稠油降粘开采方法研究

稠油降粘开采方法研究（共5篇）

稠油降粘开采方法研究 篇1

摘要：z在油田的石油开采中, 稠油具有特殊的高粘度和高凝固点特性, 在开发和应用的各个方面都遇到一些技术难题。我国稠油的储量丰富, 因此加强稠油的开采研究对缓解我国能源紧张形势具有重要作用, 本文对稠油降粘开采方法进行了探讨。

关键词：稠油,开采,方法

稠油亦称重质原油或高粘原油 (英文名为heavy oil) , 并不是一个严格的范畴。按粘度分类, 通常把地面密度大于0.943、地下粘度大于50厘泊的原油叫稠油。据估计世界常规石油的总资源量为3000亿吨, 此外还有稠油、油砂及油页岩等非常规石油资源, 它们的储量折合为石油估计有八九千亿吨之多, 这些将成为21世纪石油的重要来源。据报道, 我国稠油的储量在世界上居第七位, 迄今已发现有1 5个大中型含油盆地和数量众多的稠油油藏区块。

1 稠油开采的难度及降粘的意义

对应用广泛的有杆抽油井而言, 在开采稠油时, 由于粘度过高, 含蜡量大, 使得油管的油流通道减小, 抽油杆柱的上、下行阻力增加, 下冲程时易出现驴头“打架”现象, 上冲程时驴头负荷增加, 严重时会使抽油杆卡死在油管中, 甚至造成抽油杆断裂的井下事故。此外, 对于油层温度较低的井, 在抽油泵固定阀、固定阀罩及其以下部位由于压力低, 在生产过程中也容易形成堵井, 而要被迫进行修井。对于电潜泵生产井而言, 由于电潜泵井排量大, 吸入口处压力低, 当油层温度较低时, 此处容易结蜡并造成叶导轮流道堵塞, 井液阻力增加, 使泵的排量下降, 同时会使电机负荷增加, 严重的可造成电机经常停机, 使电泵机组不能正常运转。总之, 稠油的开采过程中有很多的困难, 由于稠油的性质造成开采中的井下事故及其费用, 会使采油成本大幅度上升。因此, 稠油降粘开采方法的研究对于减小井下事故的发生及降低稠油开采成本具有重要意义。

2 稠油降粘开采的方法

2.1 火烧油层

用电、化学等的方法使油层温度达到原油燃点, 并向油层注入空气或氧气使油层稠油持续燃烧, 这就是火烧油层。用这种方法开采高粘度稠油或沥青砂。它的优点是可把重质油开采出来, 并通过燃烧, 部分地裂解重质油分, 采出轻质油分。这种方法的采收率很高, 可达8 0%以上。它的难点是实施工艺难度大, 不易控制地下燃烧, 同时高压注入大量空气的成本又十分昂贵。

2.2 稀释降粘

稀释降粘主要是利用相似相容原理, 加入溶剂降低稠油粘度, 改善其流动性。常用的溶剂有甲醇、乙醇、煤油、粗柴油、混苯等。混苯中的甲苯、二甲苯是胶质、沥青质的良好溶剂。在油田常用含混苯的稠油解堵剂对油稠、含胶质、沥青质较多的油井进行井筒清洗降粘, 降低抽油杆的负荷, 使液体的流动性得到了较大的改善。

2.3 化学降粘

化学降粘法是稠油开采中普遍应用的方法之一。所谓化学降粘法就是将一定的化学药剂从油管 (套管) 环形空间注入井底, 在井下泵的抽吸搅拌作用下, 使药剂溶液与稠油混合, 降低稠油粘度后被采出。由于稠油物性及所用药剂不尽相同, 其原理也有所不同, 大致可分为两大类, 即乳化降粘法和润湿降阻法。其中乳化降粘法是使水溶性好的表面活性剂作为乳化剂, 按一定量加入水中注入油井, 使稠油分散游离, 形成O/W型乳化液, 将稠油的摩阻变成水的摩阻, 达到降低稠油粘度的目的。润湿降阻法是在稠油生产过程中, 加入表面活性剂水溶液, 破坏油管或抽油杆表面长期与稠油接触所形成的亲油性, 使其表面润湿反转, 变为亲水性, 形成一层连续的水膜, 减少抽汲过程中稠油流动的阻力, 改善稠油的流动性。因此, 由不同表面活性剂 (乳化液) 和不同助剂构成了种类不同的稠油降粘剂。

