专利名称：：一种油井增产新方法及其释氢活性试剂组份的制作方法一种油井增产新方法及其释氢活性试剂组份
技术领域：
该发明属于石油增产领域，具体涉及一种油井增产新方法及在油井增产过程中应用的释氢活性试剂组份，其能在可控脉冲-物理化学作业条件下，利用氢气等气体对油层岩石和石油馏分的作用以及同时产生的物理化学作用，达到油井增产的目的。技术背景随着社会经济持续快速增长，油气需求日益增加。1993年我国成为石油净进口国后，原油进口逐年增大，2006年，我国石油对外依存度已达47.0%，较2005年提高4.1个百分点。2006年，我国原油产量同比增长1.7%,而石油净进口同比增长19.6%。据海关总署发布的信息，今年1季度，我国原油和成品油进口同比均呈上升趋势。另外，国内东部多数油田目前处于高含水期开采阶段，综合采收率仅为32%左右，意味着仍有六成以上的石油"留守"地下。低渗透油田是我国潜在石油产量的主要来源。在我国低渗透油气田广泛分布在全国的各个油区。其中探明储量大于2x108t的油区分别为中石油的大庆、吉林、辽河、大港、新疆、长庆、吐哈和中石化的胜利、中原等9个油区。并且以上油区的动用储量大于1x108t。这些油区共有低渗透地质储量22.02x108t。国内高能气体压裂技术经过近二十年的研究与推广已经发展为一项基本成熟的，在各油气田应用中取得了良好的经济效益，正在向综合性压裂发展的油气层改造增产新技术。近年来单一的高能气体压裂转向了高能气体与射L，水力压裂"酸化等的复合联作技术的发展。特别是高能气体与射孔联作(又称深穿透复合射孔)技术在各个油气田都得到了较普遍的推广。高能气体压裂本身也从火药组成，燃烧方式方向上，发展有液体火药高能气体压裂，可控脉冲等高能气体压裂新技术。可控脉冲-物理化学增产技术属于高能气体压裂技术的一种改进技术，在进行高能气体压裂的同时，利用氢气对油层岩石及重油馏分进行处理，从而达到增产的目的。该发明是一种可应用于可控脉冲-物理化学增产技术的一组试剂。
发明内容本发明目的是提供一种油井增产的新方法及在增产过程中应用的释氢活性试剂组份，释氢活性试剂组份在可控脉冲-物理化学油井增产作业时，通过释放出活性氢原子、通过对油层进行综合作用，达到油井增产方面的应用。本专利所述的释氢活性试剂组份适用于埋藏深度超过1000米、岩层中碳酸盐含量不超过25%、油层厚度在2180米之间、附近没有自然水(地下水，湖水，河流)的油、气井。本专利所述释氢活性试剂组份包括释氢组份(「PC)、氧化剂组份(「0C)和中和液组份。这些试剂组份在油层区(也有可能进入油层)，在油层条件下(温度8012(TC，压力80~150个大气压)，即使没有空气参与，他们也能够在水中反应，反应中放出原子态和分子态的氢、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳和氮气，同时其他成分开始分解为硝酸盐等化合物。反应中放出的活性氢原子在油层条件下，不仅可以保障重油成分转化和分解成汽油馏分和甲垸，而且可以降低油岩的极限强度，使油岩脆化；分子氢、氧化氮、氧化碳和氮气等气体的存在可以降低油岩的亲油性，从而提高石油的流动性；氮氧化物等酸性物质在有水存在的条件下，可以腐蚀油岩表面缺陷，改善油层的空隙结构；试剂的反应是一种缓释反应，可以形成不连续的多重脉冲，这种脉冲可以更有效地作用于油层。轻微的冲击会形成微裂纹(显微镜下可明显观测到)，进而胀裂油岩，产生新的裂缝。下一次冲击可以使上一次冲击产生的裂缝变宽、变长。由于压裂过程中的负压作用、脉冲作用、热化学作用等，可以有效清除近井地带由于钻井、射孔和各种原因造成的污染和堵塞，改善近井地带渗流环境，达到油、气井增产的目的。本专利所述油井增产方法，包括如下步骤，1.