專利名稱：：一種油井增產(chǎn)新方法及其釋氫活性試劑組份的制作方法一種油井增產(chǎn)新方法及其釋氫活性試劑組份
技術領域：
該發(fā)明屬于石油增產(chǎn)領域，具體涉及一種油井增產(chǎn)新方法及在油井增產(chǎn)過程中應用的釋氫活性試劑組份，其能在可控脈沖-物理化學作業(yè)條件下，利用氫氣等氣體對油層巖石和石油餾分的作用以及同時產(chǎn)生的物理化學作用，達到油井增產(chǎn)的目的。技術背景隨著社會經(jīng)濟持續(xù)快速增長，油氣需求日益增加。1993年我國成為石油凈進口國后，原油進口逐年增大，2006年，我國石油對外依存度已達47.0%，較2005年提高4.1個百分點。2006年，我國原油產(chǎn)量同比增長1.7%,而石油凈進口同比增長19.6%。據(jù)海關總署發(fā)布的信息，今年1季度，我國原油和成品油進口同比均呈上升趨勢。另外，國內(nèi)東部多數(shù)油田目前處于高含水期開采階段，綜合采收率僅為32%左右，意味著仍有六成以上的石油"留守"地下。低滲透油田是我國潛在石油產(chǎn)量的主要來源。在我國低滲透油氣田廣泛分布在全國的各個油區(qū)。其中探明儲量大于2x108t的油區(qū)分別為中石油的大慶、吉林、遼河、大港、新疆、長慶、吐哈和中石化的勝利、中原等9個油區(qū)。并且以上油區(qū)的動用儲量大于1x108t。這些油區(qū)共有低滲透地質(zhì)儲量22.02x108t。國內(nèi)高能氣體壓裂技術經(jīng)過近二十年的研究與推廣已經(jīng)發(fā)展為一項基本成熟的，在各油氣田應用中取得了良好的經(jīng)濟效益，正在向綜合性壓裂發(fā)展的油氣層改造增產(chǎn)新技術。近年來單一的高能氣體壓裂轉(zhuǎn)向了高能氣體與射L，水力壓裂"酸化等的復合聯(lián)作技術的發(fā)展。特別是高能氣體與射孔聯(lián)作(又稱深穿透復合射孔)技術在各個油氣田都得到了較普遍的推廣。高能氣體壓裂本身也從火藥組成，燃燒方式方向上，發(fā)展有液體火藥高能氣體壓裂，可控脈沖等高能氣體壓裂新技術?？煽孛}沖-物理化學增產(chǎn)技術屬于高能氣體壓裂技術的一種改進技術，在進行高能氣體壓裂的同時，利用氫氣對油層巖石及重油餾分進行處理，從而達到增產(chǎn)的目的。該發(fā)明是一種可應用于可控脈沖-物理化學增產(chǎn)技術的一組試劑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種油井增產(chǎn)的新方法及在增產(chǎn)過程中應用的釋氫活性試劑組份，釋氫活性試劑組份在可控脈沖-物理化學油井增產(chǎn)作業(yè)時，通過釋放出活性氫原子、通過對油層進行綜合作用，達到油井增產(chǎn)方面的應用。本專利所述的釋氫活性試劑組份適用于埋藏深度超過1000米、巖層中碳酸鹽含量不超過25%、油層厚度在2180米之間、附近沒有自然水(地下水，湖水，河流)的油、氣井。本專利所述釋氫活性試劑組份包括釋氫組份(「PC)、氧化劑組份(「0C)和中和液組份。這些試劑組份在油層區(qū)(也有可能進入油層)，在油層條件下(溫度8012(TC，壓力80~150個大氣壓)，即使沒有空氣參與，他們也能夠在水中反應，反應中放出原子態(tài)和分子態(tài)的氫、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳和氮氣，同時其他成分開始分解為硝酸鹽等化合物。