长春岭油田氢热气化学技术矿场试验

张立新

（中国石油吉林油田分公司扶余采油厂 吉林松原 138000 ）

长春岭油田构造的位置位于松辽盆地南部东南隆起区、长春岭背斜带扶余Ⅱ号构造上。开发的主要目的层为扶余油层，油藏顶部埋深为30～360m。长春岭油藏为稠油油藏，原油黏度为50～2000mPa·s，油层厚度为2～5m，地层压力系数为0.81。由于油藏原油黏度高、温度低、压力系数低，致使油藏开发难度大。采用蒸汽吞吐、火烧油层、注热水、火驱等热采技术对油田进行开发时，存在投入大、开发效率低等问题。

氢热气化学技术具有操作工艺简单、安全可靠，不需要大型设备，对油层和环境无污染，对油层的作用不受地层流体通道的影响，更重要的是具有解堵、降粘和长效等多方面的技术优势。该技术在俄罗斯、乌克兰、乌兹别克斯坦、土库曼斯坦、美国等国家已经进行了七十多次施工，成功率为100%，增产有效率为100%，处理后的油气井产量可以提高3～27倍，且持续时间长。我国对该技术的研究还处在起步阶段，近几年来在实验室内研究取得了可喜的成果，在现场应用可以进一步检验该技术在我国实施的可行性。2010年6月在大庆油田的葡46区块和联华等地区实施，取得了较好的效果，平均单井累增油均在500吨以上。因此，长春岭油田有必要对该项技术实施试验。

1 技术原理

氢热气化学技术通过将两种化学试剂按照次序注入井下，在井底两种工作液发生反应，释放出的能量对近井区域加热的同时，由于多级反应所产生的脉冲效应可产生冲击波，在地层形成新的微裂缝，促进现有微裂纹的生长，从而增加近井区域的渗透率；另外，两种工作液相互作用还可产生活泼的原子氢，在一定程度上可以促进沥青质、石蜡等有机沉淀通过水热裂解反应进行分解，分解过程中释放的能量可以疏通堵塞的油路，使微裂缝之间联通起来，提高渗透率。同时氮气溶于原油之后可以降低原油粘度，提高油层能量，有利于处理液返排。在高温处理和加氢分解作用下可以有效的去除近井区的有机物堵塞， 将重质组分裂解为轻质组分，从而改善原油的流动性。在上述反应后用酸液进行处理，除去有机垢，对新生成裂缝的岩层，可以达到扩大裂缝并改善地层的目的。

2 主要作用及特点

2.1 主要作用

该技术的主要作用有三项：（1）机械作用：能量使目的层的微裂缝可以相互连通，增加渗透率；（2）热作用：持续不断的能量能融化近井地带的蜡和沥青，改善地层孔隙度和渗透率；（3）降解作用：产生的能量可以使沥青质发生水热裂解反应，进一步去除有机物的堵塞。

2.2 主要特点

该技术有五项主要特点：（1）可以形成大量微裂缝；降解有机物效果明显，油层的孔隙度、渗透性将会大幅度提高；（2）不破坏地层结构、无污染、环境友好；（3）适用范围广，对其他增产措施不能奏效的超低渗油、气井仍然可以产生较好效果；（4）施工工艺简单、安全可靠；（5）增产效果持续时间长，相对成本低。

3 试验可行性分析

3.1 该项技术使用条件

3.1.1 适用的岩性条件

适用于高、中、低渗透率，岩性为砂岩、灰岩和泥质含量不高的砂岩等岩性地层，对碳酸盐含量较高（＞25%）的地层不适用。

3.1.2 适用的地层物性条件

孔隙度（20%～30%）、渗透率（1-200×10-3µm2）、泥质含量（0%～20%）、油层厚度（≤150m）

3.1.3 适用的井身条件

该技术适用于地下1000米以下的油岩油井；油层厚度应该为2～180m；目的层段射孔密度要求不小于13孔/m，孔径8～12mm；附近最好没有自然水（地下水、湖水、河流）。