通过漏斗依靠重力向井内注入前面配制的释氢组份600800kg，保证注液过程中没有空气进入油管，待释氢组份全部进入油管后，用10~20个大气压的压力通过油管口向油井套管内注水，注水量应保证油管内释氢组份全部至井底；2.提升油管，使油管下端管口位于油层上方30~50米处；3.再通过油管依靠重力向井内注入氧化剂组份400500kg，注液过程同1，使氧化剂组份与释氢组份靠重力在井底自然混合；4.待氧化剂组份全部注入完毕，使油井处于开井状态反应12~24小时；5.测量油井内液面高度，然后注水至井口；6.将油管下放到油层区，通过漏斗依靠重力注入中和液组份500700kg，待中和液组份全部进入油管后，打开注水泵通过油管向油井套管内注水，注水量是使中和液组份刚到油管下端管口即所有中和液组份都在油管内，关闭套管阀门，通过水泥车在70~80大气压下，向油管内注水2~5M3，关闭油管反应24~36小时；7.最后将油管下放至离人工井底1~5米，用2倍井体积的水洗井(同酸洗作业后的洗井作业)后交付采油。注1米油管容积=3.21_，1米套管容积=13.061_，释氢组份及之后各组份在油管内的位置可以通过计算注水量来控制；上述步骤中涉及的释氢活性试剂组份由如下方法制备1.释氢组份(「PC)的配制1.1将13kg蔗糖或葡萄糖倒入耐高温的反应器中，加入15kg水加热至65~75°C，加入0.0卜0.5kgC5Bk)H22或C3B化H"，充分搅拌后，加入浓度为6365。/。的硝酸12kg，并充分搅拌，然后冷却至室温，制得添加剂；1.2将1020kg市售无块状结晶的硝酸铵装入反应罐中；1.3按与硝酸铵质量比为1:2~5的比例，向步骤1.2的反应罐中加入颗粒状尿素；1.4按与硝酸铵质量比为1:6~10的比例，将步骤1.1的添加剂放入步骤1.3的反应罐中，并强力搅拌直到变成组份均一的混合物；1.5将步骤1.4制得的混合物，按质量比为47:1的比例与四氯乙烯或四氯化碳混合，得释氢组份；2.氧化剂组份(roc)的配制2.1.将36kg市售无块状结晶的尿素装入反应罐中；2.2.按与尿素质量比为1:3~10的比例，将氢氧化锂或氢氧化钾放入2.1的反应罐中；2.3.按与尿素质量比为1:3~10的比例，将铝粉(粒径为100~300目)放入2.2的反应罐中；2.4.按与尿素质量比为42:1的比例，向2.3的反应罐中加入亚硝酸钠或亚硝酸钾；2.5.向2.4的反应罐中加入14kg水，并强力搅拌；3.中和液组份的配制(一般在油井口处配置)-3.1.将610kg市售无块状结晶的硝酸铵装入反应罐中；3.2.按与硝酸铵质量比为1:2~4的比例，将冰醋酸或草酸放入3.1的反应罐3.3.按与硝酸铵质量比为8~12:1的比例，将盐酸或者乙酸放入3.2的反应罐中；3.4.按与硝酸铵质量比为1:2~4的比例，将氯化铰放入3.3的反应罐中，并强力搅拌。本专利所述的释氢活性试剂组份，其在油井增产方面应用时，一般需要对油井进行前期处理，步骤如下1.将酸洗用水泥车、2个储水罐(70~80立方米)、大修井架、相关药剂和容积为100~120L的漏斗运至油井；2.去除油井套管内的油泵等，使套管内只剩下油管，打开套管阀门，使油井处于开井状态；3.用水清洗油管，疏通油管，以便除去其上附着的石蜡，将洗井废液排放到指定的废液池中；4.将油管下放到距人工井底1~5米处；5.整理场地，安装架子、平台，安装注药剂时使用的容积为100120L的漏斗、包括连接漏斗和油管的软管；6.在8~10个大气压下通过油管向油井套管内注水至井口；7.将油管口与漏斗用胶管连接，如果不能将漏斗直接接在油管口上方，需要使漏斗高于井口位置，软管斜度大于45。；作用效果可控脉冲-物理化学石油增产技术可以保证1.使石油的粘度降低2~5倍，并使油水系统液体间的表面张力减小；2.