反應中放出的活性氫原子在油層條件下，不僅可以保障重油成分轉(zhuǎn)化和分解成汽油餾分和甲垸，而且可以降低油巖的極限強度，使油巖脆化；分子氫、氧化氮、氧化碳和氮氣等氣體的存在可以降低油巖的親油性，從而提高石油的流動性；氮氧化物等酸性物質(zhì)在有水存在的條件下，可以腐蝕油巖表面缺陷，改善油層的空隙結構；試劑的反應是一種緩釋反應，可以形成不連續(xù)的多重脈沖，這種脈沖可以更有效地作用于油層。輕微的沖擊會形成微裂紋(顯微鏡下可明顯觀測到)，進而脹裂油巖，產(chǎn)生新的裂縫。下一次沖擊可以使上一次沖擊產(chǎn)生的裂縫變寬、變長。由于壓裂過程中的負壓作用、脈沖作用、熱化學作用等，可以有效清除近井地帶由于鉆井、射孔和各種原因造成的污染和堵塞，改善近井地帶滲流環(huán)境，達到油、氣井增產(chǎn)的目的。本專利所述油井增產(chǎn)方法，包括如下步驟，1.通過漏斗依靠重力向井內(nèi)注入前面配制的釋氫組份600800kg，保證注液過程中沒有空氣進入油管，待釋氫組份全部進入油管后，用10~20個大氣壓的壓力通過油管口向油井套管內(nèi)注水，注水量應保證油管內(nèi)釋氫組份全部至井底；2.提升油管，使油管下端管口位于油層上方30~50米處；3.再通過油管依靠重力向井內(nèi)注入氧化劑組份400500kg，注液過程同1，使氧化劑組份與釋氫組份靠重力在井底自然混合；4.待氧化劑組份全部注入完畢，使油井處于開井狀態(tài)反應12~24小時；5.測量油井內(nèi)液面高度，然后注水至井口；6.將油管下放到油層區(qū)，通過漏斗依靠重力注入中和液組份500700kg，待中和液組份全部進入油管后，打開注水泵通過油管向油井套管內(nèi)注水，注水量是使中和液組份剛到油管下端管口即所有中和液組份都在油管內(nèi)，關閉套管閥門，通過水泥車在70~80大氣壓下，向油管內(nèi)注水2~5M3，關閉油管反應24~36小時；7.最后將油管下放至離人工井底1~5米，用2倍井體積的水洗井(同酸洗作業(yè)后的洗井作業(yè))后交付采油。注1米油管容積=3.21_，1米套管容積=13.061_，釋氫組份及之后各組份在油管內(nèi)的位置可以通過計算注水量來控制；上述步驟中涉及的釋氫活性試劑組份由如下方法制備1.釋氫組份(「PC)的配制1.1將13kg蔗糖或葡萄糖倒入耐高溫的反應器中，加入15kg水加熱至65~75°C，加入0.0卜0.5kgC5Bk)H22或C3B化H"，充分攪拌后，加入濃度為6365。/。的硝酸12kg，并充分攪拌，然后冷卻至室溫，制得添加劑；1.2將1020kg市售無塊狀結晶的硝酸銨裝入反應罐中；1.3按與硝酸銨質(zhì)量比為1:2~5的比例，向步驟1.2的反應罐中加入顆粒狀尿素；1.4按與硝酸銨質(zhì)量比為1:6~10的比例，將步驟1.1的添加劑放入步驟1.3的反應罐中，并強力攪拌直到變成組份均一的混合物；1.5將步驟1.4制得的混合物，按質(zhì)量比為47:1的比例與四氯乙烯或四氯化碳混合，得釋氫組份；2.氧化劑組份(roc)的配制2.1.將36kg市售無塊狀結晶的尿素裝入反應罐中；2.2.按與尿素質(zhì)量比為1:3~10的比例，將氫氧化鋰或氫氧化鉀放入2.1的反應罐中；2.3.