CN102942913A

CN102942913A - 一种应用于浅井加氢热气化学增产的溶液组份

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Publication number: CN102942913A
Application number: CN2012104800350A
Authority: CN
Inventors: 西莫年科·阿列克谢; 韩炜; 李子璇; 周亮
Original assignee: Jilin Guantong Energy Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Jilin Guantong Energy Technology Co., Ltd.
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: CN102942913B

Abstract

本发明属于石油开采技术领域，涉及一种可提高浅井、近井带渗透率的加氢热气化学增产的溶液组份。该组份是由质量为1：1的1号溶液和2号溶液组成，1号溶液由37～43％的硝酸铵NH₄NO₃、23～26％的尿素CO(NH₂)₂、5～8％的癸硼烷B₁₀H₁₄、1～2％的葡萄糖C₆H₁₂O₆、0.5～1.5％的环六亚甲基四胺(CH₂)₆N₄和19.5～33.5％的水组成；2号溶液由44～48％的硝酸钠NaNO₃、15～20％的亚硝酸钠NaNO₂、17～21％的氢铝化钠NaAlH₄和15～19％的四氯乙烯C₂Cl₄组成。该溶液组份能够使矿层孔隙度增大，从而使渗透率增大，增产可达2～10倍。

Description

一种应用于浅井加氢热气化学增产的溶液组份

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种可提高浅井、近井带渗透率的加氢热气化学增产的溶液组份。

背景技术

目前国内外对浅井开采所用的化学方法一般为压裂酸化方法。通过压入酸来增加矿层裂缝提高矿层的渗透性以提高产量。目前常见的有基质酸化工艺技术（利用酸液溶解地层岩石孔隙及裂缝堵塞物，扩大油气渗流通道），普通酸化工艺技术（用酸液压开并刻蚀裂缝，改善油气渗漏条件），交替相前置液酸压工艺技术（用不同流体黏度和反应特性差异，在交替注入过程中获得非均匀刻蚀裂缝，降低酸液滤失，从而获得较长的酸液有效作用距离和较高的酸蚀缝导流能力），降滤失酸压工艺技术（在酸压过程中随酸液注入降滤剂或改变酸液滤失性，达到降低滤失，提高酸液效率的作用）等。

这些工艺虽广泛应用于浅井，但是存在一些问题。比如作用半径小，沉淀物易产生造成二次伤害，液体置放问题以及开采量较低等等。这样就影响了石油的开采效率。上述增产措施相比，本发明就是通过配制高效的溶液组份增加矿层渗透率从而提高开采量，具有施工简单、成本低、作用范围广、对环境影响小、增产效果明显且持续时间长等优点，是一种具有发展潜力的低渗透浅井增产方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种可提高浅井近井带渗透率的加氢热气化学增产的溶液组份。

首先，根据浅井的结构参数配制两种工作溶液（1号溶液，2号溶液），要保证1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1）。

1号溶液（燃料氧化剂），按质量和100％计算，由37～43％的硝酸铵NH₄NO₃、23～26％的尿素CO(NH₂)₂、5～8％的癸硼烷B₁₀H₁₄（河南万象科贸有限公司购得）、1～2％的葡萄糖C₆H₁₂O₆、0.5～1.5％的环六亚甲基四胺(CH₂)₆N₄（在北京西化仪科技有限公司购得）和19.5～33.5％的水组成。

1号溶液的制备方法：

1.1按溶液质量和100％计算，首先向容器中加入37～43％的硝酸铵，随后倒入19.5～33.5％的水，搅拌10～20分钟；

1.2之后加入23～26％的尿素，搅拌10～20分钟；

1.3再向得到的溶液加入5～8％的癸硼烷，搅拌10～20分钟；

1.4最后加入1～2％的葡萄糖、0.5～1.5％的环六亚甲基四胺，充分搅拌10～20分钟，从而制得1号溶液；

2号溶液（带有加氢反应剂的燃料氧化剂），按质量和100％计算，由44～48％的硝酸钠NaNO₃、15～20％的亚硝酸钠NaNO₂、17～21％的氢铝化钠NaAlH₄（在上海亿林物资公司购得）和15～19％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：