2.4 微生物单井吞吐降粘

微生物开采稠油技术就是利用某些微生物细菌及其代谢产物的作用来降低稠油的粘度和凝固点, 使稠油组分发生变化, 改善了稠油的流动性能。利用微生物降解技术对稠油中的沥青质等重质组分进行降解, 可以降低稠油粘度, 提高油藏采收率, 这一技术在采油过程中得到了一定的应用并有继续发展的趋势。该技术的理论依据是使用添加氮盐、磷盐、氨盐的充气水使地层微生物活化。其机理包括: (1) 就地生成CO2以增加压力来增强稠油中的溶解能力; (2) 生成有机酸而改善稠油的性质; (3) 利用降解作用将大分子的烃类转化为低分子的烃; (4) 产生表面活性剂以改善稠油的溶解能力; (5) 产生生物聚合物将固结的稠油分散成滴状; (6) 对稠油重质组分进行生化活性的酶改进; (7) 改善稠油粘度。目前微生物单井吞吐技术主要用于中低含量的胶质、沥青质的普通稠油油藏。该方法的效果主要取决于油层特征、施工背景和菌种与地层流体的配伍性能。

2.5 微波加热降粘

微波的加热机理是材料在外加电磁场作用下, 内部介质的极化产生的极化强度矢量落后于电场一个角度, 从而导致与电场同相的电流的产生, 构成了材料内部的功率耗散。在微波开采稠油的过程中, 将微波能量辐射到油层中, 微波在油层中传播时, 由于岩石骨架对微波的损耗较小, 大部分能量被最靠近微波源处油层岩石孔隙中的油和束缚水吸收, 油温和水温升高, 油的粘度降低, 在一定情况下, 油中的气体和轻烃挥发出来, 由于束缚水对微波的吸收远比稠油大, 束缚水很快蒸发, 增加了地层的压力, 便于稠油的开采, 随着这部分被加热的稠油的开采, 这一加热区域的介电损耗逐渐减小, 微波的集肤深度增加, 微波能逐渐向更远的地层传播。微波加热的选择性使加热过程中产生局部过热现象, 造成稠油中的部分高损耗组分的过热分解, 从而降低稠油的粘度。微波加热具有的高效率、高速度和清洁性, 各国的科研工作者正在探索微波能在石油工业中的应用。

2.6 超声波降粘

超声波在液体媒质中传播时, 不仅具有空化作用, 而且还有机械振动作用和热效应。它们对稠油降粘分别起着特殊的作用。一定频率的超声波通过液体时, 使液体中的微小泡核被激活。当声压足够大时, 在声波负压作用下, 气泡核膨胀;在声波正压作用下, 气泡核压缩, 表现出气泡核的振荡、生长、收缩、崩溃等一系列动力学过程。气泡核崩溃时, 在其周围的极小空间和极短时间内, 局部产生高温达10000摄氏度, 瞬时压力可达几千甚至几万个大气压, 并伴随着强烈的冲击波和时速达400kh左右的射流, 这就是空化现象。超声波空化作用可以改变稠油内部结构, 使稠油的部分大分子断裂为小分子, 并部分被乳化, 使稠油粘度降低。超声波在弹性介质中传播时, 使弹性粒子的振幅、速度及加速度发生显著变化。机械振动作用可加速稠油中较小分子与惰性大的大分子链之间的相对运动, 从而增大了它们之间的摩擦力。这种摩擦力可以打断C-C键, 破碎大分子团, 可起到降粘的作用。超声波在稠油中传播时, 稠油介质吸收声能转化成热能;在不同介质的分界面处, 边界摩擦产生热;空化作用在气泡崩溃时产生热, 使稠油的温度升高, 从而使稠油降粘。

参考文献

[1]王仲茂, 等.高新采油技术[M].石油工业出版社, 1998.

[2]常毓文, 等.稠油热采技术新进展[M].石油工业出版社, 1997.

稠油降粘开采方法研究 篇2

下面列举出稠油的几个重要特点:

⑴稠油粘度高, 稠油密度大

稠油之所以粘度高, 是由于稠油中的沥青质颗粒缔结造成的。沥青质缔结存在临界浓度, 当沥青质浓度低于临界浓度时, 沥青质颗粒互不影响, 处于分散状态;当高于临界浓度时, 沥青质颗粒缔结, 造成原油粘度升高。

⑵稠油粘度对温度敏感

随着稠油温度的降低, 其粘度明显增加。温度低时表现出非牛顿流体性质。

⑶稠油中轻组分较低

我国主要的稠油油田, 其轻质馏分一般仅10%左右。此外, 稠油中的石蜡含量一般较低, 我国多数稠油油田原油中的含蜡量仅5%左右, 一般不超过10%, 因而凝固点也较低。