按與尿素質(zhì)量比為1:3~10的比例，將鋁粉(粒徑為100~300目)放入2.2的反應罐中；2.4.按與尿素質(zhì)量比為42:1的比例，向2.3的反應罐中加入亞硝酸鈉或亞硝酸鉀；2.5.向2.4的反應罐中加入14kg水，并強力攪拌；3.中和液組份的配制(一般在油井口處配置)-3.1.將610kg市售無塊狀結晶的硝酸銨裝入反應罐中；3.2.按與硝酸銨質(zhì)量比為1:2~4的比例，將冰醋酸或草酸放入3.1的反應罐3.3.按與硝酸銨質(zhì)量比為8~12:1的比例，將鹽酸或者乙酸放入3.2的反應罐中；3.4.按與硝酸銨質(zhì)量比為1:2~4的比例，將氯化鉸放入3.3的反應罐中，并強力攪拌。本專利所述的釋氫活性試劑組份，其在油井增產(chǎn)方面應用時，一般需要對油井進行前期處理，步驟如下1.將酸洗用水泥車、2個儲水罐(70~80立方米)、大修井架、相關藥劑和容積為100~120L的漏斗運至油井；2.去除油井套管內(nèi)的油泵等，使套管內(nèi)只剩下油管，打開套管閥門，使油井處于開井狀態(tài)；3.用水清洗油管，疏通油管，以便除去其上附著的石蠟，將洗井廢液排放到指定的廢液池中；4.將油管下放到距人工井底1~5米處；5.整理場地，安裝架子、平臺，安裝注藥劑時使用的容積為100120L的漏斗、包括連接漏斗和油管的軟管；6.在8~10個大氣壓下通過油管向油井套管內(nèi)注水至井口；7.將油管口與漏斗用膠管連接，如果不能將漏斗直接接在油管口上方，需要使漏斗高于井口位置，軟管斜度大于45。；作用效果可控脈沖-物理化學石油增產(chǎn)技術可以保證1.使石油的粘度降低2~5倍，并使油水系統(tǒng)液體間的表面張力減?。?.處理過程中使用分解產(chǎn)生的氫氣作為主要載能物質(zhì)。氫的比熱為C=14.2千焦/kg，這比水蒸氣的比熱高7倍，比氮氣、氧氣和氧化碳的比熱高14倍多。而水蒸氣在氫氣中的有效擴散系數(shù)比在氮氣和氬氣中幾乎要高一個數(shù)量級。眾所周知，在有氫存在的情況下，氧化劑向釋氫組份表面供給的速度將指數(shù)倍提高。3.在氫氣的作用下，油巖會脆化。這里有原子氫的作用，氫原子會進入微孔，并與石油分子結合，而石油分子從這樣的微孔中卻無法出來。輕微的沖擊會形成微裂紋，進而脹裂油巖。4.在固體巖石中應力集中處會產(chǎn)生微裂紋，裂紋在極小的應力作用下就會長大。該技術處理油井時，反應中會脈沖式地釋放出大量氣體，平均總量在900~1200立方米。經(jīng)上述過程處理后，油層的滲透性將會大幅度提高，液體流量最低提高22.5倍。圖1:處理作業(yè)前油井結構示意圖各部件依次為套管閥門1，油管2，套管3，射孔區(qū)4，人工井底5，產(chǎn)油層6。具體實施方式實施例1:1.1.選擇油井施工油井的基礎數(shù)據(jù)投產(chǎn)時間2001年9月，套管直徑139.7mm，鉆井深度1815m，油管直徑73mm，油管下放深度1560.3m，人工井底1799.66m，完井方式射孔完井，射孔密度16個/米，巖層碳酸鹽含量15%。1.2.準備化學試劑-釋氫組份配方(71化g):<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>中和液組份配方(590kg):<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>1.3.試劑配制1.3.1.