括插入到内部管道中并位于内部管道的最低开口下方的烧杯(10)。所述烧杯包括底部开口使得混合流体通过，并具有最多4m的长度，优选3-4m。
所述烧杯(10)的底部开口具有使得粒状材料不可通过并因此保留在烧杯中的尺寸，因此例如以悬浮液形式通过内部管道供给的铝或铝/镁合金颗粒保留在烧杯中，因为其颗粒直径大于烧杯底部开口的直径。
所述烧杯还可由在使用条件下具有有限寿命的材料制成。即，所述烧杯被制成当流体通过烧杯一段计算的时间后，其底部破碎使得保持在其中的粒状材料被冲入生产层。所述烧杯优选地由接触到酸性的或碱性的流体即溶解或在约700℃或更高的高温条件下烧掉的铝或铝/镁合金制成。
装置的第三实施方案
下文描述了一种用于热化学处理油藏的装置的另一个实施方案。除了上述的在内部管道中具有开口的实施方案之外，本实施方案中包括至少一个安置在内部管道中位于所述开口下方的涡轮混合设备。所述涡轮混合设备包括一个依靠至少一个滑动轴承支撑并带有涡轮叶片和混合叶片的轴，其中所述滑动轴承包含使得流动的流体通过的开口，并且其中涡轮叶片从流动的流体传递能量到轴使轴和所连接的混合叶片旋转。具有约1 1/2英寸(3.81cm)直径并位于所述涡轮混合设备下方的内部管道部分形成该装置的反应腔。在第一开口和第一涡轮混合设备之间的内部管道的部分称为预备腔。大约1/10的反应物在预备腔中反应，并且产生的能量至少部分用于驱动安置在预备腔下游的一个或多个涡轮混合设备。
在图3a中示出了第三实施方案的装置的一个具体实施方案。在该具体实施方案中，轴(11)依靠两个具有使流动的流体通过的开口(15)的滑动轴承(12)支撑。所述轴(12)带有涡轮叶片(13)和混合叶片(14)，其中所述涡轮叶片相对于流体的流动方向安置在所述混合叶片之前。所述涡轮叶片将能量从流动的流体传递到轴以使轴和所连接的混合叶片旋转，并且旋转的混合叶片改善所述TGEC和RIS的混合。本实施方案中所述混合叶片(13)为穿孔的板。
装置的第四实施方案
下面描述了第四实施方案的用于热化学处理油藏的装置。与上述实施方案相反，所述装置中的混合设备为如下形式：内部管道(3)的下端位于外部管道(2)的下端的上方，并且至少一个涡轮混合设备安置在外部管道中位于内部管道的下端的下方。可使用与第三实施方案所述相同的涡轮混合设备。
如果有两个或更多的涡轮混合设备，则相邻的涡轮混合设备优选具有相反的旋转方向。
所述装置的一个具体实施方案如图4所示。其包含两个具有相反的旋转方向的涡轮混合设备。此外，在该实施方案中所述外部管道(2)在所述内部管道(3)的下端和第一涡轮混合设备之间的部分是锥形的。
如前述的实施方案所述，位于所述涡轮混合设备下方的直径约1 1/2英寸(3.81cm)的内部管道部分形成了本方案装置中的反应腔。所述外部管道(2)的锥形部分可称为预备腔。
装置的第五实施方案
图5示出了本发明用于热化学处理油藏的装置的第五实施方案。与第一实施方案的装置相反，第5实施方案的装置在内部管道中没有包括使得可与内部环形空间(8)进行流体交换的开口。在第五实施方案的装置中，所述混合设备为如下形式：所述内部管道(3)的下端位于所述外部管道(2)的下端的上方，并且一个烧杯(10)插入所述内部管道的下端。所述烧杯包含多个底部开口，使得通过内部管道供给的流体可通过但随着RIS供给的颗粒状铝材料(16)不可通过。即，当悬浮液形式的铝或铝/镁合金的颗粒通过内部管道供给时，所述颗粒保留在烧杯中，因为其颗粒直径大于所述烧杯底部开口的直径。
