長(zhǎng)春嶺油田氫熱氣化學(xué)技術(shù)礦場(chǎng)試驗(yàn)

張立新

（中國(guó)石油吉林油田分公司扶余采油廠 吉林松原 138000 ）

長(zhǎng)春嶺油田構(gòu)造的位置位于松遼盆地南部東南隆起區(qū)、長(zhǎng)春嶺背斜帶扶余Ⅱ號(hào)構(gòu)造上。開(kāi)發(fā)的主要目的層為扶余油層，油藏頂部埋深為30～360m。長(zhǎng)春嶺油藏為稠油油藏，原油黏度為50～2000mPa·s，油層厚度為2～5m，地層壓力系數(shù)為0.81。由于油藏原油黏度高、溫度低、壓力系數(shù)低，致使油藏開(kāi)發(fā)難度大。采用蒸汽吞吐、火燒油層、注熱水、火驅(qū)等熱采技術(shù)對(duì)油田進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，存在投入大、開(kāi)發(fā)效率低等問(wèn)題。

氫熱氣化學(xué)技術(shù)具有操作工藝簡(jiǎn)單、安全可靠，不需要大型設(shè)備，對(duì)油層和環(huán)境無(wú)污染，對(duì)油層的作用不受地層流體通道的影響，更重要的是具有解堵、降粘和長(zhǎng)效等多方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)在俄羅斯、烏克蘭、烏茲別克斯坦、土庫(kù)曼斯坦、美國(guó)等國(guó)家已經(jīng)進(jìn)行了七十多次施工，成功率為100%，增產(chǎn)有效率為100%，處理后的油氣井產(chǎn)量可以提高3～27倍，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。我國(guó)對(duì)該技術(shù)的研究還處在起步階段，近幾年來(lái)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究取得了可喜的成果，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用可以進(jìn)一步檢驗(yàn)該技術(shù)在我國(guó)實(shí)施的可行性。2010年6月在大慶油田的葡46區(qū)塊和聯(lián)華等地區(qū)實(shí)施，取得了較好的效果，平均單井累增油均在500噸以上。因此，長(zhǎng)春嶺油田有必要對(duì)該項(xiàng)技術(shù)實(shí)施試驗(yàn)。

1 技術(shù)原理

氫熱氣化學(xué)技術(shù)通過(guò)將兩種化學(xué)試劑按照次序注入井下，在井底兩種工作液發(fā)生反應(yīng)，釋放出的能量對(duì)近井區(qū)域加熱的同時(shí)，由于多級(jí)反應(yīng)所產(chǎn)生的脈沖效應(yīng)可產(chǎn)生沖擊波，在地層形成新的微裂縫，促進(jìn)現(xiàn)有微裂紋的生長(zhǎng)，從而增加近井區(qū)域的滲透率；另外，兩種工作液相互作用還可產(chǎn)生活潑的原子氫，在一定程度上可以促進(jìn)瀝青質(zhì)、石蠟等有機(jī)沉淀通過(guò)水熱裂解反應(yīng)進(jìn)行分解，分解過(guò)程中釋放的能量可以疏通堵塞的油路，使微裂縫之間聯(lián)通起來(lái)，提高滲透率。同時(shí)氮?dú)馊苡谠椭罂梢越档驮驼扯?，提高油層能量，有利于處理液返排。在高溫處理和加氫分解作用下可以有效的去除近井區(qū)的有機(jī)物堵塞， 將重質(zhì)組分裂解為輕質(zhì)組分，從而改善原油的流動(dòng)性。在上述反應(yīng)后用酸液進(jìn)行處理，除去有機(jī)垢，對(duì)新生成裂縫的巖層，可以達(dá)到擴(kuò)大裂縫并改善地層的目的。

2 主要作用及特點(diǎn)

