稠油儲層內(nèi)化學自生熱體系注入工藝及注入設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于稠油開采技術領域，尤其是涉及一種稠油儲層內(nèi)化學自生熱體系注入 工藝及注入設備。
【背景技術】
[0002] 稠油資源豐富、開發(fā)意義重大，稠油油藏的一個顯著特點是在地層條件下稠油的 粘度高、相對密度大且流動能力差，因而用常規(guī)技術難以經(jīng)濟、有效地開發(fā)。但稠油的粘度 對溫度非常敏感，即溫度升高稠油的粘度大幅度降低，并且粘度越高，下降的幅度越大，此 時稠油流動時趨于牛頓流體，這是稠油重要的熱物理性質，也是熱力采油的基本依據(jù)。超稠 油是指稠油粘度大于50000 (mPa ? s)毫帕?秒的石油。
[0003] 目前，國內(nèi)外以蒸汽驅和蒸汽吞吐為稠油的主要開采手段，針對稠油注蒸汽開采 過程中存在的有效影響半徑過小的問題，結合航天航海領域高熱量密度燃料技術，提出向 蒸汽影響不足的目標地層注入化學生熱劑（也稱為化學自生熱體系或化學生熱體系）輔 助提溫理論，通過穩(wěn)定安全的注入工藝優(yōu)化層內(nèi)自生熱反應精確控制技術，并優(yōu)化與注蒸 汽及其水熱裂解等其它稠油熱采手段的配套技術，以實現(xiàn)有注蒸汽條件下的層內(nèi)自生熱反 應，有效增加地層加熱半徑，促進蒸汽吞吐或水熱裂解等稠油熱采技術的開采效果?，F(xiàn)如 今，油田應用較為廣泛的化學自生熱體系有亞硝酸鹽與銨鹽生熱體系、H 202生熱體系、多羥 基醛氧化生熱體系和活潑金屬生熱體系，從放熱能量上看活潑金屬生熱體系較佳，較適應 稠油超稠油層內(nèi)的自生熱需求?；顫娊饘偕鸁狍w系主要包括生熱劑和觸發(fā)劑，其中生熱劑 為活潑金屬，如鋁、鎂等。由于活潑金屬生熱體系涉及活潑金屬顆粒、強堿等危險品，需要 嚴格按多段塞注入，而現(xiàn)有的常規(guī)注入設備及注入工藝實現(xiàn)困難，并且操作復雜、危險系數(shù) 尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種稠油儲層 內(nèi)化學自生熱體系注入工藝，其工藝步驟簡單、設計合理且操作方便、使用效果好，能簡便 完成稠油儲層內(nèi)化學自生熱體系的注入過程，注入過程安全可靠，所注入化學自生熱體系 生熱效率高且提溫效果好。
[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種稠油儲層內(nèi)化學自生熱體 系注入工藝，其特征在于：采用冷采方式或注蒸汽熱采方式向目標井所處稠油儲層內(nèi)注入 化學自生熱體系；所述化學自生熱體系包括生熱劑和觸發(fā)劑且其為堿性自生熱體系或酸性 自生熱體系，所述生熱劑包括粒度不大于400目的活波金屬顆粒和用于包裹活波金屬顆粒 的包覆層；所述堿性自生熱體系的活波金屬顆粒為鋁粉，用于包裹鋁粉的包覆層為石蠟包 覆層或硬脂酸鋁包覆層，所述堿性自生熱體系的觸發(fā)劑為NaOH粉末，鋁粉與NaOH粉末的質 量比為1 : (1.0~2. 5);所述酸性自生熱體系的活波金屬顆粒為鎂粉，用于包裹鎂粉的包 覆層為石蠟包覆層或硬脂酸鎂包覆層，所述酸性自生熱體系的觸發(fā)劑為P 2〇5粉末，鎂粉與 PA粉末的質量比為1 : (1.0~2.0);注入所述化學自生熱體系之前，先根據(jù)目標井所處 稠油儲層的酸堿性，對所注入化學自生熱體系的類型進行確定：當目標井所處稠油儲層為 酸性時，所注入化學自生熱體系為堿性自生熱體系；當目標井所處稠油儲層為堿性時，所注 入化學自生熱體系為酸性自生熱體系；
[0006] 其中，采用冷采方式向目標井所處稠油儲層內(nèi)注入化學自生熱體系時，過程如 下：
[0007] 步驟101、生熱劑段塞：將預先配制好的生熱劑懸浮液注入目標井所處稠油儲層 內(nèi)；