处理过程中使用分解产生的氢气作为主要载能物质。氢的比热为C=14.2千焦/kg，这比水蒸气的比热高7倍，比氮气、氧气和氧化碳的比热高14倍多。而水蒸气在氢气中的有效扩散系数比在氮气和氩气中几乎要高一个数量级。众所周知，在有氢存在的情况下，氧化剂向释氢组份表面供给的速度将指数倍提高。3.在氢气的作用下，油岩会脆化。这里有原子氢的作用，氢原子会进入微孔，并与石油分子结合，而石油分子从这样的微孔中却无法出来。轻微的冲击会形成微裂纹，进而胀裂油岩。4.在固体岩石中应力集中处会产生微裂纹，裂纹在极小的应力作用下就会长大。该技术处理油井时，反应中会脉冲式地释放出大量气体，平均总量在900~1200立方米。经上述过程处理后，油层的渗透性将会大幅度提高，液体流量最低提高22.5倍。图1:处理作业前油井结构示意图各部件依次为套管阀门1，油管2，套管3，射孔区4，人工井底5，产油层6。具体实施方式实施例1:1.1.选择油井施工油井的基础数据投产时间2001年9月，套管直径139.7mm，钻井深度1815m，油管直径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个/米，岩层碳酸盐含量15%。1.2.准备化学试剂-释氢组份配方(71化g):<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>中和液组份配方(590kg):<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>1.3.试剂配制1.3.1.释氢组份(「PC)的配制1.3.1.1.将26kg蔗糖倒入耐高温的反应器中，加入40kg水加热至75°C，加入2kgC5B1QH22，充分搅拌后，加入浓度为63%的硝酸30kg，并充分搅拌，然后冷却至室温，制得添加剂；1.3.1.2.将364kg市售无块状结晶的硝酸铵装入反应罐中；1.3.1.3.向步骤1.3.1.2的反应罐中加入颗粒状尿素120kg;13.1.4.将步骤1.3.1.1的添加剂放入步骤1.3.13的反应罐中，并强力搅拌直到变成组份均一的混合物；1.3.1.5.将步骤1.3.1.4制得的混合物，与129kg四氯乙烯混合，得释氢组份；1.3.2.氧化剂组份(「OC)的配制1.3.2.1.将9化g市售无块状结晶的尿素装入反应罐中；1.3.2.2.将氢氧化锂15kg放入1.3.2.1的反应罐中；1.3.2.3.将铝粉(粒径为100目)15kg放入1.3.2.2的反应罐中;1.3.2.4.向1.3.2.3的反应罐中加入亚硝酸钠273kg;1.3.2.5.向1.3.2.4的反应罐中加入64kg水，并强力搅拌；1.3.3.中和液组份的配制(一般在油井口处配置)1.3.3.1.将50kg市售无块状结晶的硝酸铵装入反应罐中；1.3.3.2.将冰醋酸20kg放入1.3.3.1的反应罐中；1.3.3.3.将浓度为32%的盐酸HCL500kg放入1.3.3.2的反应罐中；1.3.3.4.将氯化铵20kg放入1.3.3.3的反应罐中，并强力搅拌。1.4.施工将释氢组份711kg，氧化剂组份458kg，中和液组份590kg，按照施工步骤，先将释氢组份、氧化剂组份注入到油井中，并使其反应12小时，之后注入中和液组份并开井观察1天，最后用2倍于井体积的水洗井。1.5.增产效果增产作业后的第二天即恢复生产，单井产量由增产作业前的1.2吨/天增加到6吨/天，增产达400%。增产效果持续3年，累计增产达到5135吨。实施例2:2.1.选择油井施工油井的基础数据-投产时间2003年1月，套管直径139.7mm，钻井深度1805m，油管直径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个/米，岩层碳酸盐含量12%。