延时可控热化学解堵技术研究与应用

【摘要】沈阳油田静35块浅层高凝油油藏埋藏深度较浅，平均埋深1200米，地层温度43度；该区原油凝固点37℃，析蜡温度42℃。由于地温仅高于析蜡温度1度，造成地层特别时近井地带蜡堵严重。针对这种情况，采用了热化学解堵技术，通过室内试验研究了热化学解堵剂配方并通过现场试验完善，该配方能控制引发时间，实现延迟反应。在静35块的应用用取得了明显的增产效果

【关键词】高凝油 热化学 解堵

在油气田生产过程中，由于地温低常常使得井筒周围地层结蜡，造成地层渗透率降低，开采难度增大。现场结合实际，曾采用注蒸汽、热洗、电加热等来解决这方面的问题。这些方法相比化学热存在诸多不足。目前常用的化学生热体系为亚硝酸盐与氯化铵生热体系，该体系，在酸催化条件下反应产生大量的热和气体，在现场应用较多。

其化学反应方程式为：

在实际生产施工中，使用盐酸、草酸等作为催化剂。这些催化剂按一定重量比与反应体系混合后，一般很快引起反应，虽然能达到预期目的，但是却会发生在施工过程中反应情况，给施工带来极大的安全隐患。

1 静35块简况

沈阳油田为全国最大高凝油生产基地，原油凝固点最高为67℃，最低为37℃，在常温下即成固态。静35块油层埋藏深度较浅，平均埋深1200米，地层温度43度；该区原油凝固点37℃，析蜡温度42℃。由于地温仅高于析蜡温度1度，造成地层特别时近井地带蜡堵严重，新井投产后原油递减快，没有稳产区。当采用侧钻等措施，解除井筒周围3～5米蜡堵，原油产量便得以恢复。但是由于其他措施一般施工成本较高，所以针对静35块的地质特性开展了热化学浅层高凝油增产研究和应用，并取得了较好效果。

图2 室温下不同搅拌速度-反应时间曲线

图

该配方使用有机无机两相界面反应来控制体系的引发时间，所以，两相的分散程度对体系引发时间影响很大。从图二可以看出，当溶液静止时，大约11小时可以反应，逐渐提高搅拌速度至800转/分，引发时间会迅速缩短1小时左右。当进一步提高搅拌速度，引发时间变化较小。

我们采取变化最大的200转/分作为以下实验的基本搅拌速度。

2.2.2 碳酸氢钠浓度的影响

改变碳酸氢钠的浓度，引发时间如图三。从下图可以看出，当碳酸氢钠浓度为0时，只需几分钟，反应就会发生，和加普通酸催化效果一样；当浓度达到2.5%以上时，反应时间受浓度影响基本不变。我们采取2.1%的浓度为施工浓度。

图3 碳酸氢钠浓度-反应时间曲线图

2.2.3 其他因素影响

（1）温度的影响：当温度升高时，溶液分子间运动加剧，该反应也会加剧，整个体系的引发时间会缩短，但是由于该体系采用两相溶液，所以温度影响较小。

（2）PH值的影响：氯化铵-亚硝酸钠溶液受酸碱度影响较大，但是地层水PH值在6～8之间变化，从实验可知，当PH>5时，对体系引发时间不会有影响，所以，地层水的PH不会有影响。

图4 时间-温度曲线图

我们使用催化剂浓度2.1%，室温下200转/分搅拌速度时，测得以下曲线，如图四。从图中可以看出，在前175分钟时，温度上升非常缓慢，仅从25℃升高至30℃；从175至180分钟时，温度上升速度明显加快，5分钟时间从30℃升高到60℃，并伴随气体产生；当温度达到60℃时，停止搅拌，反应迅速剧烈，伴随大量气体生成，在敞开容器中温度迅速升高至105℃以上，持续剧烈反应约5分钟后，反应放缓，温度逐渐降低。

结合第一口井施工经验，我们取催化剂B7%含量。

做施工前100kg试验，药液在第72分钟开始反应。

2011年8月对静35块33-31井进行油管注药剂热化学解堵施工，施工井段1608.1～1677.0米，共16.3米/4层，该井原油含胶质沥青质28.5%，含蜡量36.3%，地温47度。

施工时水泥车压力与时间曲线如图6：

结合施工情况分析：前10分钟为正替时压力5MPa，然后开始开始挤注，压力从12MPa逐步上升至103分钟的18.5MPa。在顶替水时，压力迅速上升至顶替完的23MPa，应为药液在地层开始反应。

施工后5小时开始放压，放压80分钟。作业下杆投产。3.3 产量对比

静35-30-32井，施工前日产液2.2吨，日产液1.0吨，施工后初期（两周）平均日产液2.9吨，日产油1.5吨。目前（截至2011年9月18日）平均日产液3.4吨，平均日产油2.1吨。增油率达110%。

静35-33-31井，施工前日产液2.2吨，日产油1.4吨，施工后（截至2011-9-18）平均日产液4.7吨，平均日产油3吨。增油率达114%。

图8 静35-33-31井施工时间压力曲线图

4 结果及讨论

（1）该配方解决了热化学施工无法控制引发时间的问题。

（2）理论计算，该配方每方溶液产生热量1.2×107千焦，产生气体80方。在试验室敞开容器中，原配方敞开容器中，反应最高温度可达107℃。新配方反应最高温度可达117℃。

（3）该配方只对蜡堵或同类有机质地层堵塞起作用。

参考文献

[1] 蒋晓明.气井热化学解堵技术，断块油气田，石油工业出版社，2004年3月，11（2）：84～85

[2] 杨建华.热化学油层戒毒技术的研究与应用，新疆石油科技，2003年3月，2（13）：22～24[3] 马英建.油井热化学解堵技术的应用，油田节能，2000年，3：48，60～61

作者简介

杨雄，2004年毕业于西南石油大学应用化学专业，长江大学石油与天然气开采专业研究生在读，目前主要从事三次采油。