釋氫組份(「PC)的配制1.3.1.1.將26kg蔗糖倒入耐高溫的反應器中，加入40kg水加熱至75°C，加入2kgC5B1QH22，充分攪拌后，加入濃度為63%的硝酸30kg，并充分攪拌，然后冷卻至室溫，制得添加劑；1.3.1.2.將364kg市售無塊狀結晶的硝酸銨裝入反應罐中；1.3.1.3.向步驟1.3.1.2的反應罐中加入顆粒狀尿素120kg;13.1.4.將步驟1.3.1.1的添加劑放入步驟1.3.13的反應罐中，并強力攪拌直到變成組份均一的混合物；1.3.1.5.將步驟1.3.1.4制得的混合物，與129kg四氯乙烯混合，得釋氫組份；1.3.2.氧化劑組份(「OC)的配制1.3.2.1.將9化g市售無塊狀結晶的尿素裝入反應罐中；1.3.2.2.將氫氧化鋰15kg放入1.3.2.1的反應罐中；1.3.2.3.將鋁粉(粒徑為100目)15kg放入1.3.2.2的反應罐中;1.3.2.4.向1.3.2.3的反應罐中加入亞硝酸鈉273kg;1.3.2.5.向1.3.2.4的反應罐中加入64kg水，并強力攪拌；1.3.3.中和液組份的配制(一般在油井口處配置)1.3.3.1.將50kg市售無塊狀結晶的硝酸銨裝入反應罐中；1.3.3.2.將冰醋酸20kg放入1.3.3.1的反應罐中；1.3.3.3.將濃度為32%的鹽酸HCL500kg放入1.3.3.2的反應罐中；1.3.3.4.將氯化銨20kg放入1.3.3.3的反應罐中，并強力攪拌。1.4.施工將釋氫組份711kg，氧化劑組份458kg，中和液組份590kg，按照施工步驟，先將釋氫組份、氧化劑組份注入到油井中，并使其反應12小時，之后注入中和液組份并開井觀察1天，最后用2倍于井體積的水洗井。1.5.增產(chǎn)效果增產(chǎn)作業(yè)后的第二天即恢復生產(chǎn)，單井產(chǎn)量由增產(chǎn)作業(yè)前的1.2噸/天增加到6噸/天，增產(chǎn)達400%。增產(chǎn)效果持續(xù)3年，累計增產(chǎn)達到5135噸。實施例2:2.1.選擇油井施工油井的基礎數(shù)據(jù)-投產(chǎn)時間2003年1月，套管直徑139.7mm，鉆井深度1805m，油管直徑73mm油管下放深度1532.8m，人工井底1787.95m，完井方式射孔完井，射孔密度16個/米，巖層碳酸鹽含量12%。2.2.準備化學試劑按各組份配制方法，分別配制各組份。釋氫組份配方(700kg):<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>R化劑組份酉己方(518kg):<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>4.鋁粉Al(200目)205.水67中和液組份酉己方(590kg):序號物質(zhì)名稱質(zhì)量kg1.硝酸銨502.冰醋酸203.濃度為32%的鹽酸HCL5004.氯化銨202.3.試劑配制2.3.1.釋氫組份(「PC)的配制2.3.1.1.將3化g蔗糖或葡萄糖倒入耐高溫的反應器中，加入40kg水加熱至75°C，加入2kgCsBK)H22，充分攪拌后，加入濃度為63%的硝酸30kg，并充分攪拌，然后冷卻至室溫，制得添加劑；2.3.1.2.將354kg市售無塊狀結晶的硝酸銨裝入反應罐中；2.3.1.3.向步驟2.3.1.2的反應罐中加入顆粒狀尿素114kg;2.3.1.4.