專利名稱：一種用于低滲透氣井加氫熱氣化學(xué)增產(chǎn)的溶液組份的制作方法
一種用于低滲透氣井加氫熱氣化學(xué)增產(chǎn)的溶液組份技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于天然氣開采技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種即可提高氣井近井地帶滲透率又能提高單井產(chǎn)能的加氫熱氣化學(xué)天然氣增產(chǎn)溶液的組份。
背景技術(shù)：
低滲透氣田儲量在我國總探明儲量中占有相當(dāng)大的比例，由于低滲透氣藏儲層物性差、非均質(zhì)性強(qiáng)，造成氣井單井穩(wěn)產(chǎn)狀況差、采收率低。因此，為了提高單井產(chǎn)能，就必須對儲集層進(jìn)行高效改造。目前，壓裂酸化技術(shù)是常用的低滲透氣藏改造技術(shù)。
壓裂酸化技術(shù)是將高黏度的液體通過高壓注入到地層，在地層中人工形成高傳導(dǎo)的裂縫后，再將酸液擠入地層中溶蝕裂縫壁面，可從壓裂和酸化兩個方面來改造儲層的滲透性能。低滲透氣藏壓裂酸化增產(chǎn)改造，可改善近井地帶的滲流條件，解除近井地帶污染， 提高低滲氣藏的產(chǎn)量和采收率。但壓裂酸化一次作業(yè)處理的地層厚度不宜過厚，一般應(yīng)在 20m以內(nèi)；而且酸液性質(zhì)受溫度影響較大，該技術(shù)適用的地層溫度不宜高于140°C，井深應(yīng)該在4000m以內(nèi)；另外，需要動用大型作業(yè)設(shè)備，施工復(fù)雜，成本昂貴。
低滲透氣藏的加氫熱氣化學(xué)增產(chǎn)法是利用注入到井內(nèi)的兩種工作溶液間的化學(xué)反應(yīng)對氣井近井地帶的物理化學(xué)作用，從而改善近井地帶的滲透率，提高單井產(chǎn)能。與壓裂酸化工藝相比，加氫熱氣化學(xué)法工藝簡單、成本低、不受地層厚度和井深條件的影響、增產(chǎn)持續(xù)時間長、采收率較高，可在低滲透氣藏開發(fā)中應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種即可提高氣井近井地帶滲透率又能提高單井產(chǎn)能的加氫熱氣化學(xué)天然氣增產(chǎn)溶液的組份。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的
首先，根據(jù)天然氣井的結(jié)構(gòu)參數(shù)配制兩種工作溶液(I號溶液，2號溶液)，要保證I 號溶液和2號溶液體積之和小于氣井反應(yīng)區(qū)的體積。反應(yīng)區(qū)是指從人工井底到最遠(yuǎn)射孔區(qū)上端面套管內(nèi)的空間(見圖I)。
I號溶液，按質(zhì)量和100%計算，由55. O 58. 0%的硝酸銨ΝΗ4Ν03、16. 2 18. 2% 的尿素 CO (NH2)2,10. 3 — 11. 5% 的氯化銨 NH4CI、0· 5 I. O % 蔗糖 C12H22O11 和 14. O 16. O % 的水H2O組成。
I號溶液的制備方法
I. I首先向容器中加入55 58%的硝酸銨，隨后倒入14. O 16. 0%的水,攪拌十分鐘；
I. 2之后加入16. 2 18. 2%的尿素，攪拌十分鐘；
I. 3再向得到的溶液加入10. 3 11. 5%的氯化銨，攪拌十分鐘；
I. 4最后加入O. 5 I. 0%的蔗糖，充分?jǐn)嚢枋昼姡@樣就制得了 I號溶液。
2號溶液，按質(zhì)量和100 %計算，由40. 5 45. O %的亞硝酸鈉NaN02、22. 8 31. 5%的氫化鋁鋰LiAlH4(在上海紫一試劑廠購得)、2. O 5. 0%的溴化鈉NaBr和26. O 28. 0%的四氯乙烯C2Cl4 (在上海紫一試劑廠購得)組成。