填充有所述颗粒的内部管道的部分可视为第一反应腔。所述反应腔中产生的热量加热通过内部环形空间(8)泵入的流体(TGEC)以致无需使用任何其他的RIS就点燃所述TGEC。内部管道的下端下方的外部管道部分可视为第二反应腔。
如果第五实施方案的装置用于第三实施方案的方法，则第一反应腔内可达到最高约600-700℃的高温，因此所述烧杯应该由耐热材料制造。
但是，如果所述装置用于氢化裂解方法(方法的第四实施方案)则可使用与第二实施方案所述相同的烧杯(10)。因此优选的是，该烧杯由铝或铝/镁合金制造。
装置的第六实施方案
图6示出了本发明用于热化学处理油藏的装置的第六实施方案。所述装置只包括一个具有约2 7/8英寸(7.30cm)直径且被插入油井中的管道(22)。该管道(22)插入到油井的抽油管(21)中，因此在管道(22)外侧和抽油管(21)内侧之间形成一环形空间(25)，其中管道(22)的下端位于油井的生产层内或其上方。封闭所述环形空间(25)的封隔器(24)设置在所述管道(22)下端的上方。一烧杯(23)插入所述管道的下端，其中所述烧杯包含底部开口以使得所述TGEC和RIS可通过所述管道，但随着RIS供给的颗粒状材料不可通过。
作为烧杯(23)，可使用与第二实施方案所述相同的烧杯。如果是那样的话，优选的是，该烧杯由铝或铝/镁合金制成。如果希望所述烧杯在装置的使用期间不解体，则烧杯由在热化学处理方法期间的油井中的热和化学条件下具有足够耐受性的材料制成。
第六实施方案的设备如此使用：将被惰性流体或间隔流体的层(28)间隔开的层形式的TGEC(26)和RIS(27)泵入。
填充有颗粒状材料的管道的部分形成本装置中的反应腔。
一般地应该注意到：在本发明如上所述包括用来保留RIS颗粒的烧杯的装置中，该烧杯可具有不同设计以满足使用所述装置的热化学处理方法的需求。例如，烧杯在油井的化学和热条件下的寿命可通过使用一种或多或少具有耐受性的材料制备而进行调整或通过调节烧杯底部的厚度而进行调整。如果期望所述烧杯在热化学处理期间不会解体，则其应由各种耐受性的材料制成。
根据本发明的方法
方法的第一实施方案
在热处理油藏的方法的第一实施方案中，可使用在图1、3或4中示出的装置，其中优选通过内部管道供给TGEC并通过内部环形空间供给RIS，其中所述的两种组合物均以可泵送的溶液或悬浮液供给。
方法的第二实施方案
在热处理油藏的方法的第二实施方案中，使用图2中描述的第二实施方案的装置，其中RIS通过内部管道(3)供给且TGEC通过内部环形空间(8)供给。作为RIS，使用颗粒状铝或含镁的铝合金，并且该颗粒状材料以悬浮液的形式供给。所述烧杯(10)的底部开口具有使得所述的颗粒状材料无法通过并因此保持在烧杯中的尺寸。对于此实施方案，使用TGEC的量是铝的量的约2-3倍，其中此比例指反应物本身的质量，不包括用于制备可泵送的溶液或悬浮液的溶剂的质量。使用尿素与硝酸反应的反应产物，即脲硝酸加合物，作为优选的TGEC化合物。在该实施方案中，每小时最多可反应3吨反应物。源自铝或铝/镁合金的反应的热反应产物包括氢气。pH值的范围从3至14，然而，pH值优选3-4，因为这样可将生成的氢气氧化以使产生的热量提高约30％。借助所述的热化学处理方法，封隔器下方产生高压从而使生产层中出现新的裂缝。
方法的该第二实施方案可通过将反应转移到生产层的裂缝中而改进，如下文的方法的第五实施方案中所述。
方法的第三实施方案