稠油由于粘度高, 很难流动, 用常规采油方法无法采出, 必须对其进行降粘后才能够采出。目前, 国内外使用的稠油降粘技术比较多, 大体可划分为物理降粘技术、化学降粘技术、微生物降粘技术和复合降粘技术。本文主要分析了国内外常用的化学降粘技术。

化学降粘法就是通过加入化学药剂通过药剂的作用达到降低原油粘度的方法。化学法根据其降粘原理不同可分为乳化降粘、油溶性降粘剂降粘。

⑴乳化降粘技术

乳化降粘开采稠油技术是20世纪60年代发展起来的一项提高稠油采收率新技术, 它融合了保护油层和提高采收率的基本思想, 该技术是将活性水 (表面活性剂、助剂的水溶液) 按一定量注入井底, 使高粘原油以粗油滴系分散于活性水中, 与稠油形成低粘度的O/W型乳状液, 将稠油的摩阻变成水的摩阻, 达到降低稠油粘度的目的。

稠油中加入亲水性表面活性剂水溶液后, 因其表面活性很强, 因而替代油水界面上的天然乳化剂而形成定向吸附, 该吸附层将强烈地改变着分子间相互作用和界面传递过程, 形成水为分散介质的乳状液, 致使体系粘度显著下降。运用界面张力理论和界面膜理论可以分析稠油开采和集输过程中的降粘机理。首先, 表面活性剂分子与稠油接触能使油水界面张力降低。使得水相中的表面活性剂分子富集于油水界面并吸附于油滴周围, 使稠油液滴处于由表面活性剂构成的界面膜的包围之中, 阻止了油滴的重新聚结, 形成了极粗的O/W型乳状液, 而这种乳状液的流动能使液流对管壁的摩擦力减小;而且, 由于表面活性剂水溶液具有润湿作用, 使液流流动阻力显著减少, 即在管壁吸附了一层表面活性剂水溶液的水膜, 从而使稠油与管壁问的摩擦变为表面活性剂水溶液与管壁间的摩擦, 达到使流动阻力显著下降的目的。

水包油乳状液的粘度可用Richardson公式表示:

式中—水包油乳状液粘度, m Pa·s;

Á—水的粘度, m Pa·s;

—油在乳状液中所占的体积分数;

K—常数, 决定于, 当低于或等于0.74时k为7.0, 当超过0.74时k为8.0。

要使稠油乳化后能够降粘, 必要条件是要求它乳化后能形成水包油乳状液, 而充分条件是要求油在乳状液中所占的体积分数不能太大。表面活性剂在水溶液中的质量分数在2×10-4~5×10-3的范围。若稠油含水, 因油层水的矿化度高, 表面活性剂的质量分数就要大些。

稠油对水的体积比一般为70∶30或80∶20。乳化原油所用的水量不能太少, 但也不能太多, 因用水量太多, 表面活性剂消耗就多, 而且泵的容量一定, 用水量多了, 产油量就少了。

乳化降粘剂多根据协同作用原理采用多元复配型配方, 例时包含非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂。部分原油乳化降粘剂配方中除了表面活性剂以外还加入碱 (如Na OH、三乙醇胺等, 加量为0.01~0.5%) , Cl~C4醇、生物聚合物 (如黄原胶, 水相加量0.25~5%) 和冰点抑制剂 (如乙二醇和丙三醇, 水相加量为2.5%~50%wt) 。加入碱的目的是使其与高酸值原油 (酸值>KOH0.5mg·g-1) 中的酸性物质如环烷酸反应生成表面活性剂, 以降低外加表面活性剂的用量;加入生物聚合物可抑制油滴聚结, 对水包油型原油乳状液具有稳定作用;加入冰点抑制剂的目的是降低水相的冰点, 以实现在低于水的冰点的温度下输送原油。在水相中二价或三价金属阳离子含量较高的情况下, 还可在原油乳化降粘剂配方中加入聚乙二醇、聚乙烯醇、杂多糖和聚乙烯基吡咯烷酮等亲水聚合物以降低二价和三价会属阳离子对阴离子表面活性剂的影响。因此由不同表面活性剂 (乳化液) 和不同助剂构成了种类不同的稠油降粘剂。