2號溶液的制備方法
2. I首先向容器中加入40. 5 45. O %的亞硝酸鈉；
2. 2然后向容器內(nèi)傾倒26. O 30. 0%的四氯乙烯，攪拌均勻；
2. 3再向容器內(nèi)加入22. 8 31. 5%的氫化鋁鋰；
2. 3最后向容器中加入2. O 5. 0%的溴化鈉，攪拌均勻，這就制得了 2號溶液。
將配制好的I號溶液和2號溶液依次通過油管注入到井內(nèi)，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(zhì)量比I :1投放)，兩種溶液在井底開始發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。蔗糖的作用既可降低硝酸銨的熱穩(wěn)定性，又可作為整個反應(yīng)過程的穩(wěn)定劑，溴化鈉是反應(yīng)速度的調(diào)節(jié)劑。
首先，氫化鋁鋰和水發(fā)生反應(yīng)并發(fā)放出熱量
LiAlH4+4H20=Li0H+Al (OH) 3+4H2+Q①
反應(yīng)①所釋放的熱量加快了下列反應(yīng)的進(jìn)行
NaN02+NH4CI=NaCI+N2+2H20+Q②
NaN02+C0 (NH2) 2+H+=2N2+C02+3H20+Na++Q ③
4NaN02=2Na20+4N0+02④
反應(yīng)所需的酸性環(huán)境是通過硝酸銨水解獲得的，反應(yīng)方程式如下
ΝΗ4Ν03+Η20=Η++Ν03>ΝΗ40Η⑤
上述反應(yīng)的發(fā)生會引發(fā)I號溶液脫水，使硝酸銨發(fā)生熱分解反應(yīng)，生成大量的氣體和熱量，反應(yīng)方程式如下
NH4N03=N20+2H20+Q⑥
NH4N03=2N2+4H20+02+Q⑦
I號溶液和2號溶液反應(yīng)在產(chǎn)生熱量的同時還會釋放大量的高壓氣體,主要有H2、 N2、C02、N0、02等。眾所周知，常溫條件下H2分子的平均運(yùn)動速率是其他氣體分子的4-6倍， 而且隨著溫度的升高H2分子運(yùn)動的更快。因此，氫氣會引領(lǐng)著其他氣體通過套管的射孔迅速進(jìn)入到巖層的微孔隙中，在大量高溫高壓氣體的不斷沖擊下，有助于在近井帶巖層中形成微裂紋。當(dāng)短時間內(nèi)高溫高壓氣體滲透到巖層的孔隙和微裂紋中時，可致使局部微裂紋處發(fā)生微爆炸，形成大的裂縫并與其他裂縫連接，增大了裂縫面積，改善了巖層的滲流條件。
微爆炸形成的裂縫將原有的滲流通道連通，這大大提高了氣井近井地帶的滲透率。隨著反應(yīng)的不斷加深，會有越來越多的氣體和熱量不斷地進(jìn)入到巖層中，使壓力急劇上升，能在擴(kuò)大原有裂縫的基礎(chǔ)上能產(chǎn)生更多的新裂縫，從而解決了在開采過程中因近井地帶滲透率降低而導(dǎo)致的產(chǎn)量下降問題。


圖I :氣井結(jié)構(gòu)示意其中井口 I ;油管2 ;套管3 ;射孔孔眼4 ;人工井底5 ;氣層6 ；具體實施方式
實施例I :中原油田I號氣井加氫熱氣化學(xué)增產(chǎn)試驗
I號氣井的地質(zhì)條件及相關(guān)參數(shù)儲層巖性主要為粉砂巖，還有較多的泥巖、 鈣質(zhì)粉砂巖；平均孔隙度5. 8 %，滲透率O. 8X 10_3 μ m2 ;套管直徑0108.62mm，人工井底 3982. 83m;射孔范圍3703. 2 3967. 7m ;增產(chǎn)作業(yè)前日產(chǎn)液O. 4t，曰產(chǎn)油O. It,日產(chǎn)氣 153m3 ;由以上數(shù)據(jù)得出反應(yīng)區(qū)體積為2590L。配制I號溶液1040kg，2號溶液1040kg。
