热化学脱水器在稠油脱水工艺中的应用
摘要：热化学脱水器是根据鲁克沁采油厂产出的稠油气相组分少，粘度和密度大、油水乳化性强、难分离等特点设计的高效脱水装置。该脱水器采用单向进液、机械吸能、缓冲、恒定油水界面、稳定分离环境等技术措施，对进站原油在三相分离器一段分离的基础上，提高原油温度，投加破乳剂，进一步对原油进行脱水，具有结构简单、处理能力大、工艺稳定、分离效率高的优点。
关键词：稠油、热化学脱水器油水界面脱水工艺效果评价
前言
鲁中联合站原油脱水工艺主要是来站混合油（稠油：稀油v/v=1：1.15）经三具101m?三相分离器初步油水分离后，经加热炉加热至60℃左右进入大罐沉降切水、检验合格后外输。
经三相分离器处理后的混合油含水率在15%左右，需要进入大罐进一步沉降脱水。由于原油储罐容量有限，进罐原油沉降时间短，给原油脱水工作造成困难。2014年5月投用了2具100.8m?脱水器，对进站原油在三相分离器一段油水分离的基础上，对来液进行二段热化学脱水，脱水后混合油含水小于5%，缩短了在大罐的沉降脱水时间，提高了原油储罐利用率，减轻了工人劳动强度，降低了破乳剂的投加量。
2鲁中联合站原油处理工艺介绍
鲁中联合站原油处理工艺站外来液经分离器、脱水器等设备分离、沉降脱水以后进入储罐继续沉降脱水，合格后进行外输，分离出的水经过污水处理系统生化处理以后达到油田注水标准进行回注。
鲁中联合站原油脱水采用二段脱水工艺，站外来油进入混合油换热器，提升原油温度到35-40度左右，经过预热的原油进入三相分离器进行一段脱水，经过三相分离器脱水后的原油含水为15%-20%左右，从分离器出来的经过初步脱水后的混合油加入破乳剂，再进入原油加热炉加热，油温达到60度左右，进入热化学脱水器脱水，脱水后的原油含水低于5%，进入大罐再次沉降切水后外输。
3.热化学脱水器结
1）脱水器结构
脱水器器结构如图1-2所示：主要构件有折流碗、聚结器、射频导纳仪及进出口电调阀。
1——进液口2——油室隔板3——安全阀口4——射频导纳仪口5——放
稠油出砂冷采技术 稠油冷采是80年代末期加拿大兴起的一项新技术，其主要做法是，不注蒸汽，也不采取防砂措施，而是射孔后直接应用螺杆泵进行采油。它具有开采工艺简单、生产成本低、适用范围广的优点，一般单井日产油可达8t以上。采收率可达8％～15％。 目前，我国稠油油藏主要采用注蒸汽方式开采，普遍面临着投资大、成本高、效益差的严峻形势，同时还有相当数量的稠油资源或由于原油粘度太高，或由于油层薄、地层系数低而无法投人开发，致使已探明的稠油储量难以有效充分地利用，有限的后备资源难以实现有效的开发接替，严重制约着稠油开发的持续、稳定发展。 1、稠油冷采机理 (1) 大量出砂形成“蚯蚓洞网络，使油层孔隙度和渗透率大幅度提高，极大地改善了油层的渗流能力 (2) 形成稳定的泡沫油，原油密度变得很低，从而使粘度很大的稠油得以流动 (3) 上覆地层压实驱动，由于油井产出大量砂粒，油层本身的强度降低，在上覆地层的作用下，油层将发生一定强度的压实作用，使孔隙压力升高，驱动能量增加 (4) 远距离边底水的作用远距离边底水可以提供一定的驱动能量 该技术最好应用于未开发过的新区，但也有在老区开展并取得成功的，如加拿大的Husky石油公司、Pan Canada石油公司，或在常规采油的老井中，或在冷采的部位钻加密井继续进行冷采，产量提高幅度达1~6倍(加密井产仍达8m3/d)，含水下降10~40个百分点。河南油田，在注蒸汽热采的老区钻加密井进行冷采也取得了良好的效果，表现出该技术在老区也具有较好的适应性。 国内外实践经验表明，稠油冷采成功与否的先决条件是油层能否大量出砂形成“蚯蚓洞”网络，因此除油藏条件外，射孔和采油工艺技术显得尤为重要，这是稠油冷采取得成功与高效的两个技术关键。 (1) 射孔必须采用大孔径、深穿透、高密度射孔技术 (2) 采油工艺必须采用适合高含砂和高原油粘度的大排量螺杆泵开采 2、地面集输及废物处理 目前稠油冷采地面集输方法主要是，在井口设置大罐，产出液直接进大罐进行脱砂、脱水处理，再将经过多级处理的原油泵送到集油站。产出砂及粘稠混合物(原油、泥质、粉砂质及水的复杂乳化物)先暂时存放在混凝土池中，最后经处理以砂浆形式注人合适的地层中。从环保和实用的角度考虑，经济有效地除去产出砂中的污染物或降低其含量，以达到露天排放标准，将是稠油冷采追求的目标。
沉降与过滤一章习题及答案 一、选择题 1、 一密度为7800 kg/m 3 的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流20℃水密度998.2 kg/m 3粘度为100.5×10-5 Pa ·s ）。A ?A 4000 mPa ·s ； ?B 40 mPa ·s ； ?C 33.82 Pa ·s ； ?D 3382 mPa ·s 2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30μm 的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为 。D A ．m μ302?； B 。m μ32/1?； C 。m μ30； D 。m μ302? 3、降尘室的生产能力取决于 。 B A ．沉降面积和降尘室高度； B ．沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度； C ．降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度； D ．降尘室的宽度和高度。 4、降尘室的特点是 。D A ． 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大； B ． 结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大； C ． 