对于此方法，可使用第五实施方案的装置。首先，将铝或铝/镁合金颗粒的悬浮液以悬浮液的形式泵送到内部管道(3)中，从而在插入了耐热烧杯(10)的内部管道的下端，颗粒状材料被保留而形成高度最高达200-300m的颗粒状材料的层(16)。然后将第一TGEC泵入到内部管道中从而引发反应并在第一反应腔中产生热能。该方法中可产生温度最多为600-700℃的热气体。在第一反应腔中产生的热量加热第一反应腔的腔壁，即内部管道的远端，并因此加热通过内部环形空间(8)泵入的流体(第二TGEC)，以致不必使用任何其他的RIS就可点燃所述的TGEC。点燃的TGEC流动穿过第二反应腔，即所述烧杯下方的外部管道(2)的远端部分，TGEC在此处反应并产生热和气体。
方法的第四实施方案
热处理油藏的一个具体方法使用氢化裂解油藏中的石油的过程。在高温和高压下并在氢气存在下，复杂的碳氢化合物分子分解成较简单的碳氢化合物分子。
可将在图2和图5中示出的本发明装置的具体实施方案用于本方法。两个装置的特点均是在内部管道的下端包括烧杯，该烧杯可保留和保存随RIS供给的铝或铝镁合金的颗粒。本方法中所述的烧杯也由铝制成。
在开始时，铝或铝/镁合金的颗粒的悬浮液作为RIS的一部分通过内部管道供给到铝烧杯中。在此其与穿过内部环形空间(图2所示的第二实施方案)或内部管道(图5所示的第五实施方案)供给的TGEC接触，其中所述的TGEC优选具有约3或14的pH值以便放出氢气。热反应产物进入油藏中，加热生产层并提高封隔器下方的压力从而使生产层中出现新的裂缝。如同方法的第二实施方案一样，脲硝酸加合物优选作为TGEC化合物而且使用量为铝的用量的约2-3倍。此外，假如pH值为3-4，则可氧化产生的氢气从而提高产生的热量。
当温度和压力提高且生产层中形成裂缝后，将反应区域从油井转移到生产层中。这通过用酸性或碱性条件使铝烧杯解体而实现。即，在将pH值为约3或14的溶液泵送过烧杯约10-30分钟之后，烧杯底部破碎并且迫使颗粒进入生产层的裂缝。
优选在所述的裂缝附近达到约300℃的温度之后实施该反应区的转移。该转移还减小所述封隔器和管道的热负荷，因为供给的燃料现在可冷却封隔器和管道。
由于该转移，生产层的温度进一步增加，因为现在铝或含镁的铝合金与酸性或碱性TGEC溶液的反应在裂缝中发生。结果导致最高为400-500℃的温度、进一步增加的压力和氢气的产生。由于高于300-350℃的温度时氢化裂解过程开始，因此生产层中的石油现在氢化裂解为较小分子，从而减小了石油的粘度。
通过供给催化活性化合物到反应区域中可进一步改善氢化裂解过程。作为所述的催化剂，可使用上述Mn、Fe、Cr、Co、Ni或V的可溶性金属盐，其可被添加到RIS或TGEC中。相对于RIS的总质量，这些金属盐在RIS中的含量可为不多于10质量％。
特别优选的金属盐是Fe(NO3)3、Mn(NO3)2·6H2O、Mn(SO4)·6H2O、KMnO4、K2MnO4、K2CrO4、Na2CrO4、K2Cr2O7、Na2Cr2O7、Co(NO3)3、NH4VO3、NaVO3和KVO3。
在石油的氢化裂解过程中应该避免将任何氧化性化合物注入到生产层中，从而使产生的氢仅用于氢化裂解过程。
在耗尽铝或含镁的铝合金颗粒后，可通过供给TGEC和RIS再次加热生产层，而且可通过供给下一部分颗粒引发氢化裂解过程。这导致对增加生产层中的热量和压力以及实施氢化裂解过程的循环反应控制。
所述的氢化裂解过程使得处理后的油藏中石油粘度大幅降低，因为除了生产层中的温度提高，较复杂的碳氢化合物分子还分解成较简单的碳氢化合物分子。
在该过程中使用铝或铝/镁合金的另一个有益的效果是减少油井中的水量。水在铝或铝/镁合金在碱性条件下的反应期间被消耗。此外，由铝或铝/镁合金反应产生的金属氢氧化物具有吸附或结合水例如以结晶水的形式结合水的特征。这些效果可用于减少受到高含量的水污染或破坏的油井中的水。