乳化降粘技术具有降粘幅度大, 工艺简单, 投资少及见效快等优点, 得到广泛使用。但是乳化降粘用表面活性剂对原油具有一定的选择性, 使用时加量要适当, 否则会给原油后处理带来困难。并且乳状液稳定性难以控制, 稳定性差, 达不到生产要求;稳定性太好, 将会加大后续的原油脱水难度:脱出的含油及含各种化学剂的污水处理问题大。增加了对污水进行杀菌、缓蚀、阻垢、絮凝和过滤等处理作业的负担, 大大增加了处理费用。

⑵油溶性降粘剂降粘技术

此技术适用于低含水稠油的开采及管输, 特别是含水量小于15%的稠油。文献研究认为, 降粘剂分子中含极性基团侧链和高碳烷基主链, 其主碳链使降粘剂分子能溶于油中, 侧链的极性基团与胶质、沥青质中的极性基团形成更强的氢键, 渗透、分散进入胶质和沥青质片状分子之间, 韶分拆散平面重叠堆砌而成的聚集体, 形成片状分子无规则堆砌, 使结构变松散, 并减少聚集体中包含的胶质、沥青质分子数目, 降低原油的内聚力, 起降粘作用。

油溶性降粘剂可分为三种类型:第一类为缩合物型, 这类有氯化石蜡和萘的缩聚产物及氯化石蜡和酚的缩聚产物, 主要用于润滑油降粘;第二类是不饱和单体的均聚物和共聚物;第三类是高分子表面活性剂型。

使用油溶性降粘剂可以避免采用乳化降粘法时产生的后处理问题, 开发前景良好。但是油溶性降粘剂降粘率不够高, 研究进展缓慢, 用于稠油开采的降粘剂多数处于试验阶段, 仅有个别降粘剂用于工业生产。

油溶性降粘剂的研发趋势是在分子骨架上引入具有极性或表面活性的侧链, 利用极性基团和表面活性剂基团的空间效应和降低固液界面张力的能力, 提高对蜡晶、胶质、沥青质的分散作用以降低粘度。深入研究探索稠油降粘机理, 是成功设计新型油溶性稠油降粘剂的关键。

对于绝大多数稠油油田, 目前的开发仅处于一次采油和二次采油 (注水采油) 的初期阶段。除了蒸汽吞吐和蒸汽驱技术外, 通常的稠油采收率都很低, 一般为原始地质储量的5%~8%, 好的也仅在10%左右, 因此稠油开采面临着巨大的困难, 同时也具有巨大的潜力。因此化学降粘技术在稠油开采技术中有广泛的发展前景, 可加快稠油资源开发利用, 弥补原油短缺, 对国家经济发展具有重要的现实意义和深远的战略意义。

摘要：结合稠油开采中化学降粘技术的应用原理展开论述。

稠油热催化降粘技术研究 篇3

稠油裂化一般要求有较高的温度, 通常油层自身温度很难达到[4,5]。因此需要进行催化裂化反应, 就必须有较高的温度。加热油层在技术上是可行的, 如向油层注入高温蒸汽, 如采用蒸汽吞吐, 并较长时间焖井, 对于充分发挥催化作用和提高裂化效率是有好处的。实际上, 热驱动和催化裂化在井底会发生协同作用[6,7], 使稠油的物理和化学性质发生较大的变化, 分子变小, 粘度变低, 流动性变好, 采收率自然会大幅度提高。

以轮古稠油为研究对象, 研究了稠油的催化降粘反应, 讨论了在催化剂作用下影响稠油催化降粘反应的因素。根据过渡金属盐可以活化饱和烃的原理, 选用几种过渡金属盐作为催化剂, 并测试了不同催化剂存在下稠油催化降粘后粘度的变化情况。

1 稠油的催化降粘实验方法

1.1 仪器、药品及材料

GSHA型强磁力搅拌高压釜, 威海市区恒达化工仪表厂;NDJ-7旋转粘度计, 上海市天平仪表厂;铁剂1#, 分析纯, 中国上海试剂一厂;铁剂2#, 分析纯, 淄博化学试剂厂;镍盐, 分析纯, 上海恒信化学试剂有限公司;钼酸盐, 分析纯, 中国医药 (集团) 上海化学试剂公司;磷钨酸, 分析纯, 中国菱湖化工试剂厂。新疆轮古-15井稠油。