结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大； D ． 结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低 5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素 无关。C A ．颗粒的几何尺寸 B ．颗粒与流体的密度 C ．流体的水平流速； D ．颗粒的形状 6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指 。C A ．旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径; B. 旋风分离器允许的最小直径; C. 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径; D. 能保持滞流流型时的最大颗粒直径 7、旋风分离器的总的分离效率是指 。D A. 颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率; B. 颗粒群中最小粒子的分离效率; C. 不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和; D. 全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率 8、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的 。C A ．尺寸大，则处理量大，但压降也大； B ．尺寸大，则分离效率高，且压降小； C ．尺寸小，则处理量小，分离效率高； D ．尺寸小，则分离效率差，且压降大。 9、恒压过滤时， 如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的 。 B A. 1 倍； B. 2 倍； C.2倍； D.1/2倍 10、助滤剂应具有以下性质 。B A. 颗粒均匀、柔软、可压缩; B. 颗粒均匀、坚硬、不可压缩; C. 粒度分布广、坚硬、不可压缩; D. 颗粒均匀、可压缩、易变形 11、助滤剂的作用是 。B A ． 降低滤液粘度，减少流动阻力； B ． 形成疏松饼层，使滤液得以畅流； C ． 帮助介质拦截固体颗粒； D ． 使得滤饼密实并具有一定的刚性 12、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点 。B A ．面积大，处理量大； B ．面积小，处理量大； C ．压差小，处理量小； D ．压差大，面积小 13、以下说法是正确的 。B A. 过滤速率与A(过滤面积)成正比; B. 过滤速率与A 2成正比; C. 过滤速率与滤液体积成正比; D. 过滤速率与滤布阻力成反比 14、恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量 。
稠油热采技术研究 姓名：张鑫 班级：油工084 学号：080201140424 2012年3月
摘要 石油资源存在于天然形成的油藏之中，其开采技术随油藏类型、原油特性不同而不同。稠油也称重油即高粘度重质原油，在油层中的粘度高，流动阻力大甚至不能流动，因而用常规的技术难以经济有效地开发稠油油田。最近10年我国采用注蒸汽热采技术有效地开发了一批稠油油田，打开了稠油开发的新局面。
稠油的基本定义 稠油是指在油层条件下原油粘度大于50mPa·s 或者在油层温度下脱气原油粘度大于100mPa·s、原油相对密度大于0.934（我国＞0.9200）的原油。我国一般采用稠油的定义，西方国家一般采用重油的定义，以原油重度（°API ）作为第一指标。原油重度与相对密度的换算关系为： 我国稠油的特点及稠油资源的分布 一、我国稠油的特点 （1）粘度高，而相对密度低（我国稠油胶质成分多，一般为20～40%，沥青含量少，一般为0～5%。）； （2）含硫较低，一般仅为0.5%左右； （3）轻质馏分少，300℃时轻质馏分约为10%； （4）金属钒（V ）、镍（Ni ）含量低。 二、我国稠油资源的分布及特点 我国目前已在12个盆地发现了70多个稠油油田。我国陆上稠油油藏多数为中新生代陆相沉积，少量为古生代的海相沉积，储层以碎屑岩为主，具有高孔隙、高渗透、胶结疏松的特征。重质油主要分布在盆地边缘斜坡带、凸起边缘或凹陷中断裂背斜带的浅层。陆相重质油由于受成熟度较低的影响，沥青含量低而胶质含量高。目前，稠油储量最多的是东北的辽河油区，其次是东部的胜利油区和西北的克拉玛依油区。 稠油的一般特性 1、胶质沥青质含量高、轻质馏分少。高粘度和高相对密度是稠油最主要的特性； 2、硫、氧、氮等杂原子含量较多。例如：美国、加拿大、委内瑞拉的重油中含硫量高达3%～5%； 3、稠油中含有较多的稀有金属，如：Ni 、V 、Fe 、Mo 等； 4、稠油中石蜡含量一般较低，但也有极少数“双高原油”； 5、同一稠油油藏中，原油性质在垂向油层的不同井段及平面上各井之间常常很大的差别；在同一油田或油区，原油性质相差更大。 稠油的热特性 1、稠油的粘温特性（是稠油热采的理论基础）； 2、稠油的蒸馏特性（蒸汽驱、火驱采油机理之一）； 当温度升高到泡点（原油开始汽化时的最低温度）时，原油中的轻质组分将分离为气相，重组分仍保持为液相； 3、稠油的热裂解特性（在火烧油层过程中表现的比在蒸汽驱过程中更加突出）； ) (244025005.1315.141F T API ?+??+=ρ