2.1按溶液质量和100％计算，首先向容器中加入44～48％的硝酸钠和15～20％的亚硝酸钠；

2.2然后向容器内倾倒15～19％的四氯乙烯，搅拌10～20分钟；

2.3最后向容器中加入17～21％的氢铝化钠，搅拌10～20分钟，从而制得2号溶液。

在开采之前需要安装封隔器（系指具有弹性密封元件，并借此封隔各种尺寸管柱与井眼之间以及管柱之间环形空间，并隔绝产层，以控制产（注）液，保护套管的井下工具。在石油井下作业中广泛应用。我们使用的封隔器型号为Y521-102，封隔器安装在射孔区上方50米处）以防止井中液体喷出和减少开采时的能量损失。之后分别向井下注入1号溶液和2号溶液，当两种溶液在井底混合立即开始发生反应，对矿层进行热化学作用。

首先发生加氢反应剂与水的反应

NaAlH₄+4H₂O=NaOH+Al(OH)₃+4H₂+Q ①

反应①中释放的氢气部分渗透到矿层，并产生了多级破坏高分子烃的反应，使石油的黏度和密度都降低。

与反应①同时发生的产热产气反应

NaNO₂+CO(NH₂)₂+H⁺=2N₂+CO₂+3H₂O+Na⁺+Q ②

酸化环境下反应②通过盐水解和电解质电离产物发生以下反应

NH₄NO₃+H₂O=H⁺+NO₃ ^-+NH₄OH

反应②中氮气和二氧化碳作为载热体渗透矿层，他们使矿层受热通过溶合到石油中使石油黏度下降

反应①的结果是硝酸铵受热分解发生以下的分解反应

NH₄NO₃=N₂O+2H₂O+Q ③

2NH₄NO₃=2N₂+4H₂O+O₂+Q ④

反应③④使温度明显提高，产生了自由的氧气，其中一部分能够消耗尽无法渗透矿层的氢气

2H₂+O₂=2H₂O+Q ⑤

井区温度的升高将发生下面的反应

2NaNO₃=2NaNO₂+O₂ ⑥

4NaNO₂=2Na₂O+2N₂+3O₂ ⑦

反应④⑥⑦中释放的氧气与癸硼烷B₁₀H₁₄反应并放出大量的热

B₁₀H₁₄+11O₂=5B₂O₃+7H₂O+Q ⑧

⑦中形成的Na₂O与水反应

Na₂O+H₂O=2NaOH ⑨

①和⑨反应形成的NaOH将于矿层发生反应

2NaOH+SiO₂=Na₂SiO₃+H₂O

2NaOH+Al₂O₃=2NaAlO₂+H₂O

生成的硅酸钠Na₂SiO₃和偏铝酸钠NaAlO₂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，我们采用的新溶液组份能够有效地使矿层孔隙度增大，从而使渗透率增大，新方法在矿井区域，近井区域，矿层和油藏间同时作用，增产可达2～10倍。

附图说明

图1：油井结构示意图；其中：1井口；2油管；3套管；4射孔孔眼；5人工井底；6油（气）层；

具体实施方式

实施例1吉林油田1号浅井增产作业

1号油井为中孔低渗透油层；人工井底343.5m；射孔范围220.8-226.0m；套管直径

增产作业前日产液t，其中日产油t；已知每米套管的容积：8.17升/米。由以上数据可得出反应区体积为1.0025m³。配制1号溶液0.55m³，2号溶液0.45m³，质量为715kg。

1号溶液（燃料氧化剂）包含：硝酸铵NH₄NO₃，尿素CO(NH₂)₂，癸硼烷B₁₀H₁₄，葡萄糖C₆H₁₂O₆，环六亚甲基四胺(CH₂)₆N₄，水。各自所占的质量百分比：43％，26％，8％，2％，1.5％，19.5％；各组分的质量分别为：硝酸铵307.45kg，尿素185.9kg，癸硼烷57.2kg，葡萄糖14.3kg，环六亚甲基四胺10.725kg，水139.425kg。

2号溶液（带有加氢反应剂的燃料氧化剂）包含硝酸钠NaNO₃，亚硝酸钠NaNO₂，氢铝化钠NaAlH₄，四氯乙烯C₂Cl₄。各自所占的质量百分比：44％，20％，17％，19％。各组分的质量分别为：硝酸钠314.6kg，亚硝酸钠143kg，氢铝化钠121.55kg，四氯乙烯135.85kg。