1.2 实验方法

在GSHA型高压釜中加入一定量的稠油, 再加入不同类型的催化剂水溶液 (重量浓度为0.05%) , 水溶液占稠油体积的30%, 在250℃下反应24小时。

反应结束后, 测定原油的粘度, 并计算稠油在各种催化剂的作用下的60℃时的降粘率。比较各个催化剂的降粘效果, 从中选出一个较好的催化剂。

使用效果最好的催化剂配制浓度为0.05wt%的水溶液, 水溶液占稠油体积的30%, 在200℃、250℃、300℃下反应24小时, 比较各温度下稠油催化反应后的粘度, 得出稠油催化降粘的最佳温度。

2 稠油催化降粘的实验结果与讨论

2.1 新疆轮古-15稠油的粘温曲线

取50g左右的新疆轮古-15稠油, 预热至70℃, 使稠油流动性变好, 倒入测量杯中, 用超级恒温水浴通循环水加热。利用NDJ-7型旋转粘度计测量其粘温曲线。新疆轮古-15稠油温敏性很强, 其粘度随温度的升高而快速下降。这是因为, 稠油中环状烃的含量比普通原油环状烃的含量高, 而环状烃 (包括环烷烃和芳香烃) 的粘-温性质都比链状烃差导致的。所以新疆轮古-15稠油的粘度随温度的变化比较大。

2.2 不同催化剂对稠油催化降粘反应的影响

为研究不同催化剂对稠油催化降粘反应的影响, 在加水量为30% (体积比) , 催化剂浓度为0.05wt%, 温度为250℃的情况下, 使用不同催化剂进行稠油的催化降粘反应, 反应进行24小时后, 分析反应前后稠油的粘度变化。

在选用的5种催化剂中, 铁剂2#的对稠油的降粘作用效果最好, 使稠油反应后粘度下降了44.9%。因此, 在后面的实验中, 选用催化剂铁剂2#研究不同反应温度对稠油催化降粘的影响。

2.3 反应温度对稠油催化降粘反应的影响

在加水量为30%, 催化剂浓度为0.05%的情况下, 研究了反应温度对稠油催化降粘反应的影响。改变反应温度, 对稠油进行催化降粘反应24小时, 分析反应前后稠油的粘度变化。结果表明, 随着反应温度的上升, 稠油的粘度下降。当温度为200℃、250℃、300℃时, 稠油的粘度分别下降了68.67%、81.35%和82.10%, 而且油层在注蒸汽开采过程只能感的典型温度一般是在200~260℃之间, 所以200℃可以认为是一个较好的反应温度。

2.4 稠油催化降粘机理

稠油中加入催化剂后, 在反应釜内发生催化裂化发应。根据化学键理论可知, 在C—O (键能360KJ/mol) 、C—S (键能272KJ/mol) 和S—H (键能368KJ/mol) 中, C—S的键能最小;同时, S的电负性大于C。因此, 在有机硫化物中S带负电而C带正电, 所以与催化剂结合的水分子中的H+进攻S, 而OH—进攻C, 使电子云发生偏移, 造成了C—S键能的进一步降低。因此, 在水热裂解过程中, 稠油中有机硫化物C—S键断裂, 从而使沥青质的含量降低、稠油的相对分子质量减小, 当然也就导致稠油粘度的降低。

在水热裂解中生成的硫醇会进一步二次水解, 释放出H2S。产物中的烯醇会变为醛, 而醛很容易分解, 在催化剂作用下生成的CO与水会进行水煤气转换反应。这样便可在所处的温度下高效地产生氢气, 使得加氢脱硫反应得以顺利进行。因此, 在蒸汽吞吐时 (200℃以上) , 由于水热裂解反应, 稠油中的沥青质就得到部分的改变, 致使产出的稠油的相对分子质量降低、粘度减少以及硫含量降低。

3 结论

(1) 使用合适的金属盐在高温条件下可实现对稠油的永久性降粘。五种催化剂对新疆轮古-15井稠油的催化降粘效果, 发现使用铁剂2#降粘效果最好, 其降粘率达到了44.9%。

(2) 反应温度对稠油催化降粘影响明显, 使用铁剂2#情况下200℃是在油层实行催化降粘的最佳温度。

参考文献

[1]Clark P D, Hyne J B.Studies on the chemical reactions of heavy oils under steam stimulation comdition[J].AOSTRA J Reacter, 1990, 6 (1) :29-39

[2]Clark P D, Hyne J B, Tyrer J D.Chemisty of organosulfur compound type occurring in heavy oil sands.3.reaction of thiophene and tetrahydro-thiophene with vanadyl and nickel salts[J].Fuel, 1984, 63 (7) :1649-1645

[3]Monin J C, Audlbert A.Thermal cracking of heavy-oil/mineral matrix system[J].SPE reservoir engineering, 1988, 3 (6) :1243-1250