油田污水处理工艺的设计 摘要：在油田的开发过程中，油气田废水增加严重污染了生态环境。油田污水含有油破乳剂，盐，苯酚，硫和其他环境污染物质，石化工业是高浓度碱渣废水的来源和组成。本文就油田污水处理工艺存在的问题浅论，并着重对油田污水处理工艺进行分析。 关键词：田污水处理；污水处理工艺 1油田污水处理存在的问题 1.1重力沉降和过滤 重力沉降除油率小，解决短期停留时间，除油效果不好。由于水力停留时间短，密度小的颗粒与水流出；罐底污泥不能及时排出，污泥厚度达到设置的喷嘴附近，落絮体颗粒容易流出来的水，悬浮物不能得到有效的解决，使过滤装置的水质量差，导致一个滤波器不能有效地发挥作用，水质波动使污水达标排放不稳定。固体的过程中根据实际情况适当调整以使其达到标准。 1.2低温含油污水处理 随着石油勘探的不断深入，操作温度含油污水处理技术发展和促进生产的流体。由于温度低油水分离效果不好造成水油浓度。所以我们现在必须行动了废水处理工艺进行调整，以适应低温污水处理。 1.3稠油污水处理 油田污水处理和回收并不简单。对低渗透油藏和稠油区块注入水的质量要求非常严格，可以添加水或蒸汽使大部分的污水排放到环境。稠油污水处理仍面临矿山废水的问题，由于其前端油水分离效果不理想，使污水油含量和泥质含量高，水和废水含有大量的人工合成和形成胶体物质，生化需氧量和化学需氧量的比例是非常低的。目前，油田采出液含水率已达90%以上，生活废水约80000立方米，而排放率只有30%左右。提高采油污水处理率和使用有效的深度处理工艺解决了污水排放问题。 1.4三元复合驱油技术 石油被称为工业发展的血液，随着我国工业技术的迅速发展，大多数油田已进入三次采油阶段。在油田行业三元复合模式是最典型的采矿方法，尽管这一技术是优秀的，但它是水，但水含有大量驱油剂，表面活性剂、石油和化学组成。如何解决这些问题，成为了水处理领域和石油领域面临的新课题。 2油田污水处理工艺分析
辽河油田稠油地面集输技术现状及攻关方向 齐建华＊ 张春光 辽宁辽河石油工程有限公司 齐建华等． 辽河油田稠油地面集输技术现状及攻关方向． 石油规划设计，２００２，１３（６）：５４～５７ 摘 要 由于辽河油田稠油品种繁多，物性较差，相对集输处理的难度较大。辽河油田以降低稠油粘度来解决稠油集输问题，通常采用的方法有：加热降粘、掺轻质油或掺稀油稀释、掺活性水以及乳化降粘等。稠油脱水工艺流程主要采用两段热化学沉降脱水工艺流程；热化学沉降加电化学脱水两段脱水工艺流程；一段热化学静止沉降脱水流程。主要运用的稠油处理设备有卧式三相分离器、电脱水器、加热炉、泵等。 主题词 稠油 物理性质 集输 加热 脱水 降粘 工艺流程 设备 稠油分类 辽河油田是我国第三大油田，年产原油约１ ４００万ｔ，其中稠油产量约为９００万ｔ，占辽河油田原油总产量的６５％。辽河油田稠油资源主要分布在高升油田、曙光油田、欢喜岭油田、兴隆台油田以及冷家油田等地区。辽河油田稠油物性差异较大，根据辽河油田目前稠油的生产情况，稠油可分为普通稠油、特稠油和超稠油３类。 １ 普通稠油 普通稠油粘度大部分在２００～５ ０００ ｍＰａ?ｓ之间，这部分稠油约占稠油总产量的７０％。 ２ 特稠油 特稠油粘度大部分在５ ０００～５０ ０００ ｍＰａ?ｓ之间，生产难度较大，这部分稠油约占稠油总产量的１５％。 ３ 超稠油 超稠油粘度大部分在５×１０４～２０×１０４ ｍＰａ?ｓ，这类稠油是近几年才开始规模开采的。这部分稠油约占稠油总产量的１５％。辽河油田超稠油的储量较大，埋深较浅，约在７００～８００ ｍ之间。 表1 辽河油田稠油的一般性质 项 目 ２０℃的密度（ｇ／ｃｍ３） 粘度５０℃（ｍＰａ?ｓ） 凝点（℃） 含蜡量（％） 沥青质＋胶质（％） 杜３２块 １．００１９ ５８１９１～１６８７００ ３０ ４．０７ ４１．９９ 冷家油田 ０．９７９ １０５３８～５４８００ １８ ９．８ １１．２ 小洼油田 ０．９５０～１．０１９ ８１３～６８５３ ３～２４ １．５～４ ２７～４０ 目前，辽河油田已建成的稠油集中处理站有特油公司杜８４块１＃集中处理站、特油公司杜３２块２＃集中处理站、冷一稠油集中处理站、曙光油田曙五联合站、兴隆台油田海一联合站、兴隆台油田洼一联合站、锦州油田锦一联合站等。 ＊ 齐建华，男，１９６６生，高级工程师，１９８８年毕业于石油大学（华东）石油储运专业。现在辽宁辽河石油工程有限公司从事油气储运专业设计。通信地址：辽宁省盘锦市辽宁辽河石油工程有限公司，１２４０１０
第三章 沉降与过滤 沉 降 【3-1】 密度为1030kg/m 3、直径为400m μ的球形颗粒在150℃的热空气中降落，求其沉降速度。 解 150℃时，空气密度./30835kg m ρ=，黏度.524110Pa s μ-=?? 颗粒密度/31030p kg m ρ=，直径4410p d m -=? 假设为过渡区，沉降速度为 ()(.)()./..11 2 2 223 34 5449811030410179225225241100835p t p g u d m s ρρμρ --??-???==??=? ???????????? 验算 .Re ..45 4101790．835 =24824110 p t d u ρμ--???==? 为过渡区 【3-2】密度为2500kg/m 3的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。试求在这两种介质中沉降的颗粒直径的比值，假设沉降处于斯托克斯定律区。 " 解 在斯托克斯区，沉降速度计算式为 ()/2 18t p p u d g ρρμ=- 由此式得（下标w 表示水，a 表示空气） ()()22 18= p w pw p a pa t w a d d u g ρρρρμμ--= pw pa d d = 查得20℃时水与空气的密度及黏度分别为 ./,.339982 100410w w kg m Pa s ρμ-==?? ./,.35120518110a a kg m Pa s ρμ-==?? 已知玻璃球的密度为/32500p kg m ρ=，代入上式得 .961pw pa d d = = ·