在油藏的热化学处理期间，产生的气体溶解在石油中并因此进一步降低了石油的粘度。
一般应该注意到，当被加热到高于约200-300℃时，用于TGEC的物质开始分解并放出热量和气体。所以，假如本申请中提及供给TGEC和RIS以加热某区域，如果该区域已经达到供给的TGEC将分解放出能量的温度，则其也包括仅仅供给TGEC。
本方法中，图2和图5示出的本发明的装置可与例如以下化学物质结合使用：硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠和/或硝酸钙，脲硝酸加合物和RIS化合物1-4，如前文的表中所示。
方法的第五实施方案
通过使用前述的TGEC和RIS的热处理油藏的第五方法的特征在于可使用仅仅包含一个插入油井中的管道的装置。所述的装置示例性示出在图6中，前文中作为实施油藏的热化学处理的装置的第六实施方案描述。
借助所述的装置和方法，可通过泵送流体层形式的流体穿过所述管道来实现分别但连续地供给TGEC和RIS。为避免所述的TGEC和RIS层在达到生产层前混合和反应，在TGEC和RIS层之间设置间隔流体层。任何不与所述TGEC和RIS反应的流体均可用作间隔流体。例如，所述间隔流体可为氯仿。所述间隔流体层的厚度为约20-30m。
在将铝或铝/镁合金的颗粒的悬浮液供给至所述颗粒状材料在其中积聚的烧杯后，将一间隔流体层和一TGEC(酸性或碱性溶液)层泵入到所述管道中。所述TGEC和颗粒状RIS材料间约200s的接触时间足以开始并保持产生热量和气体的反应从而加热周围的生产层并在其中产生裂缝。与前述的方法类似，铝制的烧杯可在一计算出的时间后毁坏，并且将反应区域转移到生产层使得热能可进一步地在生产层中分布。
在所述的方法中，填充有颗粒状材料的管道形成反应腔，所述颗粒状材料可形成厚度最高达50-200m的层。因此，所述的方法仅仅适合于封隔器设置在待处理的生产层上方至少200-300m的油井中。
通常应指出的是，在上述方法中，当铝或铝/镁合金的颗粒分布在生产层的裂缝中时，裂缝的长度和体积可以增加，并且通过向沉积在生产层中的铝颗粒提供强氧化剂例如重铬酸钾K2Cr2O7，可以更进一步加热生产层。所述的强氧化剂使得产生大量能量并产生作为支撑剂以保持裂缝张开的固体金属氧化物如Al2O3。
依靠所述的方法可提供一种热层裂缝法。与在第一步中将一种液体(开裂液)依靠压力注入到油井中以在生产层中产生裂缝并在第二步中将硬质颗粒状材料比如砂(支撑剂)泵入到形成的裂缝中的已知的冷水力破碎方法不同，本发明的热层裂缝法包括三步。第一步中形成新裂缝的压力不是通过用泵将材料泵入到油井中产生，而是通过油井中的产生热气体的反应产生。第二步中将铝或铝/镁合金的颗粒泵入到所述的裂缝中。然后，在第三步中，将TGEC注入到油井和包含RIS颗粒的裂缝中从而在裂缝中产生热气体。因此可加热周围的区域并形成更多的裂缝。第三步中，如上所述，可另外向沉积在裂缝中的RIS颗粒提供强氧化剂例如重铬酸钾K2Cr2O7。
使用上述的装置和方法，可以连续产生热能和热气体，其加热生产层并因此可高效地抽取甚至重油和沥青。
实施例
比较例
在该比较例中选择位于“Irkenneft”油田(俄罗斯，Tatarstan)的#24193油井。将浓度为约50质量％的1.2吨硝酸铵的水溶液注入到油井中，通过将其与0.3吨亚硝酸钠(NaNO2)的水溶液混合引发其分解。处理前生产层对面的孔中的温度为66℃。生产层对面的孔(#24193油井)中的温度在处理1小时后达到126℃。在处理前#24193油井采收石油的速度为每天0.78吨，在处理后达到每天1.86吨。