[0008] 所述生熱劑懸浮液為由生熱劑和水均勾混合形成的懸浮液，所述生熱劑懸浮液中 生熱劑的質量百分比濃度為28%~35%;所述生熱劑懸浮液的注入量根據(jù)目標井所處稠油 儲層溫度提升所需熱量進行確定；
[0009] 步驟102、隔離液段塞：將預先配制好的隔離液注入目標井所處稠油儲層內(nèi)；
[0010] 所述隔離液的注入量為目標井的井筒體積的35%~40% ;
[0011] 步驟103、觸發(fā)劑段塞：將預先配制好的觸發(fā)劑溶液注入目標井所處稠油儲層內(nèi)， 所述觸發(fā)劑溶液為由觸發(fā)劑和水均勻混合形成的溶液，所述觸發(fā)劑溶液中觸發(fā)劑的質量百 分比濃度不小于40% ;
[0012] 所述觸發(fā)劑溶液的注入量根據(jù)步驟101中所述生熱劑懸浮液的注入量、所述生熱 劑懸浮液中生熱劑的質量百分比濃度、所述化學自生熱體系中活波金屬顆粒與觸發(fā)劑的質 量比和所述觸發(fā)劑溶液中觸發(fā)劑的質量百分比濃度進行確定；
[0013] 步驟104、頂替液段塞：將預先配制好的頂替液注入目標井所處稠油儲層內(nèi)；
[0014] 所述頂替液的注入量為目標井的井筒體積的60 %~65 % ;
[0015] 所述頂替液和步驟102中所述隔離液均為表面活性劑水溶液，所述表面活性劑水 溶液中表面活性劑的質量濃度為〇. 12%~0. 18% ;
[0016] 步驟105、關井：將目標井關井60h~80h ;
[0017] 步驟106、開井生產(chǎn)；
[0018] 采用注蒸汽熱采方式向目標井所處稠油儲層內(nèi)注入化學自生熱體系時，過程如 下：
[0019] 步驟201、蒸汽預熱段塞：向目標井所處稠油儲層內(nèi)注入280噸~320噸蒸汽，對 目標井所處稠油儲層進行預熱；
[0020] 步驟202、按照步驟101至步驟104中所述的方法，由先至后完成生熱劑段塞、隔離 液段塞、觸發(fā)劑段塞和頂替液段塞過程；
[0021]步驟203、燜井：將目標井燜井3d~7d ;
[0022] 步驟204、開井生產(chǎn)。
[0023] 上述稠油儲層內(nèi)化學自生熱體系注入工藝，其特征是：步驟201中進行蒸汽預熱 段塞時，按照常規(guī)的蒸汽吞吐方法，向目標井所處稠油儲層內(nèi)注入280噸~320噸蒸汽；步 驟203中進行燜井時，按照常規(guī)的蒸汽吞吐方法，將目標井燜井3d~7d。
[0024] 上述稠油儲層內(nèi)化學自生熱體系注入工藝，其特征是：步驟101中進行生熱劑 段塞之前，需先向所述生熱劑懸浮液中加入增稠劑并攪拌均勻，每lm 3生熱劑懸浮液加入 1. 8g~2. 6g增稠劑；步驟101中進行生熱劑段塞時，將添加增稠劑后的生熱劑懸浮液注入 目標井所處稠油儲層內(nèi)。
[0025] 上述稠油儲層內(nèi)化學自生熱體系注入工藝，其特征是：所述增稠劑為羥乙基纖維 素。
[0026] 上述稠油儲層內(nèi)化學自生熱體系注入工藝，其特征是：注入所述化學自生熱體系 之前，先對目標井所處稠油儲層的溫度T進行測試：當60° <T< 120°時，按照步驟101至 步驟106中所述的方法，采用冷采方式向目標井所處稠油儲層內(nèi)注入化學自生熱體系；當T > 120°時，按照步驟201至步驟204中所述的方法，采用注蒸汽熱采方式向目標井所處稠 油儲層內(nèi)注入化學自生熱體系；當60°時，采用冷采方式向目標井所處稠油儲層內(nèi)注 入化學自生熱體系，過程如下：
[0027] 步驟301、生熱劑段塞：按照步驟101中所述的方法，完成生熱劑段塞過程；
[0028] 步驟302、引發(fā)劑段塞：將預先配制好的引發(fā)劑溶液注入目標井所處稠油儲層內(nèi)； 所述引發(fā)劑溶液為由引發(fā)劑和水均勻混合形成的溶液，所述引發(fā)劑溶液中引發(fā)劑的質量濃 度為 35kg/m3~45kg/m 3;
[0029] 所述引發(fā)劑溶液的注入量為0. 5m3~1. 8m 3;