【3-3】降尘室的长度为10m ，宽为5m ，其中用隔板分为20层，间距为100mm ，气体中悬浮的最小颗粒直径为10m μ，气体密度为./311kg m ，黏度为.621810Pa s -??，颗粒密度为4000kg/m 3。试求：(1)最小颗粒的沉降速度；(2)若需要最小颗粒沉降，气体的最大流速不能超过多少m/s (3)此降尘室每小时能处理多少m 3的气体 解 已知,/./.6336101040001121810pc p d m kg m kg m Pa s ρρμ--=?===??,, (1) 沉降速度计算 假设为层流区 () .()(.) ./.2626 9811010400011001181821810pc p t gd u m s ρρμ ---??-= ==?? 验算..Re .66 101000111000505221810pc t d u ρ μ --???= ==
稠油污水特性 产生于油气田勘探开发过程中，由于各油气田所处的油藏地质、开采工艺和开采年限等不同，导致了油气田污水的水质水量各不相同。因此，稠油污水的深度处理和达标排放在技术上是一个难题。充分了解稠油污水的有机组成及其可生化性，对选取合适的污水处理工艺流程和获得较优的工艺参数都是非常重要的。 本文针对北方某稠油污水进行了中试研究，通过采用物化-厌氧-好氧串连处理方法，对不同阶段的出水进行气相色谱-质谱法（GC／MS）分析测试，定性分析了稠油污水有机组分，结合以上分析数据简要评估了有机组分在物化、生化处理过程中的降解和演变状况。并研究其可生化性变化，为稠油废水的达标处理提供理论依据。 1稠油污水的特性 ①稠油污水的油水密度差小。稀油的密度在880kg／m3以下，通常约为840kg／m3；而稠油的平均密度为900kg／m3，一些特超稠油的密度在990kg／m3以上； ②稠油污水具有更多杂质，开发过程中往往加入降粘剂，使稠油污水的成分更加复杂； ③稠油污水乳化严重，给稠油污水的破乳增加困难； ④稠油污水具有较大的粘滞性，特别是在水温低时更为显著； ⑤稠油污水的水温高，稀油的输送温度只要在50℃左右即可，但在开发过程中为了降低原油粘度往往要将温度提高到70－80℃； ⑥稠油污水中不仅含有大量的阳离子（如Na+，K+，Ca2+，Mg2+，Ba2+，Sr2+，Fe2+等）和阴离子（如Cl-，SO42-，CO32-，HCO3-等），它们会影响稠油污水的缓冲能力、含盐量和结垢倾向，而且还含有少量不同重金属（如Cr，Cu，Pb、Hg，Ni，Ag 和Zn等）的化合物。有些稠油污水中还含有微量放射性化学物质如K40，U238，Th232，Ra226。镭可与钙、钡，锶等离子共沉形成碳酸盐和硫酸盐垢。
浅析稠油集输工艺优化改进 摘要：胜采一矿热采管理区掺水接转站主要承担着管理区稠油的接收和转输，掺水泵、外输泵和加热炉等关键设备的运行状况直接影响着热采管理区的原油上产工作。本文从掺水压力、掺水温度及掺水水质等技术指标入手，通过影响因素分析、集输工艺改进措施等方面的阐述，为稠油热采做一番有益的探讨。 abstract： water-mixing and sub pump station of thermal management area in no.1 mine of shengli oil production plant takes the task of receiving and transportation， the operation of key equipment， such as water-mixing pump， sub pump and heating furnace， directly effects the oil production in thermal management area. starting from mixing-water pressure and temperature and water quality， the paper discusses the thermal recovery of heavy oil from analysis of influencing factors and improving measures of gathering and transportation technology. 关键词：稠油生产；掺水压力；掺水温度；掺水水质；加热炉key words： heavy oil production；mixing-water pressure；mixing-water temperature；mixing-water quality；heating furnace 中图分类号：te866 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）14-0034-02
化工原理-第五章-颗粒的沉降和流态化 一、选择题 1、 一密度为7800 kg/m 3 的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 D （设沉降区为层流）。 ?A 4000 mPa·s ； ?B 40 mPa·s ； ?C 33.82 Pa·s ； ?D 3382 mPa·s 2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30μm 的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为 D 。 A ．m μ302?； B 。m μ32/1?； C 。m μ30； D 。m μ302? 3、降尘室的生产能力取决于 B 。 A ．沉降面积和降尘室高度； B ．沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度； C ．降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度； D ．降尘室的宽度和高度。 4、降尘室的特点是 。D A ． 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大； B ． 结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大； C ． 结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大； D ． 结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低 5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素 C 无关。 A ．颗粒的几何尺寸 B ．颗粒与流体的密度 C ．流体的水平流速； D ．颗粒的形状 6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指 C 。 A. 旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径; B. 旋风分离器允许的最小直径; C. 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径; D. 能保持滞流流型时的最大颗粒直径
稠油目前开采技术与下步技术攻关 摘要：稠油在石油资源中所占比例较大，但是常规方 法很难开采出来。本文通过从稠油冷采和稠油热采两个方面介绍稠油开采的当前现状以及发展趋势，提出了一些合理的建议，有助于稠油油藏开发方式上升到一个新的台阶。 、稠油简介 稠油是一种高粘度、高密度的原油，成分相当复杂， 般都含有沥青质、胶质成分，是石油烃类能源中的重要组成成份，国外将重油和沥青砂油统称为重质原油。国内外稠油的分类标准不一致，一般用粘度、密度、重度表示。稠油分类不仅直接关系到油藏类型划分与评价，也关系到稠油油藏开采方式的选择及其开采潜力。 世界上稠油资源极其丰富，其地质储量远远超过常规原 有储量。而我国稠油资源分布很广，储量丰富，陆上稠油、沥青资源约占石油总资源量的20%以上。我国陆上稠油油藏多数为中生代陆相沉积，少量为古生代的海相沉积，储层以碎屑岩为主，具有高孔隙度，高渗透率，胶结疏松的特征。 根据稠油油藏的埋藏深度来看，我国绝大多数稠油油藏埋藏深度为10001500m 之间。稠油粘度高，密度大，开采中流动
阻力大，不仅驱动效率低，而且体积扫油效率也低，难于用 常规方法进行开采。稠油的突出特点是含沥青质、胶质较高。 我国胶质、沥青质含量较高的稠油产量约占原油总产量的70%。因 此，稠油开采具有很大的潜力。对于稠油油藏，常规方法很难开 采，采取一些特殊的工艺措施加强稠油开采很有必要。 、稠油开采技术 稠油开采一般可分为热采和冷采两大类。稠油粘度虽然 高，但对温度极为敏感，每增加10 度，粘度下降约一半。 加热过程中，水、轻质油和稠油粘度的变化表明，增加相同的温 度，稠油的粘度比水和轻质油降低的多得多。热力采油作为目前稠 油开发的主要手段，能够有效升高油层温度，降低稠油粘度，使稠 油易于流动，从而将稠油采出。稠油“冷采”是相对“热采”而言的，即在稠油油藏开发中，不是通 过升温方式来降低油品的粘度，提高油品的流动性能，而是 通过其它不涉及升温的方法，利用油藏特性，采取适当的工 艺达到降粘开采的目的。 1.稠油冷采 1.1 当前现状 冷采是指无供热条件下，利用某种施工技术和特殊的抽 油设备积极开采稠油的方法。稠油冷采工艺是采用无力或化 学的方法改善稠油的流动性。冷采方法不仅可以降低开采成 本，而且可以减少对地层的伤害。它具有开采工艺简单、生产成本低的优点。对于油层薄、埋藏深、地层渗透率低而不允许高速注入以及含油饱和度低或孔隙度低的稠油油藏，通常比较适合用冷采的方法开采。 1.2 下步技术攻关随着适合冷采油藏深度的加深，作为冷采举升 工具主力
稠油冷采开发技术 对于稠油油藏来讲,排砂冷采是指在没有人工能量补充的条件下,依靠天然能量,并通过调节压差使地层达到出砂,同时又保持地层骨架不被破坏,从而大幅度改善地层的渗透率,达到提高产量的过程。此过程由于有少量天然气的存在,通常伴随着泡沫油的形成,泡沫油在排砂采油的过程中起到了提供能量、降低粘度和携砂的作用。稠油冷采的主要做法是,不注蒸汽,也不采取防砂措施,而是在射孔后直接应用螺杆泵进行采油。因此它具有开采工艺简单、生产成本低、适用范围广的优点,根据加拿大和河南油田的实践经验,一般单井日产油可达8ｔ以上,采收率可达8%～15%。 1 提高采收率机理 多数稠油排砂冷采的实践者认为，冷采之所以能够大大地提高单井产量，主要依赖以下机理： (1)大量出砂形成“蚯蚓洞网络,使油层孔隙度和渗透率大幅度提高,极大改善了油层的渗流能力; (2)稳定的泡沫油使原油密度变得很低,从而使粘度很大的稠油得以流动; (3)由于油层中产出大量砂粒，使油层本身的强度降低，在上覆地层的作用下，油层将发生一定程度的压实作用，使孔隙压力升高,驱动能量增加； (4)远距离的边底水可以提供一定的驱动能量。 该技术最好应用于未开发过的新区,但也有许多在老区应用并取得成功的实例。如加拿大的Ｈｕｓｋｙ石油公司和ＰａｎＣａｎａｄａ石油公司,同时在常规采油的老井中引入冷采技术,在冷采的区块中钻加密井继续进行冷采,结果产量提高幅度达1～6倍(加密井产量达8ｍ3/ｄ),含水下降10～40个百分点。河南油田在注蒸汽热采的老区钻加密井进行冷采也取得了良好的效果,表现出该技术在老区也具有较好的适应性。