[4]敬加强, 郑焰.稠油集输中催化裂化降粘技术的研究.油气储运, 1998, 17 (4) , 6-8

[5]郑焰, 梁政, 贾朝霞.稠油开采新思路-油层催化裂化技术.石油钻采工艺, 1997, 19 (6) , 77-80

[6]Clark P D, Hyne J B.Steam oil chemical reactions:mechanism for the aquathermolysis of heavy oils[J].AOSTRA J Res, 1984:15~20

稠油特性及加醇降粘实验研究 篇4

我国稠油资源储量大, 重油沥青资源分布广泛, 其资源量约占总石油资源的25%~30%, 纵观油气资源现状, 稠油势必成为常规石油的接替资源。因此, 降低稠油粘度, 改善其流动性是解决稠油开采、集输和炼制问题的关键。

目前, 已经开发了许多对稠油进行处理的降粘方法。包括加热法、掺稀油法、微生物降粘技术、稠油乳化降粘技术、稠油水热裂解降粘技术、化学降粘技术以及其他方法。但是各类方法都具有一定得缺点和局限性。

针对常规降粘剂存在降粘费用高、加剂量大、降粘效果差等问题, 本课题以辽河特石稠油为研究对象, 提出了加醇对稠油粘度影响的研究思路。采用流变测试技术, 研究了醇种类、加醇量对辽河特石稠油流变性的影响。旨在评价最佳降粘醇和最佳加醇量, 进而为稠油加醇降粘提供理论依据, 为更好的研究稠油经济、有效地降粘技术起到铺垫作用。

2 研究目标和内容

本文以辽河稠油为研究对象, 对稠油加醇降粘理论进行了深入的研究, 期望在以下方面有所收获:

(1) 了解稠油特性;

(2) 评价醇的降粘效果;

(3) 评价降粘效果最好的醇;

(4) 评价最佳加醇量;

为实现上述研究目标, 本文主要进行了如下研究工作:

(1) 应用流变仪测定稠油的流变曲线, 分析其流变特性和粘温特性;

(2) 比较稠油加与不加醇后的流变曲线、粘温曲线, 评价醇的降粘效果;

(3) 加入四种不同种类的醇, 绘出流变曲线, 粘温曲线, 评价降粘效果最好的醇;

(4) 加入不同量的醇, 分析各自的流变曲线、粘温曲线, 评价最佳加醇量。

3 影响粘度的因素

根据对稠油高粘度实质的分析, 稠油高粘度特性的形成主要依赖于稠油体系两个方面的性质:

(1) 稠油体系的物理结构, 即脂肪烃、芳香烃、胶质与沥青质的含量比例。其体系物理结构直接影响沥青质的聚集分相。

(2) 稠油体系的化学组成/结构。主要影响沥青质分子在油中的溶解分散性能。

4 加醇降粘技术

前, 国内对加醇降粘技术研究得很少, 几乎未曾看见相关的报道。但国外已对加醇降粘技术有一定的研究和应用了。

据专利介绍:在加醇降粘技术中, 使用的醇一般为C1~C10直链醇。该技术是将稠油, 水, 和一定量的醇 (C1~C10) 混合, 可以降低稠油至少20%的粘度。其中稠油可能是在井口已经经过脱水处理, 但后续过程中又混入了水的油, 也可能是没有脱水的稠油, 也可能是重碳氢化合物, 也可能是前几种的混合物。而且稠油中的含水量应该低于50%的总体积量, 最好为总体积的1%~10%。因为醇具有挥发性, 所以加入量最好不要超过总重量的10%。而且温度最好控制在160华氏温度以内。

5 醇的溶解性

(1) 按一定得配比 (醇与柴油的质量比为1:1) 配置试样, 未搅拌, 观察:醇与柴油互溶, 其中, 溶液呈淡黄色;

(2) 搅拌试样, 观察:醇与柴油完全互溶;

(3) 将该试样静置一天, 观察:醇与柴油互溶, 不出现分层现象。

结论:醇溶于油。

6 原油特性

结论:从辽河特石空白油的粘温曲线可以看出:辽河特石空白油的粘度随温度升高而降低, 在60-80℃时粘度随温度降升高降低得很快, 在80—120℃降低得较慢。

7醇对粘度的影响

对比加入5%的不同醇的油样粘温曲线从左图可以看出:在相同加量、相同温度的情况下, 正戊醇的降粘效果最好, 其次为异戊醇, 然后为正己醇, 然后为正丁醇。本实验中, 加入醇的油样的流动性均比未加醇的油样的流动性好。