本发明实施例
将1.3吨硝酸单乙醇胺的水溶液注入到Saratov地区Razumovsky油田的#21油井中。注入的溶液包括浓度约76质量％的硝酸单乙醇胺和2质量％的硝酸。通过0.012吨硼氢化钠(NaBH4)引发其分解。生产层对面的孔中的温度在处理前为86℃。生产层对面的孔(#21油井)中的温度在处理两小时后达到269℃。在处理前#21油井采收石油的速度为每天2.6吨，在处理后达到每天12.3吨。
上述的比较例和本发明的实施例清楚的示出了通过本发明可实现与目前使用的方法(比较例中为约138％)相比更高的石油采收率(根据本发明实施例为约373％)。
最后应当指出的是，本发明不限于上述的优选实施方案，并且本领域的普通技术人员可作出的可供替换的实施方案都包含在本发明的范围内。

Claims (36)

1.一种通过在油藏的生产层引发化学反应而热处理所述油藏的化学体系，其中所述化学体系包含至少以下两种组合物：
一种释放热气组合物(TGEC)，所述组合物为水溶液或水悬浮液，包含至少一种选自下列的化合物：硝酸肼，1，1-二C2-6烷基硝酸肼和1，2-二C2-6烷基硝酸肼、例如1，1-二甲基硝酸肼或1，2-二甲基硝酸肼，硝酸胍、甲酰胺硝酸加合物、乙酰胺硝酸加合物、乙腈硝酸加合物、脲硝酸加合物、硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠、硝酸钙，硝酸单、二和三C1-5烷基胺，硝酸单、二和三C1-5烷醇胺，单硝酸和二硝酸C2-6亚烷基二胺和多硝酸多C1-5亚烷基多胺；和
反应引发剂稳定剂(RIS)，其为溶液或悬浮液并且包含至少一种选自下列的化合物：
-金属硼氢化物MBH4，其中M为Li、Na或K；
-氨基硼烷(R1R2R3)N·BH3，其中R1、R2和R3独立地为氢或C1-10烷基，或者其中的R1是最多具有10个碳原子的芳基或吡啶且R2和R3是氢；
-二烷基铝酸盐MAlH2R1R2，其中M是Li、Na或K，R1和R2独立地为C1-10烷基；
-氨基铝烷(R1R2R3)N·AlH3，其中R1、R2和R3独立地为氢或C1-10烷基；和
-铝或含镁的铝合金。
2.根据权利要求1所述的化学体系，其中所述TGEC是水溶液或水悬浮液且包含至少一种选自下列的化合物：硝酸肼，1，1-二C2-6烷基硝酸肼和1，2-二C2-6烷基硝酸肼、例如1，1-二甲基硝酸肼或1，2-二甲基硝酸肼，硝酸胍，甲酰胺硝酸加合物，乙酰胺硝酸加合物，脲硝酸加合物和乙腈硝酸加合物。
3.根据权利要求1或2所述的化学体系，其中所述TGEC是硝酸与各氨基化合物反应的反应产物。
4.根据权利要求1至3任一项所述的化学体系，其中所述TGEC的pH为约3至14。
5.根据权利要求1至4任一项所述的化学体系，其中所述RIS是在合适的溶剂中的溶液或悬浮液。
6.根据权利要求5所述的化学体系，其中用于所述RIS的溶剂是水或一种选自下列的有机溶剂：汽油、挥发油、石油溶剂、煤油和石脑油。
7.根据权利要求1-6任一项所述的化学体系，其中所述的铝或含镁的铝合金是细分散的、自燃性的或颗粒状的。
8.根据权利要求1-7任一项所述的化学体系，其中所述TGEC或RIS还包含一种或多种下列金属的可溶性盐：Mn、Fe、Cr、Co、Ni或V。
9.一种通过使用根据权利要求1-8任一项所述的化学体系在油藏的生产层引发化学反应从而对所述油藏进行热处理的方法，其中将所述释放热气组合物(TGEC)和所述反应引发剂稳定剂(RIS)分别引入所述油藏中并且在所述油藏的生产层中接触从而引发产生热量和气体的化学反应。