2 出砂冷采主要影响因素 （1）出砂的影响 一般来说，在生产初期含砂量会很高，通常在20%以上，有的甚至达到40%以。但在半年至一年后，含砂量会逐渐减少，并趋于稳定，一般为1~3%，而原油产量则稳步上升。因此要想得到较高的产能，就要做到诱导出砂，激励出砂。（2）螺杆泵的影响 适用于高含砂量和高原油粘度的大排量螺杆泵的应用，是稠油出砂冷采取得成功和高效的最关键因素。螺杆泵应选排量在20~40m3/d的大泵。泵一般应下到射孔段底部以下1m左右的地方。 （3）射孔 稠油出砂冷采井采取大孔径、深穿透、高密度射孔，为了激励出砂，提高产量。孔径一般大于25mm，射孔穿透应在600mm以上，射孔密度为20~40孔/m，应避免射开相邻的水层或气层，以便防止蚯蚓洞延伸至水层或气层。 （4）油砂处理方法 在出砂冷采油田的开采成本，油砂处理费占很高的比例。冷采所产出的大量油砂需得到经济有效的处理。 （5）边底水及隔夹层或断层
稠油不加热集输技术与应用 (西南石油大学油气储运工程，四川成都，610500) 【摘要】:稠油的密度大、粘度高、流动性差,输送困难。对稀释法、乳化降粘法、加剂降粘法、超声波法、改质降粘法、低粘液环法等稠油不加热集输技术的机理及应用条件进行了分析,探讨制约不加热输送技术发展的难题,为稠油的经济、安全输送提供有益的借鉴。【关键词】:稠油; 降粘;不加热集输 稠油即高粘度重质原油，国际上常称为重油。稠油是一种复杂的、多组分的均质有机混合物，主要是由烷烃、芳烃、胶质和沥青质组成。一般是以油层条件下或油层温度下的脱气原油粘度为主，粘度在50 mPa·s以上叫稠油。粘度在50～10 000 mPa·s称为普通稠油；粘度在10 000～50 000 mPa·s称为特稠油；粘度＞50 000 mPa·s称为超稠油或天然沥青。 随着世界能源供应日趋紧张,储量丰富的稠油日益引起各国的重视。稠油富含胶质和沥青质,粘度高,密度大,流动性差,其特殊性质决定了稠油的集输必然是围绕稠油的降粘、降凝改性或改质处理进行的。我国原油主要是以稠油油藏为主，稠油中胶质、沥青质含量过高是稠油高粘度的原因，对稠油开采和输送工艺难度相当大，针对不同稠油油品选择合理的降粘方法将变得至关重要。否则将影响稠油正常开采和输送，从而增加开采、输送的成本，降低经济效益。我国油田集输系统主要采用加热输送工艺,该工艺的弊端是输油能耗高、允许的输量变化范围小、停输易发生凝管事故。因此,近年来稠油的不加热集输技术越来越引起人们的重视。本文对几种稠油不加热输送技术的机理及应用条件进行了分析,探讨了其有利的方面和存在的问题,为稠油的经济、安全输送提供有益的借鉴。 1 稀释降粘技术 1. 1 机理 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。其作用机理为,当加入稀释剂后,混合物中蜡含量浓度减少,溶液的饱和温度降低,从而降低了混合物的凝点。另外,低粘原油的胶质、沥青质是一种降凝剂,它阻止了蜡晶网络的形成,使混合物的凝点、屈服值和粘度等降低。 1. 2 应用 国内外研究表明,轻油掺入稠油后可起到降凝降粘作用,但对于含蜡量和凝固点较低而胶质、沥青质含量较高的高粘原油,其降凝降粘作用较差。所掺轻油的相对密度和粘度越小,降凝降粘效果也越好;掺入量越大,降凝、降粘作用也越显著。稀释剂与原油的混合方式和混合温度也同样影响稀释的效果,一般来说,稠油与轻油的混合温度越低,降粘效果越好。稀释
稠油化学降粘冷采技术在胜利油田的研究及应用 梁 伟 （１．中石化胜利油田分公司石油工程技术研究院；２．山东省稠油开采技术省级重点实验室，山东东营 ２５７０００） 摘 要：化学降粘能有效降低稠油粘度，提高油井产量，具有不动管柱、低成本生产等优点，是近年研究的热点。研制了新型水溶性降粘剂体系，对该体系的降粘性能、油砂洗油性能以及单管岩心驱油效果进行了室内评价。结果表明：降粘剂体系对胜利油田不同区块稠油的降粘率均在９５％以上，且具有良好的油砂洗油性能，对不同油藏稠油的油砂洗油率达９１％以上，可提高单管岩心驱替效率１４．２９％。稠油化学降粘冷采技术在胜利油田进行了规模化现场应用，取得了良好的效果。 关键词：稠油；降粘冷采；水溶性降粘剂体系；现场应用 中图分类号：ＴＥ３５７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—７９８１（２０１９）０４—００６８—０２ 化学降粘可以较好地降低稠油粘度、稳定的分散性能和较好的洗油能力，具有提高油井产量、降低生产成本的特点，是近年来研究的热点［１～３］。化学降粘药剂主要有油溶性降粘剂和水溶性乳化降粘剂。油溶性降粘剂主要通过溶解、分散和渗透作用使稠油聚集体的结构发生变化，进而降低粘度；水溶性降粘剂通过分子间的作用力，破坏稠油大分子聚集体，使高粘稠油与水形成粘度很小的油水分散体系。由于油溶性降粘剂的使用条件苛刻，且用量大、成本高；而水溶性降粘剂的应用范围广、用量少、价格低，因此具有广阔的应用前景。 研制了新型水溶性降粘剂体系在油水界面具有很强的亲和性，体系穿插于原油表面，改变了原油表面特性，增强了原油的亲水性；体系吸附在矿物表面，在一定范围内，体系分子排列紧密，分子链彼此重叠，在矿物表面形成较为平滑的亲水性吸附膜；该体系水溶液将原油剥离成表面亲水的油珠，随着体系水溶液的流动富集于水相，形成“混合相”，由油水“两相流”变成“单相流”，在提高洗油效率的同时，扩大了波及体积，提高了驱替效果。 １ 降粘剂体系对不同稠油降粘效果评价 实验考察水溶性降粘剂体系对胜利油田不同区块稠油油样的适应性，实验水浴温度５０℃，搅拌速率２５０ｒｐｍ，搅拌时间２ｍｉｎ，然后用Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＤＶ－Ⅲ粘度仪测试原油粘度，加入的水溶性降粘剂体系浓度均为０．５％，计算降粘率。实验结果如表１所示。 