2.2.准备化学试剂按各组份配制方法，分别配制各组份。释氢组份配方(700kg):<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>R化剂组份酉己方(518kg):<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>4.铝粉Al(200目)205.水67中和液组份酉己方(590kg):序号物质名称质量kg1.硝酸铵502.冰醋酸203.浓度为32%的盐酸HCL5004.氯化铵202.3.试剂配制2.3.1.释氢组份(「PC)的配制2.3.1.1.将3化g蔗糖或葡萄糖倒入耐高温的反应器中，加入40kg水加热至75°C，加入2kgCsBK)H22，充分搅拌后，加入浓度为63%的硝酸30kg，并充分搅拌，然后冷却至室温，制得添加剂；2.3.1.2.将354kg市售无块状结晶的硝酸铵装入反应罐中；2.3.1.3.向步骤2.3.1.2的反应罐中加入颗粒状尿素114kg;2.3.1.4.将步骤2.3.1.1的添加剂放入步骤2.3.1.3的反应罐中，并强力搅拌直到变成组份均一的混合物；2.3.1.5.将步骤2.3.1.4制得的混合物，与129kg四氯乙烯混合，得释氢组份；2.3.2.氧化剂组份(「OC)的配制2.3.2.1.将9化g市售无块状结晶的尿素装入反应罐中；2.3.2.2.将氢氧化锂20kg放入2.3.2.1的反应罐中；2.3.2.3.将铝粉(粒径为100目)20kg放入2.3.2.2的反应罐中;2.3.2.4.向2.3.2.3的反应罐中加入亚硝酸钠320kg;2.3.2.5.向2.3.2.4的反应罐中加入67kg水，并强力搅拌；2.3.3.中和液组份的配制(一般在油井口处配置)2.3.3.1.将50kg市售无块状结晶的硝酸铵装入反应罐中；2.3.3.2.将冰醋酸20kg放入2.3.3.1的反应罐中；2.3.3.3.将浓度为32%的盐酸HCL500kg放入2.3.3.2的反应罐中；2.3.3.4.将氯化铵20kg放入2.3.3.3的反应罐中，并强力搅拌。2.4.施工将得到释氢组份700kg，氧化剂组份518kg，中和液组份590kg。按照施工步骤，先将释氢组份、氧化剂组份注入到油井中，并使其反应12小时，之后注入中和液组份并开井观察2天，最后用2倍于井体积的水洗井。2.5.增产效果增产作业后的第二天即恢复生产。单井产量由增产作业前的0.8吨/天增加到2吨/天，增产达150%。增产效果持续4年，累计增产达到1852吨。权利要求1、释氢活性试剂组份，包括释氢组份、氧化剂组份和中和液组份，其由如下步骤制备A释氢组份的配制1.1将1～3kg蔗糖或葡葡糖倒入耐高温的反应器中，加入1～5kg水加热至65～75C，加入0.01～0.5kgC5B10H22或C3B10H18，充分搅拌后，加入浓度为63～65％的硝酸1～2kg，并充分搅拌，然后冷却至室温，制得添加剂；1.2将10～20kg市售无块状结晶的硝酸铵装入反应罐中；1.3按与硝酸铵质量比为1∶2～5的比例，向步骤1.2的反应罐中加入颗粒状尿素；1.4按与硝酸铵质量比为1∶6～10的比例，将步骤1.1的添加剂放入步骤1.3的反应罐中，并强力搅拌直到变成组分均一的混合物；1.5将步骤1.4制得的混合物，按质量比为4～7∶1的比例与四氯乙烯或四氯化碳混合，得释氢组份；B氧化剂组份的配制2.1将3～6kg市售无块状结晶的尿素装入反应罐中；2.2按与尿素质量比为1∶3～10的比例，将氢氧化锂或氢氧化钾放入2.1的反应罐中；2.3按与尿索质量比为1∶3～10的比例，将铝粉(粒径为100目)放入2