10.根据权利要求9所述的方法，其中将所述TGEC连续引入所述油藏中并且同时将所述RIS连续或间歇地引入所述油藏中。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中以每秒约4-8升的速率将所述TGEC和RIS泵送到所述油藏中。
12.根据权利要求9-11任一项所述的方法，包括如下步骤：
a)将作为RIS的铝或铝/镁合金的颗粒引入到所述油藏的油井中并将所述颗粒保持在位于所述油井中的反应腔内；
b)将所述TGEC引入到油井中以便其接触保持在反应腔内的所述颗粒从而引发并保持产生热量和气体的热化学反应；
c)将产生的热气体传递到所述油藏的生产层中；
d)通过使所述颗粒进入生产层中来将所述的热化学反应转移到所述油藏的生产层中；和
e)使所述生产层中的颗粒和引入到油井中的所述TGEC接触。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述的反应腔位于所述油藏的生产层内或与其相毗邻。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中将脲硝酸加合物用作TGEC。
15.根据权利要求12-14任一项所述的方法，其中所述反应腔内的pH值为约3-4并且其中将所述热化学反应产生的氢气氧化为H2O。
16.根据权利要求12-15任一项所述的方法，其中将所述热化学反应并且因此将所述颗粒转移到所述生产层中存在的裂缝中。
17.根据权利要求12-16任一项所述的方法，其中在将生产层加热到最高约300℃后，将所述热化学反应转移到所述生产层中。
18.根据权利要求12-17任一项所述的方法，其中在生产层中的所述颗粒还与至少一种强氧化剂如重铬酸钾K2Cr2O7相接触。
19.根据权利要求12-18任一项所述的方法，其中使所述油藏中的石油进行氢化裂解过程。
20.根据权利要求9-19任一项所述的方法，其中将所述TGEC和RIS以被间隔流体层分离开的流体层的形式引入。
21.根据权利要求9-11任一项所述的方法，包括如下步骤：
a)将作为RIS的铝或铝/镁合金的颗粒引入到所述油藏的油井中并保持所述颗粒在位于油井中的第一反应腔内；
b)将第一TGEC引入到所述油井内以便其接触保持在所述第一反应腔内的所述颗粒从而引发并保持产生热能并加热所述第一反应腔的腔壁的热化学反应；
c)将第二TGEC引入到所述油井中以便其接触所述第一反应腔的经加热的腔壁并被点燃；
d)将点燃的TGEC传递到第二反应腔中，在其中TGEC反应产生热量和气体；和
e)将产生的热气体传递到所述油藏的生产层中；
22.一种对油藏进行热化学处理的装置，所述热化学处理通过将权利要求1-8任一项所述的释放热气组合物(TGEC)和反应引发剂稳定剂(RIS)分别引入到所述油藏的油井中并且使所述TGEC和RIS在所述油井的生产层中接触从而引发和保持产生热量和气体的化学反应而进行，其中所述装置包括：
一个插入油井的抽油管中的外部管道，从而形成一个在所述外部管道外侧和抽油管内侧之间的外部环形空间，其中所述外部管道的下端位于油井的生产层内或其上方；
一个位于外部管道的下端的上方并封闭外部环形空间的封隔器；
一个插入所述外部管道中的内部管道，从而形成一个在所述内部管道外侧和所述外部管道内侧之间的内部环形空间，其中所述内部管道使得可将TGEC或RIS之一供给到所述生产层，并且所述内部环形空间使得可将TGEC或RIS中的另一个供给到所述生产层中，其中所述内部管道的下端位于所述生产层内或其上方；