3.2 长春岭油田基本情况

长春岭油田储层早期为曲流河沉积，晚期为三角洲沉积，以水下分流河道和曲流河河道微相为主，砂岩分布不稳定，岩性变化快。单井钻遇扶余油层砂岩厚度4.2～78.8m，平均为38.0m有效厚度1.2～16.4m，平均6.7m。油气一般分布在2号、5 + 6号、7号、10号、12号小层，其中5 + 6号小层为主力油层，在本区呈条带状展布，砂岩厚度一般1.0～20.2m，平均9.1m，有效厚度一般0.4～12.4m，平均4.8m。泉四段储层岩性主要为粉砂岩，细砂岩次之。储层物性条件较好，孔隙度一般为12.5～33.2%，平均孔隙度27.08%，渗透率一般为7.0×10-3～1666.7×10-3µm2，平均渗透率270.85×10-3µm2。

表1 长春岭油田原油参数表

3.3 长春岭油田开发中存在的问题

长春岭油田长107区块自2006年11月开始，开展了多种热采试验，包括热水驱、蒸汽吞吐、蒸汽驱、火驱等方式热采试验，但无论是哪种热采试验，平均单井日产油均在0.2吨以下，效果非常差。而长109区块由于油水粘度比大，注水开发四年中，出现了含水上升速度快、稳产难度大等问题。目前通过注水调控虽然取得了一定效果，自然递减水平有所降低，含水上升速度得到了有效控制，但仍存在区域注采不平衡，储层物性对注采效果影响较大，单井平均产能低，精细油藏认识及水驱开发效果评价水平差等问题。长春岭油田具有4000多万吨探明储量，而目前动用的只有1000多万吨，且采出程度只有1.7%，有效动用率极低，急需寻找一种适合该油田的有效动用方式，所以有必要在长春领油田开展热气化学试验。

4 现场驱替试验

2012年5～10月在长春岭油田相对原油饱和度高、初产高、含水低，且便于计量、分析后，评价区块选了2口矿场试验井。

2012年12月在长春岭油田长107和长109区块各开展一口井的现场驱替试验。实验首先通过漏斗向井内注密度为1.3g/cm3的1号溶液600L。去除漏斗，正替清水1.2m3，将1号溶液替出油管。上提管柱至277m，通过漏斗向井内注密度为1.6g/cm3的2号溶液500L。去除漏斗，正替清水0.8m3，将2号溶液替出油管。开井观察12h～14h，让两种药剂充分反应。经过12h～14h后下放油管至射孔区上层射孔302m处，向井内泵入密度为1.2g/cm3的3号溶液1500L，正挤清水2m3将3号溶液从油管中替出，最后注入一部分酸液，减少井筒附近污染程度。

长1井（见图1）和长2井（见图2）在实施热气化学试验后，其中长1井初期效果较好，但后期增液幅度下降导致增油效果不好；长2井相对增液较少，但有效时间相对长些。目前两口井平均单井累增油25吨。

图1 长1井措施增油效果曲线

图2 长2井措施增油效果曲线

分析驱油效果不明显的主要原因有：长春岭油藏流体敏感性较强，具有强水敏、强酸敏、强碱敏、弱速敏的特点；该项措施在施工过程中注入了一定量的酸液，导致油层附近不但没有起到解堵的作用，反而影响了产液程度，导致增油效果不好。

5 结论

（1）长春岭油田油藏埋藏浅、温度低、压力低，物质基础差。这种特殊油藏决定了常规的热采效果不好，平均单井日产油在0.2吨以下。

（2）热气化学技术能够能量使目的层的微裂缝可以相互连通，增加渗透率，使多孔介质中的原油流动更为容易。但在长春岭油田这种特殊敏感性地层应该减少酸液注入，避免油层酸敏影响。

（3）下一步应该考虑实施负压开采及反酸解堵，提高该项技术的长期效果。

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