2011年4月20日，将1号溶液通过油管注入到井内，反应持续12-14小时之后，再向井中注入2号溶液。

通过查看生产记录发现，1号油井增产现象明显，增产作业前，日产液1.6t，其中日产油0.7t，增产作业后日产液3.2t，其中日产油2.4t，到2012年6月20日持续增产已达428天，累计增油346.4吨。

实施例2吉林油田2号浅井增产作业

2号油井为中孔低渗透油层；人工井底312.6m；射孔范围256.0-261.0m；套管直径

增产作业前日产液1.6t，其中日产油0.7t；已知每米套管的容积：8.17升/米。由以上数据可得出反应区体积为1.104m³。配制1号溶液0.497m³，2号溶液0.403m³，质量为645.5kg。

1号溶液（燃料氧化剂）包含：硝酸铵NH₄NO₃，尿素CO(NH₂)₂，癸硼烷B₁₀H₁₄，葡萄糖C₆H₁₂O₆，环六亚甲基四胺(CH₂)₆N₄，水。各自所占的质量百分比：42％，25％，7％，1.5％，1％，23.5％；各组分的质量分别为：硝酸铵271.11kg，尿素161.375kg，癸硼烷45.185kg，葡萄糖9.6825kg，环六亚甲基四胺6.455kg，水151.69kg。

2号溶液（带有加氢反应剂的燃料氧化剂）包含硝酸钠NaNO₃，亚硝酸钠NaNO₂，氢铝化钠NaAlH₄，四氯乙烯C₂Cl₄。各自所占的质量百分比：48％，16％，21％，15％。各组分的质量分别为：硝酸钠309.84kg，亚硝酸钠103.28kg，氢铝化钠135.5kg，四氯乙烯96.825kg。

通过查看生产记录发现，2号油井增产现象明显，增产作业前，日产液1.5t，其中日产油0.9t，增产作业后日产液4.0t，其中日产油3.1t，到2012年6月20日持续增产已达428天，累计增油684.8吨。

实施例3吉林油田3号浅井增产作业

2号油井为中孔低渗透油层；人工井底351.45m；射孔范围250.8-262.0m；套管直径

增产作业前日产液1.6t，其中日产油0.7t；已知每米套管的容积：8.17升/米。由以上数据可得出反应区体积为0.815m³。配制1号溶液0.386m³，2号溶液0.314m³，质量为501.8kg。

1号溶液（燃料氧化剂）包含：硝酸铵NH₄NO₃，尿素CO(NH₂)₂，癸硼烷B₁₀H₁₄，葡萄糖C₆H₁₂O₆，环六亚甲基四胺(CH₂)₆N₄，水。各自所占的质量百分比：37％，23％，5％，1％，0.5％，33.5％；各组分的质量分别为：硝酸铵185.6kg，尿素115.41kg，癸硼烷25.09kg，葡萄糖5.02kg，环六亚甲基四胺2.51kg，水168.1kg。

2号溶液（带有加氢反应剂的燃料氧化剂）包含硝酸钠NaNO₃，亚硝酸钠NaNO₂，氢铝化钠NaAlH₄，四氯乙烯C₂Cl₄。各自所占的质量百分比：47％，15％，20％，18％。各组分的质量分别为：硝酸钠235.8kg，亚硝酸钠75.27kg，氢铝化钠100.36kg，四氯乙烯90.32kg。

通过查看生产记录发现，2号油井增产现象明显，增产作业前，日产液3.5t，其中日产油2.7t，增产作业后日产液5.0t，其中日产油4.2t，到2012年6月20日持续增产已达428天，累计增油642吨。

Claims

1.一种应用于浅井加氢热气化学增产的溶液组份，其特征在于：由质量比为1：1的1号溶液和2号溶液组成，按质量和100％计算，1号溶液由37～43％的硝酸铵NH₄NO₃、23～26％的尿素CO(NH₂)₂、5～8％的癸硼烷B₁₀H₁₄、1～2％的葡萄糖C₆H₁₂O₆、0.5～1.5％的环六亚甲基四胺(CH₂)₆N₄和19.5～33.5％的水组成；2号溶液由44～48％的硝酸钠NaNO₃、15～20％的亚硝酸钠NaNO₂、17～21％的氢铝化钠NaAlH₄和15～19％的四氯乙烯C₂Cl₄组成。

2.如权利要求1所述的一种应用于浅井加氢热气化学增产的溶液组份，其特征在于：1号溶液和2号溶液的体积之和小于油井反应区的体积。