故可证:醇具有降低稠油粘度, 改善其流动性的作用。

8 加醇量对粘度的影响

对比加入5%的不同醇的油样粘温曲线

从图4可以看出:在相同加量、相同温度的情况下, 正戊醇的降粘效果最好, 其次为异戊醇, 然后为正己醇, 然后为正丁醇。本实验中, 加入醇的油样的流动性均比未加醇的油样的流动性好。故可证:醇具有降低稠油粘度, 改善其流动性的作用。

9 结论

(1) 辽河特石稠油在常温下基本无法流动;在温度为90℃的情况下, 其粘度为2118.3m Pa·S, 故, 辽河特石稠油为典型的超稠油;

(2) 本课题研究的四种醇均溶于油而不溶于水, 醇与油的相容性很好, 它们彼此混合相当均匀;

(3) 在加量为5%时, 所研究的醇均具有降粘效果, 加入后能显著改善原油的流动性和粘温特性;所研究的醇中, 正戊醇为将粘效果最好的醇, 其次为异戊醇, 然后为正己醇, 然后为正丁醇;

(4) 对比加入1%、5%、10%的正戊醇, 可以发现:加入的正戊醇量越多, 降粘效果越好 (例如, 在90℃时, 加入1%的正戊醇的降粘率为-2.1%, 加入5%的正戊醇的降粘率为69.15%, 加入10%正戊醇的降粘率为83.8%) ;加入1%的正戊醇不具有降粘效果;

(5) 在相同醇、相同加量的条件下, 低温下的降粘率远高于在高温下的降粘率:加入5%的正戊醇, 在60℃条件下, 降粘率为78.64%, 在120℃条件下, 降粘率为50.5%

摘要：我国稠油资源储量大, 重油沥青资源分布广泛, 为满足工农业生产对能源日益增长的需求, 稠油日益引起各国的重视。密度大、凝点高、粘度大、流动困难是我国稠油资源的突出特点。因此, 降低稠油粘度, 改善其流动性是解决稠油开采、集输和炼制问题的关键。

关键词：稠油,特性,加醇降粘,最佳加醇量

参考文献

稠油化学降粘技术探讨 篇5

近年来, 我国多数油田的常规石油开采及集输均已成熟。然而, 油田要想增加产量, 就必须通过非常规的原油开采, 尤其是稠油的开采。但由于受到沥青质以及胶质等因素的影响, 导致稠油的粘度较高, 从而增加了稠油油田的开采难度, 对此, 为减轻稠油开采的难度以及减少不必要的费用, 可采用化学降粘的方法, 以有效降低稠油的粘度, 从而降低稠油的开采成本。

2 稠油粘连的原因

由于在稠油的胶质以及沥青质分子中具有羟基、羧基、氨基以及羰基等物质, 进而使胶质分子与沥青质分子间发生剧烈的氢键作用。沥青质分子中的芳杂稠环平面互相堆积并受限于极性基团间的氢键而产生的沥青质粒子。而胶质分子是通过芳杂稠环平面在其表面的重叠堆以及受到氢键的固定, 进而产生沥青质粒子的包覆层。此类粒子可通过氢键的相互连接, 使原油的高粘度增高。稠油的高粘度主要与胶质及沥青质的含量密切有关, 或者与稠油中的分子极性、配合物及分子聚集状态有关。在稠油中由杂原子汇聚而成的胶质、有机金属化合物以及沥青质化合物等, 这些均是导致稠油粘度过高、流动性差的主要原因, 这些物质的分子量较大、密度高, 虽含量较低, 但严重影响了稠油的性质。

3 稠油化学的降粘技术

3.1 水溶性的乳化降粘技术

乳化降粘技术是稠油油田中一种较为常用的化学降粘技术, 其降粘的幅度较大。乳化降粘技术除单独降粘外, 还可作为一种辅助降粘的方式。在蒸汽以及蒸汽吞吐的基础上添加乳化降粘技术, 其的降粘效果更为显著。乳化降粘技术的降粘原理, 主要是通过稠油乳化后形成的乳状液进行降粘, 能有效降低稠油的粘度。目前, 我国的稠油储量较为丰富, 但由于藏油区块较为分散、油层薄、含油面积小等, 造成稠油油田无法通过常规的方法进行开采, 加上有些化学降粘剂虽能分散或抑制蜡晶、沥青质层及胶质片, 但并未能使其完全消散, 对此, 采用水溶性的乳化降粘技术进行降粘, 其的降粘效果显著, 不仅能有效提高稠油开采的经济效益, 还是化学降粘开采技术中一种发展前景较好的方法。

