高凝油熱化學(xué)解堵技術(shù)試驗(yàn)研究

范煒

摘 要：該項(xiàng)目針對沈陽油田靜35塊油層地質(zhì)的特點(diǎn)，結(jié)合國內(nèi)外熱力解堵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，通過室內(nèi)試驗(yàn)，篩選出了控制方便，反應(yīng)效果好，經(jīng)濟(jì)效益高的一種化學(xué)反應(yīng)配方。先后在靜35-32-36、靜35-30-32、靜35-33-33等3口井進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，試驗(yàn)證明該熱化學(xué)解堵劑可以有效地解除地層因蠟質(zhì)、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等有機(jī)物沉積造成的堵塞，為靜35塊的原油開發(fā)開辟了新的道路；而且該配方具有用量少、成本低、施工簡單安全的特點(diǎn)，具有較好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：高凝油 蠟堵 熱化學(xué)解堵

中圖分類號：TE358 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（b）-0157-02

1 前言

沈陽油田靜35塊油層埋藏深度較淺，西部平均埋深1500 m，地層溫度52 ℃，東部平均埋深1200 m，地層溫度43 ℃。由于地層溫度低，造成西部油井在生產(chǎn)過程中，井底附近有蠟的析出，表皮系數(shù)增大，油井產(chǎn)量快速遞減。東部原油黏度大且凝固點(diǎn)較高，造成原油流速低。另外，東部43度的低溫只比析蠟溫度高1 ℃。因此，油藏在未動(dòng)用前原油中就有蠟的析出，即原油在油藏中呈凝固或半凝固狀態(tài)，因而在開采過程中易產(chǎn)生油層堵塞等問題。

自1995年開發(fā)以來，該塊部分油井的開采已經(jīng)陸續(xù)采取了以下一些措施：油井蒸汽吞吐、有機(jī)溶劑解堵、微生物吞吐和微生物段塞驅(qū)、常規(guī)油井解堵技術(shù)、井下電磁加熱法。但整體上效果不太理想。這類措施的主要缺點(diǎn)是不能同時(shí)對產(chǎn)生堵塞的固體微粒進(jìn)行解堵和增大油井地層的壓力；或者效果雖然比較好，但是投入太大。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)化學(xué)方法可以較好地解決這些問題。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)，可以利用一些特定的化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)來提高油井地層的溫度和增大油井地層的壓力。

化學(xué)生熱體系是利用一種或兩種水溶性藥劑反應(yīng)生成的化學(xué)熱來加熱近井地帶或流體，從而達(dá)到解堵清蠟的目的。目前常用的三種化學(xué)生熱體系為：（1）亞硝酸鹽與氯化銨生熱體系，（2）過氧化氫生熱體系，和（3）鉻酐-多羥基醛氧化生熱體系。這三種化學(xué)生熱體系中，亞硝酸鈉和氯化銨生熱體系最高，過氧化氫生熱體系次之，葡萄糖與三氧化鉻生熱體系最低。過氧化氫的分解產(chǎn)物是水和氧氣，烴類和其它燃料可被氧氣氧化，反應(yīng)后產(chǎn)生的熱量使水完全汽化，反應(yīng)最終的產(chǎn)物是過熱蒸汽和二氧化碳，可用來進(jìn)行超熱蒸汽鉆井。但操作不慎，也可能引起爆炸式反應(yīng)。

1.1 適用于油井生產(chǎn)的化學(xué)生熱體系的基本要求和技術(shù)難題

根據(jù)實(shí)際要求，適用于上述目的的化學(xué)反應(yīng)體系應(yīng)該滿足下述要求：

（1）在灌注過程中，不能在油管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，以免發(fā)生事故。

（2）能產(chǎn)生大量的熱量。

（3）能產(chǎn)生大量的惰性氣體。

目前使用的化學(xué)生熱體系一般都采用催化劑，特別是亞硝酸鈉與氯化銨體系，催化劑的用量對生熱速度影響很大。目前使用的催化劑主要為酸，如鹽酸和草酸。這些催化劑按一定重量比與反應(yīng)體系混合后，一般很快引起反應(yīng)。減少催化劑用量，雖然可以將反應(yīng)延緩，但產(chǎn)熱效果明顯降低。因此，如何找到既可以安全施工，又不影響產(chǎn)熱效果的生熱體系，是擺在我們面前的主要技術(shù)難題。