將步驟2.3.1.1的添加劑放入步驟2.3.1.3的反應罐中，并強力攪拌直到變成組份均一的混合物；2.3.1.5.將步驟2.3.1.4制得的混合物，與129kg四氯乙烯混合，得釋氫組份；2.3.2.氧化劑組份(「OC)的配制2.3.2.1.將9化g市售無塊狀結晶的尿素裝入反應罐中；2.3.2.2.將氫氧化鋰20kg放入2.3.2.1的反應罐中；2.3.2.3.將鋁粉(粒徑為100目)20kg放入2.3.2.2的反應罐中;2.3.2.4.向2.3.2.3的反應罐中加入亞硝酸鈉320kg;2.3.2.5.向2.3.2.4的反應罐中加入67kg水，并強力攪拌；2.3.3.中和液組份的配制(一般在油井口處配置)2.3.3.1.將50kg市售無塊狀結晶的硝酸銨裝入反應罐中；2.3.3.2.將冰醋酸20kg放入2.3.3.1的反應罐中；2.3.3.3.將濃度為32%的鹽酸HCL500kg放入2.3.3.2的反應罐中；2.3.3.4.將氯化銨20kg放入2.3.3.3的反應罐中，并強力攪拌。2.4.施工將得到釋氫組份700kg，氧化劑組份518kg，中和液組份590kg。按照施工步驟，先將釋氫組份、氧化劑組份注入到油井中，并使其反應12小時，之后注入中和液組份并開井觀察2天，最后用2倍于井體積的水洗井。2.5.增產(chǎn)效果增產(chǎn)作業(yè)后的第二天即恢復生產(chǎn)。單井產(chǎn)量由增產(chǎn)作業(yè)前的0.8噸/天增加到2噸/天，增產(chǎn)達150%。增產(chǎn)效果持續(xù)4年，累計增產(chǎn)達到1852噸。權利要求1、釋氫活性試劑組份，包括釋氫組份、氧化劑組份和中和液組份，其由如下步驟制備A釋氫組份的配制1.1將1～3kg蔗糖或葡葡糖倒入耐高溫的反應器中，加入1～5kg水加熱至65～75C，加入0.01～0.5kgC5B10H22或C3B10H18，充分攪拌后，加入濃度為63～65％的硝酸1～2kg，并充分攪拌，然后冷卻至室溫，制得添加劑；1.2將10～20kg市售無塊狀結晶的硝酸銨裝入反應罐中；1.3按與硝酸銨質(zhì)量比為1∶2～5的比例，向步驟1.2的反應罐中加入顆粒狀尿素；1.4按與硝酸銨質(zhì)量比為1∶6～10的比例，將步驟1.1的添加劑放入步驟1.3的反應罐中，并強力攪拌直到變成組分均一的混合物；1.5將步驟1.4制得的混合物，按質(zhì)量比為4～7∶1的比例與四氯乙烯或四氯化碳混合，得釋氫組份；B氧化劑組份的配制2.1將3～6kg市售無塊狀結晶的尿素裝入反應罐中；2.2按與尿素質(zhì)量比為1∶3～10的比例，將氫氧化鋰或氫氧化鉀放入2.1的反應罐中；2.3按與尿索質(zhì)量比為1∶3～10的比例，將鋁粉(粒徑為100目)放入2.2的反應罐中；2.4按與尿素質(zhì)量比為4～2∶1的比例，向2.3的反應罐中加入業(yè)硝酸鈉或亞硝酸鉀；2.5向2.4的反應罐中加入1～4kg水，并強力攪拌，得氧化劑組份；C中和液組份的配制3.1將6～10kg市售無塊狀結晶的硝酸銨裝入反應罐中；3.2按與硝酸銨質(zhì)量比為1∶2～4的比例，將冰醋酸或草酸分別放入3.1的反應罐中；3.3按與硝酸銨質(zhì)量比為8～12∶1的比例，將鹽酸或者乙酸放入3.2的反應罐中；3.4按與硝酸銨質(zhì)量比為1∶2～4的比例，將氯化銨放入3.3的反應罐中，并強力攪拌，得中和液組份。