一种重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法技术

本发明专利技术公开了一种重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法，该方法包括：向地下油层注入高压气体或液体，在油层中压出裂缝，向地下油层连续注入热水蒸气，待地下油层温度高于放热反应的临界温度后，向地下油层注入放热反应催化剂和含有H2和CO的反应原料气和热水蒸气，反应原料气在地下油层中与放热反应催化剂接触并发生放热反应；产物与所述地下油层中的重油共同流入生产井并采出；当所述生产井采出液的黏度低于黏度下限值，调节降低放热反应的放热量；当所述生产井采出液的黏度高于黏度上限值，调节提高放热反应的放热量。本发明专利技术方法通过在地下油层中发生放热反应，降低重油热采过程中热水蒸气的用量，同时使重油热降黏，提高重油的采收率。提高重油的采收率。

A reaction heat control method in the process of in situ exothermic reaction displacement of heavy oil

【技术实现步骤摘要】
一种重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法


[0001]本专利技术属于石油化工
，涉及一种重油驱油技术及用途，具体涉及一种重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法。

技术介绍

[0002]重油资源丰富，具有巨大的开发价值。但由于自身的特性，其开采和炼制难度要远远大于常规原油，生产成本较高，采收率低，并且需要稀释剂稀释或加热才能通过管线进行运输，重油改质和满足环保要求都需要更多的投入和更先进的技术支持。
[0003]重油开采方法很多，包括露天开采、出砂冷采、蒸汽吞吐、注溶剂开采等。但不同的重油开采技术均存在相应不足，露天开采仅限于50
‑
75m的产层；重油出砂冷采采收率只能达到5
‑
15％，且不适用于高黏沥青和具有强烈边底水的油藏；蒸汽吞吐采收率只能达到15
‑
25％，且会消耗大量的水资源，并会造成一定的CO2排放。
[0004]目前重油开采技术的发展思路是参照重油加工的方法，利用不同方法使重油在地下进行原位反应，将重油裂化为轻质油品，降低重油黏度，从而达到便于开采的目的。目前已有部分专利公开了重油地下改质的相关工艺和催化剂。
[0005]专利CN107880866A提出了一种金属纳米晶降黏剂的制备方法，该降黏剂可以用于原位催化降低稠油改质，降黏效果明显，降黏率可达到93％。但该降黏剂以有机金镍和有机胺作为原料，制作成本较高，同时对于环境污染较大，并不适合于大规模工业化应用。
[0006]专利CN104314525A提出一种注入油酸进行原位改质的火驱采油方法，该方法在油藏开采前先注入油酸进行闷井，使油酸与原油在地下进行裂解改质反应，反应4
‑
7天后再进行火烧油层进行开采。该方法可以提高重油开采的采收率，但受限于油酸的催化效果和地下复杂环境，该方法对于采收率的提高有限，应用环境局限性较大。
[0007]专利CN104619947A提出通过注入热流体原位改质重油的方法，该方法通过向地下油藏中注入热流体，通过热流体的热量促进重油原位裂解。此种方法能够有效提高重油油藏采收率，但由于热流体所需热量需要由地上供给，因此整套方法能耗较高。