1.2 該項(xiàng)目的主要研究重點(diǎn)

（1）尋找生熱高的化學(xué)反應(yīng)體系；

（2）反應(yīng)體系混合后成均一相的單一體系；

（3）在30 ℃或者30 ℃以下的反應(yīng)體系中攪拌90 min內(nèi)不發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)溫度到40 ℃，90 min后發(fā)生劇烈反應(yīng)；

（4）開放體系中反應(yīng)的溫度峰值在100 ℃以上；

（5）反應(yīng)產(chǎn)物無毒無害，反應(yīng)可控制。

2 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

從化學(xué)反應(yīng)焓來看，亞硝酸鈉與氯化銨是最佳的反應(yīng)，他具有成本低廉，生成物無污染，放熱量高，分子量低的特點(diǎn)，所以我們的主反應(yīng)劑也選用這兩類藥劑。所以室內(nèi)實(shí)驗(yàn)主要為催化劑的篩選。

2.1 實(shí)驗(yàn)原理

由于亞硝酸鈉和氯化銨溶解時(shí)會大量吸熱，如果用常溫（20 ℃）水溶解時(shí)，溶液溫度甚至?xí)档偷搅阆?，對地溫較低的高凝油，這是非常不利的，所以我們采用高溫?zé)崴芙馑巹?。在?shí)驗(yàn)室中我們模擬現(xiàn)場施工條件，使用注水站70 ℃的熱水。溶解完后溶液溫度在20 ℃左右。

2.2 實(shí)驗(yàn)過程

按照表1稱取藥品，按照1+4，←2，←3，配成溶液，再將56混合，加到上述溶液中。水浴加熱到30 ℃，攪拌90 min，取出40 mL溶液（編號：1號溶液），放入70 ℃水浴中，觀察反應(yīng)；取出50 mL反應(yīng)液靜止在室溫中（編號：2號溶液），觀察反應(yīng)；原反應(yīng)液（編號：3號溶液）靜止于45 ℃水浴中。觀察反應(yīng)。

2.3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

1號溶液在15 min后開始大量出現(xiàn)氣泡，反應(yīng)迅速升溫到107 ℃；

3號溶液在70 min后開始有氣泡，溫度開始上升，75 min后反應(yīng)劇烈，溫度迅速上升至105 ℃；

2號溶液24 h沒有發(fā)生明顯反應(yīng)，后水浴加熱到45 ℃，60 min后，開始反應(yīng)，溫度上升到55 ℃。65 min后反應(yīng)劇烈，溫度達(dá)105 ℃。

3號溶液在溫度升高到55 ℃時(shí)，取出40 mL溶液，向其中添加催A，C，反應(yīng)停止。

2.4 結(jié)果分析

可見，該配方在應(yīng)用時(shí)可以有足夠的時(shí)間進(jìn)行施工，如果無法及時(shí)灌入地層，對地面的液體也不會發(fā)生反應(yīng)，已經(jīng)灌注的，我們也可以添加催A、C，使反應(yīng)終止。所以，該配方是絕對安全的，而且反應(yīng)效果好，針對不同的井，可能施工條件不同，配液水質(zhì)、地層溫度，不同，所以需要不同反應(yīng)時(shí)間，為此，可以通過催A和催C的量來調(diào)節(jié)。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

通過室內(nèi)試驗(yàn)，我們可以把反應(yīng)時(shí)間控制在30 min～6 h之間，pH值6～9之間，足可以滿足現(xiàn)在所知的所有井況。

3.1 選井原則

（1）由于地溫低，近井地帶油層存在嚴(yán)重蠟質(zhì)及重油等有機(jī)物堵塞的油井。

（2）具備產(chǎn)能的低產(chǎn)液油井。

（3）含水小于50%的油井。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)以上原則，選取了靜35-30-32等3口井進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

4 結(jié)語

（1）通過熱化學(xué)解堵的實(shí)施，為靜35塊的油藏開發(fā)開采指明了新的發(fā)展思路。

（2）熱化學(xué)解堵技術(shù)施工方便、簡單，對不同井況的油井，只需取樣做一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)，改變其中一種藥劑的量，便能對該井進(jìn)行精確施工。

（3）熱化學(xué)解堵技術(shù)施工安全，即時(shí)在開始反應(yīng)后也能將其控制。而且反應(yīng)物生成物都無毒無污染。

參考文獻(xiàn)

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