[0030] 步驟303、按照步驟102至步驟104中所述的方法，由先至后完成隔離液段塞、觸發(fā) 劑段塞和頂替液段塞過程；
[0031] 步驟304、關井：將目標井關井60h~80h ;
[0032] 步驟305、開井生產(chǎn)。
[0033] 上述稠油儲層內(nèi)化學自生熱體系注入工藝，其特征是：步驟302中所述引發(fā)劑為 過硫酸銨或過硫酸鉀。
[0034] 上述稠油儲層內(nèi)化學自生熱體系注入工藝，其特征是：采用冷采方式或注蒸汽熱 采方式向目標井所處稠油儲層內(nèi)注入化學自生熱體系時，采用自生熱體系注入設備注入；
[0035] 所述自生熱體系注入設備包括四個液體混合裝置和一個與目標井的井筒連接的 注液管，四個所述液體混合裝置的進液口分別通過一個注水管道與注水設備連接，四個所 述液體混合裝置的出液口分別通過一個輸液管道與注液管連接，所述注液管上裝有柱塞 栗、壓力檢測單元和第五單向閥；每個所述注水管道上均安裝有流量控制閥和流量檢測單 元，每個所述輸液管道上均安裝有單向閥；
[0036] 四個所述液體混合裝置包括三個液體混合池和一個液體混合罐，所述液體混合罐 和三個所述液體混合池內(nèi)均裝有攪拌裝置；三個所述液體混合池分別為對步驟101中所述 生熱劑懸浮液進行混合攪拌的第一液體混合池、對步驟103中所述觸發(fā)劑溶液進行混合攪 拌的第二液體混合池和對步驟102中與步驟104中所述表面活性劑水溶液進行混合攪拌的 第三液體混合池；連接于注水設備與第一液體混合池、第二液體混合池、第三液體混合池和 液體混合罐之間的注水管道分別為第一注水管道、第二注水管道、第三注水管道和第四注 水管道，所述第一注水管道上安裝的流量控制閥和流量檢測單元分別為第一流量控制閥和 第一流量檢測單元，所述第二注水管道上安裝的流量控制閥和流量檢測單元分別為第二流 量控制閥和第二流量檢測單元，所述第三注水管道上安裝的流量控制閥和流量檢測單元分 別為第三流量控制閥和第三流量檢測單元，所述第四注水管道上安裝的流量控制閥和流量 檢測單元分別為第四流量控制閥和第四流量檢測單元；第一液體混合池、第二液體混合池、 第三液體混合池和液體混合罐連接的輸液管道分別為第一輸液管道、第二輸液管道、第三 輸液管道和第四輸液管道，所述第一輸液管道、第二輸液管道、第三輸液管道和第四輸液管 道上安裝的單向閥分別為第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥和第四單向閥；
[0037] 注入所述化學自生熱體系之前，所述第五單向閥、每個所述注水管道上安裝的流 量控制閥和每個所述輸液管道上安裝的單向閥均處于關閉狀態(tài)。
[0038] 上述稠油儲層內(nèi)化學自生熱體系注入工藝，其特征是：步驟101中進行生熱劑 段塞之前，需先向所述生熱劑懸浮液中加入增稠劑并攪拌均勻，每lm 3生熱劑懸浮液加入 1. 8g~2. 6g增稠劑；步驟101中進行生熱劑段塞時，將添加增稠劑后的生熱劑懸浮液注入 目標井所處稠油儲層內(nèi)；
[0039] 注入所述化學自生熱體系之前，先對步驟101中所述生熱劑懸浮液、步驟102中所 述隔離液、步驟103中所述觸發(fā)劑溶液、步驟104中所述頂替液和步驟302中所述引發(fā)劑 溶液的注入量分別進行確定，并對配制所述生熱劑懸浮液、所述隔離液、所述觸發(fā)劑溶液、 所述頂替液和所述引發(fā)劑溶液的用水量Ml、M2、M3、M4和M5以及所述生熱劑、所述觸發(fā)劑、 所述表面活性劑、所述增稠劑和所述引發(fā)劑的用量分別進行確定；之后，對所述生熱劑懸浮 液、所述觸發(fā)劑溶液、所述表面活性劑水溶液和所述引發(fā)劑溶液分別進行混合；
[0040] 其中，對所述生熱劑懸浮液進行混合時，打開第一流量控制閥，通過第一注水管道 向第一液體混合池內(nèi)注水且注水量為ml，其中ml = (85%~90% ) XM1 ;注水完成后，關閉 第一流量