高凝油热化学解堵技术试验研究

范炜

摘 要：该项目针对沈阳油田静35块油层地质的特点，结合国内外热力解堵技术的发展现状，通过室内试验，筛选出了控制方便，反应效果好，经济效益高的一种化学反应配方。先后在静35-32-36、静35-30-32、静35-33-33等3口井进行现场试验，试验证明该热化学解堵剂可以有效地解除地层因蜡质、胶质、沥青质等有机物沉积造成的堵塞，为静35块的原油开发开辟了新的道路；而且该配方具有用量少、成本低、施工简单安全的特点，具有较好的应用前景。

关键词：高凝油 蜡堵 热化学解堵

中图分类号：TE358 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（b）-0157-02

1 前言

沈阳油田静35块油层埋藏深度较浅，西部平均埋深1500 m，地层温度52 ℃，东部平均埋深1200 m，地层温度43 ℃。由于地层温度低，造成西部油井在生产过程中，井底附近有蜡的析出，表皮系数增大，油井产量快速递减。东部原油黏度大且凝固点较高，造成原油流速低。另外，东部43度的低温只比析蜡温度高1 ℃。因此，油藏在未动用前原油中就有蜡的析出，即原油在油藏中呈凝固或半凝固状态，因而在开采过程中易产生油层堵塞等问题。

自1995年开发以来，该块部分油井的开采已经陆续采取了以下一些措施：油井蒸汽吞吐、有机溶剂解堵、微生物吞吐和微生物段塞驱、常规油井解堵技术、井下电磁加热法。但整体上效果不太理想。这类措施的主要缺点是不能同时对产生堵塞的固体微粒进行解堵和增大油井地层的压力；或者效果虽然比较好，但是投入太大。

调查发现化学方法可以较好地解决这些问题。根据化学反应的特点，可以利用一些特定的化学反应，同时来提高油井地层的温度和增大油井地层的压力。

化学生热体系是利用一种或两种水溶性药剂反应生成的化学热来加热近井地带或流体，从而达到解堵清蜡的目的。目前常用的三种化学生热体系为：（1）亚硝酸盐与氯化铵生热体系，（2）过氧化氢生热体系，和（3）铬酐-多羟基醛氧化生热体系。这三种化学生热体系中，亚硝酸钠和氯化铵生热体系最高，过氧化氢生热体系次之，葡萄糖与三氧化铬生热体系最低。过氧化氢的分解产物是水和氧气，烃类和其它燃料可被氧气氧化，反应后产生的热量使水完全汽化，反应最终的产物是过热蒸汽和二氧化碳，可用来进行超热蒸汽钻井。但操作不慎，也可能引起爆炸式反应。

1.1 适用于油井生产的化学生热体系的基本要求和技术难题

根据实际要求，适用于上述目的的化学反应体系应该满足下述要求：

（1）在灌注过程中，不能在油管内发生反应，以免发生事故。

（2）能产生大量的热量。

（3）能产生大量的惰性气体。

目前使用的化学生热体系一般都采用催化剂，特别是亚硝酸钠与氯化铵体系，催化剂的用量对生热速度影响很大。目前使用的催化剂主要为酸，如盐酸和草酸。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。减少催化剂用量，虽然可以将反应延缓，但产热效果明显降低。因此，如何找到既可以安全施工，又不影响产热效果的生热体系，是摆在我们面前的主要技术难题。

1.2 该项目的主要研究重点

（1）寻找生热高的化学反应体系；

（2）反应体系混合后成均一相的单一体系；

（3）在30 ℃或者30 ℃以下的反应体系中搅拌90 min内不发生反应，当温度到40 ℃，90 min后发生剧烈反应；

（4）开放体系中反应的温度峰值在100 ℃以上；

（5）反应产物无毒无害，反应可控制。

2 室内实验

从化学反应焓来看，亚硝酸钠与氯化铵是最佳的反应，他具有成本低廉，生成物无污染，放热量高，分子量低的特点，所以我们的主反应剂也选用这两类药剂。所以室内实验主要为催化剂的筛选。

2.1 实验原理

由于亚硝酸钠和氯化铵溶解时会大量吸热，如果用常温（20 ℃）水溶解时，溶液温度甚至会降低到零下，对地温较低的高凝油，这是非常不利的，所以我们采用高温热水溶解药剂。在实验室中我们模拟现场施工条件，使用注水站70 ℃的热水。溶解完后溶液温度在20 ℃左右。

2.2 实验过程

按照表1称取药品，按照1+4，←2，←3，配成溶液，再将56混合，加到上述溶液中。水浴加热到30 ℃，搅拌90 min，取出40 mL溶液（编号：1号溶液），放入70 ℃水浴中，观察反应；取出50 mL反应液静止在室温中（编号：2号溶液），观察反应；原反应液（编号：3号溶液）静止于45 ℃水浴中。观察反应。

2.3 实验现象

1号溶液在15 min后开始大量出现气泡，反应迅速升温到107 ℃；

3号溶液在70 min后开始有气泡，温度开始上升，75 min后反应剧烈，温度迅速上升至105 ℃；

2号溶液24 h没有发生明显反应，后水浴加热到45 ℃，60 min后，开始反应，温度上升到55 ℃。65 min后反应剧烈，温度达105 ℃。

3号溶液在温度升高到55 ℃时，取出40 mL溶液，向其中添加催A，C，反应停止。

2.4 结果分析

可见，该配方在应用时可以有足够的时间进行施工，如果无法及时灌入地层，对地面的液体也不会发生反应，已经灌注的，我们也可以添加催A、C，使反应终止。所以，该配方是绝对安全的，而且反应效果好，针对不同的井，可能施工条件不同，配液水质、地层温度，不同，所以需要不同反应时间，为此，可以通过催A和催C的量来调节。

3 现场应用

通过室内试验，我们可以把反应时间控制在30 min～6 h之间，pH值6～9之间，足可以满足现在所知的所有井况。

3.1 选井原则

（1）由于地温低，近井地带油层存在严重蜡质及重油等有机物堵塞的油井。

（2）具备产能的低产液油井。

（3）含水小于50%的油井。

3.2 试验结果

根据以上原则，选取了静35-30-32等3口井进行试验，试验结果见表2。

4 结语

（1）通过热化学解堵的实施，为静35块的油藏开发开采指明了新的发展思路。

（2）热化学解堵技术施工方便、简单，对不同井况的油井，只需取样做一个小型实验，改变其中一种药剂的量，便能对该井进行精确施工。

（3）热化学解堵技术施工安全，即时在开始反应后也能将其控制。而且反应物生成物都无毒无污染。

参考文献

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

[2]杨建华，高才松，徐少永，等.热化学油层戒毒技术的研究与应用[J].新疆石油科技，2003（2）：22-24.