.2的反应罐中；2.4按与尿素质量比为4～2∶1的比例，向2.3的反应罐中加入业硝酸钠或亚硝酸钾；2.5向2.4的反应罐中加入1～4kg水，并强力搅拌，得氧化剂组份；C中和液组份的配制3.1将6～10kg市售无块状结晶的硝酸铵装入反应罐中；3.2按与硝酸铵质量比为1∶2～4的比例，将冰醋酸或草酸分别放入3.1的反应罐中；3.3按与硝酸铵质量比为8～12∶1的比例，将盐酸或者乙酸放入3.2的反应罐中；3.4按与硝酸铵质量比为1∶2～4的比例，将氯化铵放入3.3的反应罐中，并强力搅拌，得中和液组份。2、一种油井增产的方法，其步骤是1)对油井进行前期处理后，通过漏斗依靠重力向井内注入释氢组份600~800kg，保证注液过程中没有空气进入油管，待一号溶液全部进入油管后，用10~20个大气压的压力通过油管口向油井套管内注水，注水量应保证油管内一号溶液全部至井底；2)提升油管，使油管下端管口位于油层上方30~50米处；3)再通过油管依靠重力向井内注入氧化剂组份400500kg，注液过程同步骤1)，使氧化剂组份与释氢组份靠重力在井底自然混合；4)待各组份溶液全部注入完毕，使油井处于开井状态反应12~24小时；5)测量油井内液面高度，然后注水至井口；6)将油管下放到油层区，通过漏斗依靠重力注入中和液组份500700kg，待中和液组份全部进入油管后，打开注水泵通过油管向套管内注水，注水量是使中和液组份刚到油管下端管口即所有三号溶液都在油管内，关闭套管阀门，通过水泥车在70~80大气压下，向井内注水2~5M3，关闭油管反应24~36小时；7)最后将油管下放至离人工井底1~5米，用2倍井体积的水洗井后交付采油。3、如权利要求2所述的油井增产的方法，其特征在于对油井进行前期处理的歩骤为，1)将酸洗用水泥车、2个70~80立方米储水罐、大修井架、相关药剂和容积为100~1201_的漏斗运至油井；2)去除油井套管内的油泵等，使套管内只剩下油管，打开套管阀门，使油井处于开井状态；3)用水清洗油管，疏通油管，以便除去其上附着的石蜡，将洗井废液排放到指定的废液池中；4)将油管下放到距人工井底1~5米处；5)整理场地，安装架子、平台，安装注药剂时使用的容积为100~1201_的漏斗、包括连接漏斗和油管的软管；6)在8~10个大气压下通过油管向油井套管内注水至井口；7)将油管口与漏斗用胶管连接，如果不能将漏斗直接接在油管口上方，需要使漏斗高于井口位置，软管斜度大于45°。4、如权利要求2或3所述的油井增产的方法，其特征在于用于埋藏深度超过1000米、岩层中碳酸盐含量不超过25%、油层厚度在2~180米之间、附近没有自然水的油井或气井。全文摘要本发明涉及一种油井增产新方法及在油井增产过程中应用的释氢活性试剂组份，其能在可控脉冲-物理化学作业条件下，利用氢气等气体对油层岩石和石油馏分的作用以及同时产生的物理化学作用，达到油井增产的目的。这些试剂在油层区，在油层条件下，能够在水中反应放出原子态和分子态的氢、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳和氮气，同时其他成分开始分解为硝酸盐等化合物。活性氢原子可以保障重油成分转化和分解成汽油馏分和甲烷，而且可以降低油岩的极限强度，使油岩脆化；分子氢、氧化氮、氧化碳和氮气等气体的存在可以降低油岩的亲油性，从而提高石油的流动性；氮氧化物等酸性物质在有水存在的条件下，可以腐蚀油岩表面缺陷，改善油层的空隙结构。文档编号C09K8/60GK101230261SQ20081005023公开日2008年7月30日申请日期2008年1月9日优先权日2008年1月9日发明者克拉夫琴科·阿列戈,琼刘,丽吕,典张,斯特罗吉·叶弗根尼,牛晓巍,谢尔比娜·卡琳娜,炜韩申请人:炜韩