[发明专利]化学增能实现地下稠油减粘裂化开采新技术

说明书

本发明公开一种开采地下稠油的新技术，它可利用蒸汽将地层予热至250℃后，向地层注入特殊设计的氧化还原体系，利用氧化还原反应放出热量，使地层温度提升至350℃以上，经数小时，一部分稠油从大分子烃裂化为小分子烃，从而实现永久性减粘的目的。也可不予热地层，直接向地层注入氧化还原体系，只是采注比有所下降.所谓氧化还原体系由A组分液和B组分液构成。A组分液中包括氧化剂饱和溶液和其固体粉粒，B组分液中包括还原剂石油烃(如再生矿物油)、引发剂电石以及稠化剂和乳化剂等。A组分液也可以用富氧空气水基泡沫液代替。氧化还原体系具有含能高、自引燃、无公害的特点，并且原料廉价易得。施工简便，只需一台防砂泵车就可完成作业。

技术领域

本发明属于石油天然气工业中稠油开采的工艺技术。

背景技术

稠油是指在原始油藏温度下脱气原油粘度在100～10000mpa.s，或者在15.6℃及大气压下密度为934～1000kg/m³的原油。中国稠油的粘度相对较高，普通稠油定义为粘度100～10000mpa.s，特稠油为10000～50000mpa.s，超稠油则大于50000mpa.s。

稠油储量丰富，但却难动用。目前，针对稠油开采，中外所采用的工艺技术(包括正在试验的技术)有：溶剂稀释或轻油稀释、表面活性剂乳化、蒸汽吞吐和蒸汽驱、重力采油、热水驱、火烧油层、微生物降粘、电加热或微波加热、加催化剂裂化。我国石油工作者，经实践确认，有工业价值的尚属蒸汽吞吐、蒸汽驱和火烧油层。所以可略去对其它工艺技术的评价。

蒸汽吞吐是将370℃的过热蒸汽注入地层，使地层温度上升至250℃。蒸汽的注入量按冷水当量计算为每米油层70～120T，注入数天，再焖井3～14天。然后进入采油阶段，持续几个月后，地层温度下降了，需再次注蒸汽。蒸汽驱也是用370℃蒸汽注入地层，连续注入5～7年。若要提升注汽温度(如600℃)则需投巨资购设备，其运营维护费用施工方难以承担，对套管的破坏性损害油田方也难以接受。

所谓火烧油层是向地层注入空气，使地层稠油燃烧。利用燃烧产生的热量使稠油减粘。其实，火烧油层从1920年就开始试验，但失败的大于成功的。这主要是油层的非均质性引起的波及范围低及燃烧火线难控制，并不能形成人们希望的“一片火海”，地层温度达不到预期要求。

发明内容

为了提高轻质油产量，炼厂广泛采用裂化工艺。裂化是在一定温度作用下发生大分子烃裂解成小分子烃的工艺过程，分为高温热裂化和低温减粘裂化，近几十年，高温热裂化被催化裂化取代。低温(400～500℃)减粘裂化是针对常减压渣油，旨在通过不太高的温度达到一定程度的裂化，从而在渣油中提出一部分催化裂化原料。

地层稠油与炼厂渣油成分相近，渣油发生减粘裂化的条件同样适用于地层稠油。

根据化学动力学的碰撞理论，减粘裂化是由于分子热运动，两两碰撞，导致C-C键断裂，生成一分子烷烃和一分子烯烃：

R₁-CH₂-CH₂-R₂→R₁＝CH₂+R₂-CH₃

以上反应是分几个基元步骤进行的，

R₁-CH₂-CH₂-R₂→R₁-CH₂·+·CH₂-R₂，

R₁-CH₂·→R₁＝CH₂+H·，

R₂-CH₂·+H·→R₂-CH₃。