表１ 水溶性降粘剂体系对不同区块油样的降粘效果序号井号 ５０℃粘度 ｍＰａ·ｓ 加入降粘剂后 的降粘率１ＣＪＣ３７１－Ｐ２２ １１１５６ ９８．４％ ２ＧＯＧＤＲＮ５ ７９５３ ９７．８％ ３ＤＸＸ６８Ｘ１３９ ３６３２ ９６．４％ ４ＣＱＣ１３－Ｘ９０８ １２８５０ ９５．８％ ５ＧＤ－２－３３－５２７ ４６２１ ９７．９％ ６ＹＭＸＩ８－２０４ ５２３１ ９８．４％ ７ＳＤＢ５４６－Ｘ４１ １３５８０ ９７．４％ 由实验结果可以看出，水溶性降粘剂体系可以实现胜利油田不同稠油的有效降粘，降粘率均达９５％以上。 ２ 降粘剂体系洗油效果评价 提高采收率主要取决于两个因素，即提高波及系数和洗油效率，因此洗油效率的提高对提高采收率具有重要意义。本实验对不同区块的四种稠油油样进行油砂清洗实验。 表２ 水溶性降粘剂体系对不同稠油油砂洗油效率 序号井号体系浓度洗油效率 １ＣＪＣ３７１－Ｐ２２ ０．５％９２．２％ ２ＧＯＧＤＲＮ５ ０．５％９９．３％ ３ＤＸＸ６８Ｘ１３９ ０．５％９８．８％ ４ＣＱＣ１３－Ｘ９０８ ０．５％９１．５％ ８ ６内蒙古石油化工 ２０１９年第４期 收稿日期：２０１９－０１－２３ 基金项目：中石化股份公司重大推广项目“活性高分子稠油降粘采油技术推广应用研究”（Ｐ１８０８１）。 作者简介：梁伟（１９８５－），男，２０１０年获中国石油大学（华东）油气田开发工程硕士学位，现从事稠油开采提高采收率方面的研究工作。
第三章 沉降与过滤 沉 降 【3-1】密度为1030kg/m 3、直径为400m μ的球形颗粒在150℃的热空气中降落，求其沉降速度。 解 150℃时，空气密度./30835kg m ρ=，黏度.524110Pa s μ-=??颗粒密度/31030p kg m ρ=，直径4410p d m -=?假设为过渡区，沉降速度为 ()(.)()./..1 12 2 2 2 3 3 4 5 449811030410179225225241100835p t p g u d m s ρρμρ--??-???==??=????????????? 验算 .Re ..45 4101790．835=248 24110p t d u ρμ--???==?为过渡区 【3-2】密度为2500kg/m 3的玻璃球在20℃的水中和空气中以相同的速度沉降。试求在这两种介质中沉降的颗粒直径的比值，假设沉降处于斯托克斯定律区。 解 在斯托克斯区，沉降速度计算式为 ()/2 18t p p u d g ρρμ =-由此式得（下标w 表示水，a 表示空气） ()()22 18= p w pw p a pa t w a d d u g ρρρρμμ-- =pw pa d d = 查得20℃时水与空气的密度及黏度分别为 ./,.339982 100410w w kg m Pa s ρμ-==??./,.35120518110a a kg m Pa s ρμ-==??已知玻璃球的密度为/32500p kg m ρ= ，代入上式得 .961 pw pa d d = 【3-3】降尘室的长度为10m ，宽为5m ，其中用隔板分为20层，间距为100mm ，气体中悬浮的最小颗粒直径为10m μ，气体密度为./311kg m ，黏度为.621810Pa s -??，颗粒密度为
油田污水处理工艺设计- 污水处理 摘要：随着我国石油工业的不断发展，产油量大幅度提升，但伴随着这些正面作用外，负面的影响就是对于环境的破坏。在提倡环境保护和可持续发展的今天，不能再以破坏环境为代价，谋取经济的增长，这纯粹属于自杀式行为，油田中比较受到关注的就是含油污水的处理问题，任意的排放对地面、对河流等都会造成不可小觑的影响，今天我们来探讨一下油田污水处理的问题，设计一个有着比较高的可行性的工艺，加以解决这一大难题。 关键词：污水；油田；环境；经济 一、关于含油污水的问题 （一）一般进行采油的时候，我们大多数都是采用注水的方法进行，这样开发的油田势必造成一个问题，那就是含油的污水吃力问题，从注水井我们将水注入到油层之中，然而这注入的水大部分都会随着我们开采的原油一起回到地面，我们不断这注水，这样随着我们的注水不断的进行，持续的注入，出来的回到地面的原油的含水量就会不断的增加，这样高含水的油就会被称为含油污水。 （二）目前国外在油田污水处理的问题上大同小异，都是主要有两个步骤，那就是先除油然后再进行过滤，就拿美国的德克萨斯州来说，那里的油田一般都是先经过气浮选，然后再试双虑料的过滤器等等，在国外这些处理方法一般效果都比较的好，在设备方面各国都有着自己的特点。 在我国，现在在我国的大部分油田地区，在面对进行含油污水的
处理问题上，都是采用的分级式的处理方法，首先我们大部分都是采用了旋流分离技术，然后在进行颗粒粗化，最后再依靠沉降的技术将粗化的颗粒进行沉降，然后再惊喜过滤，这样经过一整套的流程来达到污水处理的问题。中国石油天然气总公司曾经颁布了《碎屑岩油藏注入水水质推荐指标及分析方法》，在这一书中，中石油同意了高低中三种渗透层注入水水质的十一项指标，这样一来，使得我国国内对于污水的处理问题方面有了比较统一的标准，污水处理工艺一般包括了混凝除油、缓冲、粗粒化、压力过滤等几个环节。这也是大多数油田在油田污水处理方面都进行的主要步骤，当然这些方法都是必不可缺的，通过这些的流程相信对于一般的污水处理，都没有问题，但是怎样达到更高的标准，怎样让污水的净化更上一层楼，让水质更好，对环境更和谐，这就是我们今天所讨论的问题。 二、污水处理设计 （一）在油田污水经过沉淀池后，他的上层液体主要就是原质稠油、乳化油、胶质、沥青质和多种的无机盐等等，所以我们为了达到可以排放到自然之中的要求，就需要才有物理化学的方法来进行处理，首先在污水之中投入多种的化学药剂，这要我们就可以有针对行除去大部分水中的杂质，即污染杂质还有各种的悬浮物体等等，我们先在污水中投入无机高分子，这是一种具有多核的具有高价电的阳离子，这样的话我们对乳化的稠油水溶液就有了比较优秀的效果，这种无机高分子药剂会和污水中的胶体还有乳化的油等结合，在它们的表面上吸附电荷，这样就压缩胶团的双电层，这样伴随这双电层的破坏