3.2 油溶性稠油化学降粘剂的降粘技术

油溶性的降粘剂, 是利用原油降凝剂的开采技术, 根据胶质以及沥青质分子的堆积状态, 在高温或者溶剂的作用下形成, 具有层隙疏松的特性, 能使降粘剂的分子渗入至胶质或者沥青质分子的中间层, 有效降低了稠油的粘度。由于不同种类的稠油具有不同的胶质与沥青质分子结构, 因此, 其的选择较为自由。通常而言, 添加降凝剂一同作用, 在一定程度上降低了稠油的凝固点。基于蜡的网状结构受到阻碍, 使稠油结构的粘度局部消失, 屈服值下降, 整体粘度也有所降低。当前, 研究稠油化学降粘剂的目的, 是研制价格更为低廉、效果更为明显的化学品, 以改善稠油低温的流动性, 从而满足稠油开采及管输的技术需求。然而, 当前多数使用者仅重视降粘剂增加后原油性质的变化情况, 或者部分生产者仅重视降粘剂的结构构成, 缺乏重视降粘剂与和原油间的相互作用, 这在一定程度上限制了化学降粘技术的正常发展。对此, 加强改进稠油降粘剂的降粘技术极其重要。

4 我国稠油化学降粘技术的实际应用

4.1 应用于稠油开采

当前, 我国稠油的储量较为丰富, 但由于大多数的油藏区块较为分散, 含油面积不大, 油层较薄等, 这些因素造成了我国的稠油无法正常开采, 或者无法通过电热或蒸汽吞吐等经济方法进行开采, 因此, 在稠油开采的过程中, 为获取更多的经济效益, 通常采用化学降粘的方法加以开采。近年来, 稠油化学降粘技术主要应用于以下几个方面:油层解堵、井筒降粘、蒸汽吞吐以及输油管的降粘等, 尤其在稠油的开采中应用最多。通过化学降粘技术以降低地下或者井口的稠油粘度, 不仅有效提高原油的产量以及降低原油的运输成本, 还能有效减少稠油中氮、硫以及金属等物质的产生, 大大降低了炼油的成本。

4.2 在稠油管输中的运用

目前, 我国主要生产含蜡度较高的原油, 这种原油在低温的条件下流动性不强, 对此, 通过加热原油的方式, 以促进稠油的灌输。通过全国的原油管输网络由产地送往炼油厂及码头, 与此同时, 在油田内部装设管线, 将原油由井口集体输送至联合站。近些年来, 我国东部油田的产量逐年下降, 原因在于我国东部的多数管线长期位于低输量或者间接输送的状态, 为防止油管中的稠油凝固, 不得不利用正反输的方式加以调整。而我国的西部地区, 由于新建设的管线较长, 地形较为复杂, 人口稀少, 不宜构建中间加热站。采用降凝降粘剂进行灌输, 使输油管整年处于常温输送的状态。添加降凝降粘剂加以调整, 不仅大力提高稠油的输送技术, 还可从中获取巨大的经济利润, 促进我国经济的快速发展。

5 结束语

稠油化学的降粘技术是在多种学科上建立而成的技术, 其的发展与石油化学、高分子合成、原油流变学、采油工艺以及表面活性剂合成等课程发展密切相关。由于具有复配降粘剂, 在生产中受到广泛应用。稠油化学降粘技术的开发时间早, 发展的步伐较快, 还存有很多不足之处, 对此, 需加强提高及发展油化学降粘技术的开采, 不断开发效果优良且价格低廉的化学剂。总而言之, 利用稠油化学降粘技术加以降低稠油的粘度, 不仅有效增加稠油的产量。而且有效促进稠油输管的顺利进行。

参考文献

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[3]董建国, 李永光, 王冬艳, 周东, 崔宝玉.国内外降粘技术研究[J].内蒙古石油化工.2008 (10) .[3]董建国, 李永光, 王冬艳, 周东, 崔宝玉.国内外降粘技术研究[J].内蒙古石油化工.2008 (10) .

[4]刘慧英.塔河稠油化学降粘采出液的特性分析[A].山东石油学会稠油特稠油地面集输与处理技术研讨会论文集[C].2009.[4]刘慧英.塔河稠油化学降粘采出液的特性分析[A].山东石油学会稠油特稠油地面集输与处理技术研讨会论文集[C].2009.