I號溶液包含硝酸銨ΝΗ4Ν03、尿素CO(NH2)2、氯化銨NH4CI、蔗糖C12H220n、水H2O,各自所占的質(zhì)量百分比=55%,18.2%,10.3%,0.5%,16.0% ;各組分的質(zhì)量分別為硝酸銨 572kg，尿素 189. 28kg，氯化銨 107. 12kg，蔗糖 5. 2kg，水 166. 4kg。
2號溶液包含亞硝酸鈉NaNO2、氫化鋁鋰LiAlH4、溴化鈉NaBr、四氯乙烯C2Cl4, 各自所占的質(zhì)量百分比40. 5%，31.5%，2.0%，26.0%。各組分的質(zhì)量分別為亞硝酸鈉 421. 2kg，氫化鋁鋰327. 6kg，溴化鈉20. 8kg，四氯乙烯270. 4kg。
2011年12月23日，將I號溶液和2號溶液依次通過油管注入到井內(nèi)，關(guān)井反應(yīng) 12小時之后恢復(fù)生產(chǎn)。
通過加氫熱氣化學(xué)增產(chǎn)措施處理后，日產(chǎn)液、日產(chǎn)油、日產(chǎn)氣分別由原來的O. 4t、O.U、153m3提高至Ij 2. 7t、I. 0t、1408m3，到2012年5月8日有效生產(chǎn)天數(shù)135天，累計增油 102噸，增氣150872m3，目前仍持續(xù)有效。
實施例2 :中原油田2號氣井加氫熱氣化學(xué)增產(chǎn)試驗
2號氣井的地質(zhì)條件及相關(guān)參數(shù)儲層巖性主要為粉砂巖，還有較多的泥巖、鈣質(zhì)粉砂巖；平均孔隙度6.7%，滲透率O. 85 X IO^3 μ m2 ;套管直徑0118.62mm，人工井底 3792. 62m;射孔范圍3564. I 3774. 6m ;增產(chǎn)作業(yè)前日產(chǎn)液O. 6t，曰產(chǎn)油O. 2t，日產(chǎn)氣 460m3 ;由以上數(shù)據(jù)得出反應(yīng)區(qū)體積為2513L。配制I號溶液1040kg，2號溶液1040kg。
I 號溶液包含硝酸銨 ΝΗ4Ν03、尿素 CO(NH2)2、氯化銨 NH4CI、蔗糖 C12H22O11JjC H2O, 各自所占的質(zhì)量百分比58%，16. 2%，11%，0.8%，14.0% ;各組分的質(zhì)量分別為硝酸銨 603. 2kg,尿素 168. 48kg,氯化銨 114. 4kg,鹿糖 8. 32kg,水 145. 6kg。
2號溶液包含亞硝酸鈉NaNO2、氫化鋁鋰LiAlH4、溴化鈉NaBr、四氯乙烯C2Cl4, 各自所占的質(zhì)量百分比45%，22.8%，5.0%，27. 2%。各組分的質(zhì)量分別為亞硝酸鈉 468kg，氫化鋁鋰237. 12kg，溴化鈉52kg，四氯乙烯282. 88kg。
2011年12月23日，將I號溶液和2號溶液依次通過油管注入到井內(nèi)，關(guān)井反應(yīng) 12小時之后恢復(fù)生產(chǎn)。
通過加氫熱氣化學(xué)增產(chǎn)措施處理后，日產(chǎn)液、日產(chǎn)油、日產(chǎn)氣分別由原來的O. 6t、O.2t、460m3提高至Ij 3. 6t、I. 5t、6987. 2m3，到2012年5月8日有效生產(chǎn)天數(shù)141天，累計增油189噸，增氣932000m3，目前仍持續(xù)有效。
實施例3 :中原油田3號氣井加氫熱氣化學(xué)增產(chǎn)試驗