2.1 主要作用

該技術(shù)的主要作用有三項(xiàng)：（1）機(jī)械作用：能量使目的層的微裂縫可以相互連通，增加滲透率；（2）熱作用：持續(xù)不斷的能量能融化近井地帶的蠟和瀝青，改善地層孔隙度和滲透率；（3）降解作用：產(chǎn)生的能量可以使瀝青質(zhì)發(fā)生水熱裂解反應(yīng)，進(jìn)一步去除有機(jī)物的堵塞。

2.2 主要特點(diǎn)

該技術(shù)有五項(xiàng)主要特點(diǎn)：（1）可以形成大量微裂縫；降解有機(jī)物效果明顯，油層的孔隙度、滲透性將會(huì)大幅度提高；（2）不破壞地層結(jié)構(gòu)、無(wú)污染、環(huán)境友好；（3）適用范圍廣，對(duì)其他增產(chǎn)措施不能奏效的超低滲油、氣井仍然可以產(chǎn)生較好效果；（4）施工工藝簡(jiǎn)單、安全可靠；（5）增產(chǎn)效果持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，相對(duì)成本低。

3 試驗(yàn)可行性分析

3.1 該項(xiàng)技術(shù)使用條件

3.1.1 適用的巖性條件

適用于高、中、低滲透率，巖性為砂巖、灰?guī)r和泥質(zhì)含量不高的砂巖等巖性地層，對(duì)碳酸鹽含量較高（＞25%）的地層不適用。

3.1.2 適用的地層物性條件

孔隙度（20%～30%）、滲透率（1-200×10-3μm2）、泥質(zhì)含量（0%～20%）、油層厚度（≤150m）

3.1.3 適用的井身?xiàng)l件

該技術(shù)適用于地下1000米以下的油巖油井；油層厚度應(yīng)該為2～180m；目的層段射孔密度要求不小于13孔/m，孔徑8～12mm；附近最好沒(méi)有自然水（地下水、湖水、河流）。

3.2 長(zhǎng)春嶺油田基本情況

長(zhǎng)春嶺油田儲(chǔ)層早期為曲流河沉積，晚期為三角洲沉積，以水下分流河道和曲流河河道微相為主，砂巖分布不穩(wěn)定，巖性變化快。單井鉆遇扶余油層砂巖厚度4.2～78.8m，平均為38.0m有效厚度1.2～16.4m，平均6.7m。油氣一般分布在2號(hào)、5 + 6號(hào)、7號(hào)、10號(hào)、12號(hào)小層，其中5 + 6號(hào)小層為主力油層，在本區(qū)呈條帶狀展布，砂巖厚度一般1.0～20.2m，平均9.1m，有效厚度一般0.4～12.4m，平均4.8m。泉四段儲(chǔ)層巖性主要為粉砂巖，細(xì)砂巖次之。儲(chǔ)層物性條件較好，孔隙度一般為12.5～33.2%，平均孔隙度27.08%，滲透率一般為7.0×10-3～1666.7×10-3μm2，平均滲透率270.85×10-3μm2。

表1 長(zhǎng)春嶺油田原油參數(shù)表

3.3 長(zhǎng)春嶺油田開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題

長(zhǎng)春嶺油田長(zhǎng)107區(qū)塊自2006年11月開(kāi)始，開(kāi)展了多種熱采試驗(yàn)，包括熱水驅(qū)、蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)、火驅(qū)等方式熱采試驗(yàn)，但無(wú)論是哪種熱采試驗(yàn)，平均單井日產(chǎn)油均在0.2噸以下，效果非常差。而長(zhǎng)109區(qū)塊由于油水粘度比大，注水開(kāi)發(fā)四年中，出現(xiàn)了含水上升速度快、穩(wěn)產(chǎn)難度大等問(wèn)題。目前通過(guò)注水調(diào)控雖然取得了一定效果，自然遞減水平有所降低，含水上升速度得到了有效控制，但仍存在區(qū)域注采不平衡，儲(chǔ)層物性對(duì)注采效果影響較大，單井平均產(chǎn)能低，精細(xì)油藏認(rèn)識(shí)及水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果評(píng)價(jià)水平差等問(wèn)題。長(zhǎng)春嶺油田具有4000多萬(wàn)噸探明儲(chǔ)量，而目前動(dòng)用的只有1000多萬(wàn)噸，且采出程度只有1.7%，有效動(dòng)用率極低，急需尋找一種適合該油田的有效動(dòng)用方式，所以有必要在長(zhǎng)春領(lǐng)油田開(kāi)展熱氣化學(xué)試驗(yàn)。