技术实现思路

[0008]本专利的目的是克服现有技术存在的上述不足，提出一种重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法，主要应用于重油开采的过程，通过向油藏注入合成气进行费托合成反应或合成气制甲醇反应来为油层加热，提高地层中重油温度，大幅度降低重油黏度提高重油采收率。
[0009]本专利所述的重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法，通过注入井向地下油层注入高压氮气、二氧化碳或水，在地下油层中压出裂缝，所述高压气体或液体中携带支撑剂，支撑剂进入地下油层中的裂缝，处理步骤包括：
[0010](1)通过注入井向地下油层连续注入热水蒸气，所述热水蒸气的干度为50
‑
99％，温度为180
‑
350℃，待地下油层温度高于放热反应的临界温度后，以费托油或白油为载液，
注入放热反应催化剂，在井口停止注入放热反应催化剂后，继续注入费托油或白油将放热反应催化剂携带进地下油层，所述放热反应包括费托合成反应和合成气制甲醇反应中的一种或两种；
[0011](2)通过所述注入井向地下油层注入含有H2和CO的反应原料气和热水蒸气，反应原料气在地下油层中与放热反应催化剂接触，发生放热反应；
[0012](3)所述放热反应的产物与所述地下油层中的重油共同流入生产井，并输送到地面，采出液；
[0013](4)当步骤(3)所述生产井采出液的黏度低于黏度下限值，减小所述反应原料气的流量，减小反应原料气中H2和CO的摩尔比，降低放热反应的放热量，所述采出液的黏度下限值为50℃黏度100
‑
1000mPa
·
s；
[0014](5)当步骤(4)所述生产井采出液的黏度高于黏度上限值，增大所述反应原料气的流量，增大反应原料气中H2和CO的摩尔比，提高放热反应的放热量，所述采出液的黏度上限值为50℃黏度10000
‑
50000mPa
·
s；
[0015](6)当步骤(1)所述放热反应催化剂在使用1～3年后，通过注入井向地下油层中注入新的放热反应催化剂。
[0016]在上述重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法中，优选地，步骤(2)所述热水蒸气的干度为70
‑
80％，温度为250
‑
300℃。
[0017]在上述重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法中，优选地，步骤(3)所述向地下油层注入反应原料气和热水蒸气，反应原料气和热水蒸气混合后注入，反应原料气和热水蒸气混合质量比为1:10～10:1，或者反应原料气和热水蒸气交替注入，单次注入反应原料气和单次注入热水蒸气的质量比为1:10～10:1。
[0018]在上述重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法中，所述注入井优选是水平井、垂直井或多分支井中的一种或几种的组合。
[0019]在上述重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法中，优选地，所述反应原料气包括H2、CO和CO2，其中，以所述反应原料气的体积为基准，所述H2的含量为50～70vol％，优选为60～70vol％，所述CO的含量为30～50vol％，优选为30～40vol％，所述CO2的含量为0～10vol％，优选为2～5vol％。
[0020]在上述重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法中，所述载体选自氧化铝、二氧化硅、分子筛、活性炭、硅藻土或气凝胶中的一种或几种，所述活性组分选自铁、钴、镍和钼中的一种或几种。
[0021]在上述重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法中，以首次放热反应催化剂注入量为基准，合成气的注入量与催化剂的体积比为1000
‑
4000h
‑1，优选为1500
‑
3000h
‑1。
[0022]在上述重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法中，当放热反应包括费托合成反应和合成气制甲醇反应时，以放热反应催化剂的重量为基准，费托合成反应催化剂的含量为30～90wt％，合成气制甲醇反应催化剂的含量为10～70wt％。
[0023]本专利技术方法与现有技术相比，本专利技术控制方法能够利用化学反应放热进行地下驱油，在地下环境中进行费托合成反应或合成气制甲醇反应，能够利用反应放热提高地层温度降低重油黏度，同时反应的生成物还能够对重油有溶解作用，在多种因素复合作用下能够大幅降低地层中原油黏度，提高重油采收率。
具体实施方式
[0024]下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0025]实施例1
[0026]称取39.9gCo(NO3)2·
6H2O，加去离子水稀释至一定体积，等体积浸渍法负载到32.68gSiO2载体上，静置12h后，120℃干燥8h，马弗炉中400℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重油原位放热反应驱油过程中反应热控制方法，通过注入井向地下油层注入高压氮气、二氧化碳或水，在地下油层中压出裂缝，所述高压气体或液体中携带支撑剂，支撑剂进入地下油层中的裂缝，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)通过注入井向地下油层连续注入热水蒸气，所述热水蒸气的干度为50
‑
99％，温度为180
‑
350℃，待地下油层温度高于放热反应的临界温度后，以费托油或白油为载液，注入放热反应催化剂，在井口停止注入放热反应催化剂后，继续注入费托油或白油将放热反应催化剂携带进地下油层，所述放热反应包括费托合成反应和合成气制甲醇反应中的一种或两种；(2)通过所述注入井向地下油层注入含有H2和CO的反应原料气和热水蒸气，反应原料气在地下油层中与放热反应催化剂接触，发生放热反应；(3)所述放热反应的产物与所述地下油层中的重油共同流入生产井，并输送到地面，得到采出液；(4)当步骤(3)所述生产井采出液的黏度低于黏度下限值，减小所述反应原料气的流量，减小反应原料气中H2和CO的摩尔比，降低放热反应的放热量，所述采出液的黏度下限值为50℃黏度100
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1000mPa
·
s；(5)当步骤(3)所述生产井采出液的黏度高于黏度上限值，增大所述反应原料气的流量，增大反应原料气中H2和CO的摩尔比，提高放热反应的放热量，所述采出液的黏度上限值为50℃黏度10000
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50000mPa
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s；(6)当步骤(1)所述放热反应催化剂在使用1～3年后，通过注入井向地下油层中注入新的放热反应催化剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述热水蒸气的干度为70
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80％，温度为250
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴青，臧甲忠，李福双，薛同晖，冯钰润，郑修新，范景新，唐成义，于瑞香，
申请(专利权)人：中海油天津化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：