3號氣井的地質(zhì)條件及相關(guān)參數(shù)儲層巖性主要為粉砂巖，還有較多的泥巖、鈣質(zhì)粉砂巖；平均孔隙度4. 7%，滲透率O. 68X 10_3μ m2 ;套管直徑0108.62mm，人工井底 3914. 00 ;射孔范圍3751. 2 3889. Im ;增產(chǎn)作業(yè)前H產(chǎn)液O. 2t，日產(chǎn)油O. 05t,日產(chǎn)氣 95m3 ;由以上數(shù)據(jù)得出反應(yīng)區(qū)體積為1508L。配制I號溶液780kg，2號溶液780kg。
I號溶液包含硝酸銨NH4NO3,尿素CO(NH2)2,氯化銨NH4CI,蔗糖C12H22O11,水H2O,各自所占的質(zhì)量百分比56%，17%，11.5%，0. 5%，15% ;各組分的質(zhì)量分別為硝酸銨 436. 8kg,尿素 132. 6kg,氯化銨 89. 7kg,鹿糖 3. 9kg,水 117kg。
2號溶液包含亞硝酸鈉NaNO2、氫化鋁鋰LiAlH4、溴化鈉NaBr、四氯乙烯C2Cl4,各自所占的質(zhì)量百分比42%，27%，3%，28%。各組分的質(zhì)量分別為亞硝酸鈉327. 6kg，氫化鋁鋰210. 6kg，溴化鈉23. 4kg，四氯乙烯218. 4kg。
2011年12月23日，將I號溶液和2號溶液依次通過油管注入到井內(nèi)，關(guān)井反應(yīng) 12小時之后恢復(fù)生產(chǎn)。
通過加氫熱氣化學(xué)增產(chǎn)措施處理后，日產(chǎn)液、日產(chǎn)油、日產(chǎn)氣分別由原來的O. 2t、 O. 05t、95m3提高到1.5t、0. 2t、1174. 3m3，到2012年5月8日有效生產(chǎn)天數(shù)140天，累計增油19. 8噸，增氣125064. 8m3,目前仍持續(xù)有效。
權(quán)利要求
1.一種用于低滲透氣井加氫熱氣化學(xué)增產(chǎn)的溶液組份，其特征在于由質(zhì)量比為I:I的I號溶液和2號溶液組成，按質(zhì)量和100 %計算，I號溶液由55.0 58. O %的硝酸銨 NH4NO3'16. 2 18. 2 % 的尿素 CO (NH2) 2、10. 3 11. 5 % 的氯化銨 NH4CI、0· 5 I. O % 鹿糖C12H22O11和14. O 16. 0%的水H2O組成；2號溶液由40. 5 45. 0%的亞硝酸鈉NaNO2, 22. 8 31. 5 %的氫化鋁鋰LiAlH4、2. O 5. O %的溴化鈉NaBr和26. O 28. 0%的四氯乙烯C2Cl4組成。
2.如權(quán)利要求I所述的一種用于低滲透氣井加氫熱氣化學(xué)增產(chǎn)的溶液組份，其特征在于1號溶液和2號溶液的體積之和小于氣井反應(yīng)區(qū)的體積。
全文摘要
本發(fā)明屬于天然氣開采技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種即可提高氣井近井地帶滲透率又能提高單井產(chǎn)能的加氫熱氣化學(xué)天然氣增產(chǎn)溶液的組份。由質(zhì)量比為11的1號溶液和2號溶液組成，1號溶液由硝酸銨NH4NO3、尿素CO(NH2)2、氯化銨NH4CI、蔗糖C12H22O11和水H2O組成；2號溶液由亞硝酸鈉NaNO2、氫化鋁鋰LiAlH4、溴化鈉NaBr和四氯乙烯C2Cl4組成。1號溶液和2號溶液反應(yīng)在產(chǎn)生熱量的同時還會釋放大量的高壓氣體，在大量高溫高壓氣體的不斷沖擊下，有助于在近井帶巖層中形成微裂紋，從而解決了在開采過程中因近井地帶滲透率降低而導(dǎo)致的產(chǎn)量下降問題。
文檔編號C09K8/68GK102936493SQ20121047995
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者韓煒, 周亮, 西莫年科·阿列克謝, 謝爾比娜·卡琳娜, 斯托羅吉·葉夫根尼 申請人:吉林冠通能源科技有限公司