其中所述外部管道的下端和所述内部管道的下端中的至少一个位于所述油井的生产层内；和
一个将所述TGEC和RIS在所述油井的生产层中相互接触的混合设备。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述的混合设备的形式为：所述外部管道的封闭的下端位于所述内部管道的下端的上方但在所述封隔器的下方；
所述的内部管道内的多个开口使得在所述内部环形空间和所述内部管道之间进行流体交换，其中所述开口位于所述内部管道的远端部分但在所述外部管道的下端的上方。
24.根据权利要求23所述的装置，其中所述的开口是狭缝喷射喷嘴，该喷嘴是斜向延伸穿过所述内部管道的管状连接通道并包括狭缝。
25.根据权利要求24所述的装置，其中所述狭缝形成于管状连接通道的下半部分。
26.根据权利要求23-25任一项所述的装置，其中在所述内部管道的开口的下方，一个烧杯被插入所述内部管道中，所述烧杯包括底部开口，使得混合流体能通过所述内部管道，但随着RIS供给的颗粒状材料不能通过。
27.根据权利要求26所述的装置，其中所述的烧杯由铝或铝/镁合金制成。
28.根据权利要求22-27任一项所述的装置，其中在所述内部管道的开口的下方，在内部管道中布置至少一个涡轮混合设备，所述涡轮混合设备包含由至少一个滑动轴承支撑并带有涡轮叶片和混合叶片的轴，其中所述滑动轴承包含使得流经所述内部管道的流体通过的开口，并且其中所述涡轮叶片从流动的流体传递能量到轴使轴和所连接的混合叶片旋转。
29.根据权利要求22所述的装置，其中所述的混合设备的形式为：
所述内部管道的下端位于所述外部管道的下端的上方；和
至少一个涡轮混合设备安装在所述外部管道内、位于所述内部管道下端的下方，所述的涡轮混合设备包含由至少一个滑动轴承支撑并带有涡轮叶片和混合叶片的轴，其中所述滑动轴承包含使得流经所述内部管道的流体通过的开口，并且其中所述涡轮叶片从流动的流体传递能量到轴使轴和所连接的混合叶片旋转。
30.根据权利要求27或28所述的装置，其中相邻的涡轮混合设备的旋转方向相反。
31.根据权利要求22所述的装置，其中所述混合设备的形式为：
所述内部管道的下端位于所述外部管道的下端的上方；和
一个烧杯插入到所述内部管道的下端，所述烧杯包括底部开口使得穿过所述内部管道供给的流体可通过但随RIS供给的颗粒状材料不可通过。
32.根据权利要求31所述的装置，其中所述烧杯由铝或铝/镁合金制成。
33.一种对油藏进行热化学处理的装置，所述热化学处理通过将权利要求1-9任一项所述的释放热气组合物(TGEC)和反应引发剂稳定剂(RIS)分别引入到所述油藏的油井中并且使所述TGEC和RIS在所述油井的生产层中接触从而引发和保持产生热量和气体的化学反应而进行，其中所述装置包括：
一个插入到油井的抽油管中的管道，从而在该管道外侧和抽油管内侧之间形成一个环形空间，其中该管道的下端位于所述油井的生产层内或其上方；
一个位于所述管道的下端并封闭所述环形空间的封隔器，
一个插入所述管道的下端的烧杯，所述烧杯包括底部开口以使得所述TGEC和RIS可通过管道而随所述RIS供给的颗粒状材料不可通过。
34.根据权利要求33所述的装置，其中所述烧杯由铝或铝/镁合金制成。
35.根据权利要求22-34任一项所述的装置，其中所述封隔器包括感应元件用来测量封隔器的温度和封隔器下方的压力。
36.根据权利要求22-35任一项所述的装置，其中所述的混合设备还包括至少一个供所述TGEC和RIS在其中反应的反应腔。
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