4 現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)替試驗(yàn)

2012年5～10月在長(zhǎng)春嶺油田相對(duì)原油飽和度高、初產(chǎn)高、含水低，且便于計(jì)量、分析后，評(píng)價(jià)區(qū)塊選了2口礦場(chǎng)試驗(yàn)井。

2012年12月在長(zhǎng)春嶺油田長(zhǎng)107和長(zhǎng)109區(qū)塊各開(kāi)展一口井的現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)替試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)首先通過(guò)漏斗向井內(nèi)注密度為1.3g/cm3的1號(hào)溶液600L。去除漏斗，正替清水1.2m3，將1號(hào)溶液替出油管。上提管柱至277m，通過(guò)漏斗向井內(nèi)注密度為1.6g/cm3的2號(hào)溶液500L。去除漏斗，正替清水0.8m3，將2號(hào)溶液替出油管。開(kāi)井觀察12h～14h，讓兩種藥劑充分反應(yīng)。經(jīng)過(guò)12h～14h后下放油管至射孔區(qū)上層射孔302m處，向井內(nèi)泵入密度為1.2g/cm3的3號(hào)溶液1500L，正擠清水2m3將3號(hào)溶液從油管中替出，最后注入一部分酸液，減少井筒附近污染程度。

長(zhǎng)1井（見(jiàn)圖1）和長(zhǎng)2井（見(jiàn)圖2）在實(shí)施熱氣化學(xué)試驗(yàn)后，其中長(zhǎng)1井初期效果較好，但后期增液幅度下降導(dǎo)致增油效果不好；長(zhǎng)2井相對(duì)增液較少，但有效時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)些。目前兩口井平均單井累增油25噸。

圖1 長(zhǎng)1井措施增油效果曲線

圖2 長(zhǎng)2井措施增油效果曲線

分析驅(qū)油效果不明顯的主要原因有：長(zhǎng)春嶺油藏流體敏感性較強(qiáng)，具有強(qiáng)水敏、強(qiáng)酸敏、強(qiáng)堿敏、弱速敏的特點(diǎn)；該項(xiàng)措施在施工過(guò)程中注入了一定量的酸液，導(dǎo)致油層附近不但沒(méi)有起到解堵的作用，反而影響了產(chǎn)液程度，導(dǎo)致增油效果不好。

5 結(jié)論

（1）長(zhǎng)春嶺油田油藏埋藏淺、溫度低、壓力低，物質(zhì)基礎(chǔ)差。這種特殊油藏決定了常規(guī)的熱采效果不好，平均單井日產(chǎn)油在0.2噸以下。

（2）熱氣化學(xué)技術(shù)能夠能量使目的層的微裂縫可以相互連通，增加滲透率，使多孔介質(zhì)中的原油流動(dòng)更為容易。但在長(zhǎng)春嶺油田這種特殊敏感性地層應(yīng)該減少酸液注入，避免油層酸敏影響。

（3）下一步應(yīng)該考慮實(shí)施負(fù)壓開(kāi)采及反酸解堵，提高該項(xiàng)技術(shù)的長(zhǎng)期效果。

[1]汪存信，宋昭華.具有恒定溫度環(huán)境的反應(yīng)熱量計(jì)的研制[J].物理化學(xué)學(xué)報(bào)，1991，（7.5）：586-588.

[2]朱光有，、張水昌，梁英波等.硫酸鹽熱化學(xué)還原反應(yīng)對(duì)烴類(lèi)的蝕變作用[J].石油學(xué)報(bào)，2005，（2.5）：48-52.