SAGD稠油污水处理工艺 为配合国内稠油、超稠油的开采，提高原油采出率，部分油田开始使用蒸汽辅助重力泄油技 术(SAGD)，由此产生的稠油污水乳状液成为困扰油田回注水质达标的一项难题。稠油污水乳状 液成分复杂、油水密度差小、黏度大、乳化状态严重，导致其处理流程长，投资大、运行成本 高[1]。目前用于稠油污水乳状液的破乳剂主要有环氧氯丙烷-二甲胺系列高分子阳离子聚合物、 二甲基二烯丙基氯化铵系列高分子阳离子聚合物、PAMAM及复配剂等[2]。使用过程中破乳剂易在废水中残留，这些残留物存在毒性，不仅对后续工艺特别是生化处理产生不利影响，由此引发 的环境问题也令人担忧。 针对这种现状并结合SAGD稠油污水乳状液自身的一些特点，开发并合成了一种高分子络合 物型绿色破乳剂，通过络合反应破坏稠油污水乳状液的表面结构和性质，最终实现油水分离。 该破乳剂能够高效破除油水稳定状态，使乳状液脱稳并絮凝，最终使水质澄清，同时该破乳剂 采用天然高分子制成，无毒害、易生化降解，不会对环境造成威胁。 1 破乳剂的合成及表征 壳聚糖是一种对人体无害的天然高分子絮凝剂，一般用于食品、医药等领域。以壳聚糖为主 要原料，分两步合成破乳剂。首先在冰醋酸的催化作用下将水杨醛结合到壳聚糖的高分子链上， 生成席夫碱CCS;之后将合成的席夫碱与金属离子Fe3+络合，得到最终破乳剂产品CCS-Fe3+。 1.1 壳聚糖水杨醛席夫碱CCS的合成 称取3.224 g壳聚糖(0.02 mol，脱乙酰度>90%)置于四口烧瓶，依次加入100 mL无水乙醇、10 mL冰醋酸，连接反应装置(见图1)，开启搅拌器(100~150 r/min)，加入0.42 mL(0.004 mol)水杨醛，通直流冷却水，85 ℃恒温水浴加热，见明显回流，反应持续8 h。反应结束后抽滤，并用无水乙醇洗涤直至滤液无色，将得到的黄色晶体烘干，称量，最终得到3.634 g壳聚糖水杨 醛席夫碱(CCS)，产品收率97.84%，水杨醛接枝率为98.46%，此时已接枝的壳聚糖单体占初始 壳聚糖单体总数的19.7%，接近理论比例1∶5。
稠油出砂冷采技术研究Ξ 罗玉合,孙艾茵,张文彪,周 超 (西南石油大学,四川成都 610500) 摘 要:稠油出砂冷采是近年来从加拿大兴起的一项稠油开采新技术。稠油的开采是缓解原油短缺的重要手段,经济、高效地开发稠油具有重要的现实和战略意义,目前稠油出砂冷采已成为热点。稠油出砂冷采是使油层大量出砂形成蚯蚓洞网络和形成稳定泡沫油而获得较高的原油产量。能否应用这一技术进行开采主要取决于储层及原油性质等因素,以及配套的工艺技术。 关键词:稠油;出砂;冷采 20世纪80年代中期,随着国际油价的下跌和轻重油差价的扩大,稠油注蒸汽开采等方法面临着经济上的严重挑战。为了降低采油成本,提高稠油开采的经济效益,80年代末90年代初,加拿大的一些小石油公司率先开展了稠油出砂冷采。其主要作法是,不注蒸汽,也不采取防砂措施,射孔后直接应用螺杆泵进行开采,矿场实施取得了意想不到的效果,产油量得到了大幅度的提高。“出砂冷采”这一概念正是在这种情况下建立起来的。 出砂冷采具有以下优越性:投资少、日产油量高和开采成本低,它通过诱导地层大量出砂和泡沫油的形成而获得高产油流;可作为热采后续开采方式,或者与热采结合以提高稠油油藏采收率;对于浅、薄、散的稠油油藏,由于热损失大,不能采用热采,而出砂冷采则可开发这类难动用的资源。 1 稠油出砂冷采机理 稠油出砂冷采能保持长期高产并获得较高的采收率的主要机理是大量出砂形成蚯蚓洞网络和稳定的泡沫油流动。 1.1 大量出砂形成蚯蚓洞网络 油层大量出砂后,蚯蚓洞在沿射孔孔道末端的高孔隙度区域形成并延伸,随着大量砂子的不断产出,井筒周围应力发生了不同程度的变化,油层呈现出相应的分带性,蚯蚓洞形成后,经流化带、屈服带和破坏带呈树枝状逐渐向外延伸,形成蚯蚓洞网络。蚯蚓洞网络形成后,储层孔隙度从30%提高到50%以上,渗透率提高几十倍,极大地提高稠油的流动能力,蚯蚓洞形成和延伸过程中,产油量相对较低,产出液含砂量达10%～60%,蚯蚓洞稳定过程中,产油量提高,而产出液含砂量降至5%以内,并呈逐渐下 降趋势。 1.2 稳定泡沫油流动 出砂冷采井中的稠油通常都溶解一定量的天然气。当对油井进行强采时,天然气将从原油中析出,但是这些气体不会马上聚集形成连续的气相,而在向井筒流动的过程中以气泡的形式存在。当压力不断下降时,气泡不断变大,这时这些气泡形成一个“内部驱动力”,驱动砂浆由地层向井筒流动。稳定的泡沫油还使原油密度变得很低,从而使粘度很大的稠油得以流动。 泡沫油的存在有以下作用: ①产生内部驱动力,将油、气、水和砂子所形成的砂浆驱向井筒,其流速大大高于常规液相流动理论所预测的速度; ②泡沫油中的气泡流经孔隙喉道时,将对喉道起堵塞作用,导致局部压力梯度升高,从而使局部拖曳力增加,达到激励地层出砂的目的; ③由于井筒中流动的泡沫油密度很低,使得高粘度稠油更加容易携砂。 此外,由于油层中产出大量砂粒,使油层本身的强度降低,在上履地层的作用下,油层将发生一定程度的压实作用,使孔隙压力升高,驱动能量增加,而且远距离的边底水可以提供一定的驱动能量。 2 稠油出砂冷采的适用条件 稠油冷采技术适用的油藏范围较广,对于油层厚度、原油粘度和油藏压力没有明显的限制,油藏的埋深以满足螺杆泵的扬程为宜。只要油层胶结疏松、地层原油中含有一定溶解气量,距边底水较远的稠油油藏均可采用该技术。 2.1 储层条件 37 2008年第2期 内蒙古石油化工 Ξ收稿日期:2007-08-12 作者简介:罗玉合(1982-),男(汉),四川广安人,西南石油大学油气田开发在读硕士,主要从事油气田开发方面的研究。