2、一種油井增產(chǎn)的方法，其步驟是1)對油井進行前期處理后，通過漏斗依靠重力向井內(nèi)注入釋氫組份600~800kg，保證注液過程中沒有空氣進入油管，待一號溶液全部進入油管后，用10~20個大氣壓的壓力通過油管口向油井套管內(nèi)注水，注水量應保證油管內(nèi)一號溶液全部至井底；2)提升油管，使油管下端管口位于油層上方30~50米處；3)再通過油管依靠重力向井內(nèi)注入氧化劑組份400500kg，注液過程同步驟1)，使氧化劑組份與釋氫組份靠重力在井底自然混合；4)待各組份溶液全部注入完畢，使油井處于開井狀態(tài)反應12~24小時；5)測量油井內(nèi)液面高度，然后注水至井口；6)將油管下放到油層區(qū)，通過漏斗依靠重力注入中和液組份500700kg，待中和液組份全部進入油管后，打開注水泵通過油管向套管內(nèi)注水，注水量是使中和液組份剛到油管下端管口即所有三號溶液都在油管內(nèi)，關閉套管閥門，通過水泥車在70~80大氣壓下，向井內(nèi)注水2~5M3，關閉油管反應24~36小時；7)最后將油管下放至離人工井底1~5米，用2倍井體積的水洗井后交付采油。3、如權利要求2所述的油井增產(chǎn)的方法，其特征在于對油井進行前期處理的歩驟為，1)將酸洗用水泥車、2個70~80立方米儲水罐、大修井架、相關藥劑和容積為100~1201_的漏斗運至油井；2)去除油井套管內(nèi)的油泵等，使套管內(nèi)只剩下油管，打開套管閥門，使油井處于開井狀態(tài)；3)用水清洗油管，疏通油管，以便除去其上附著的石蠟，將洗井廢液排放到指定的廢液池中；4)將油管下放到距人工井底1~5米處；5)整理場地，安裝架子、平臺，安裝注藥劑時使用的容積為100~1201_的漏斗、包括連接漏斗和油管的軟管；6)在8~10個大氣壓下通過油管向油井套管內(nèi)注水至井口；7)將油管口與漏斗用膠管連接，如果不能將漏斗直接接在油管口上方，需要使漏斗高于井口位置，軟管斜度大于45°。4、如權利要求2或3所述的油井增產(chǎn)的方法，其特征在于用于埋藏深度超過1000米、巖層中碳酸鹽含量不超過25%、油層厚度在2~180米之間、附近沒有自然水的油井或氣井。全文摘要本發(fā)明涉及一種油井增產(chǎn)新方法及在油井增產(chǎn)過程中應用的釋氫活性試劑組份，其能在可控脈沖-物理化學作業(yè)條件下，利用氫氣等氣體對油層巖石和石油餾分的作用以及同時產(chǎn)生的物理化學作用，達到油井增產(chǎn)的目的。這些試劑在油層區(qū)，在油層條件下，能夠在水中反應放出原子態(tài)和分子態(tài)的氫、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳和氮氣，同時其他成分開始分解為硝酸鹽等化合物?；钚詺湓涌梢员Ｕ现赜统煞洲D(zhuǎn)化和分解成汽油餾分和甲烷，而且可以降低油巖的極限強度，使油巖脆化；分子氫、氧化氮、氧化碳和氮氣等氣體的存在可以降低油巖的親油性，從而提高石油的流動性；氮氧化物等酸性物質(zhì)在有水存在的條件下，可以腐蝕油巖表面缺陷，改善油層的空隙結構。文檔編號C09K8/60GK101230261SQ20081005023公開日2008年7月30日申請日期2008年1月9日優(yōu)先權日2008年1月9日發(fā)明者克拉夫琴科·阿列戈,瓊劉,麗呂,典張,斯特羅吉·葉弗根尼,牛曉巍,謝爾比娜·卡琳娜,煒韓申請人:煒韓