稠油性能评价及降粘技术探究
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稠油降粘技术目前常用的稠油(包括特稠油和超稠油)降粘方法(包括掺稀油降粘、加热降粘、稠油改质降粘、乳化降粘、微生物降粘技术等五种)的降粘原理及其优缺点。
掺稀油降粘存在着稀油短缺及稠油与稀油间价格上的差异等不利因素;加热降粘则要消耗大量的热能,存在着较高的能量损耗和经济损失;改质降粘要求较为苛刻的反应条件,同时使用范围较窄;乳化降粘使用范围相对较宽(包括油层开采、井筒降粘、管道输送等领域),同时工艺简单,成本较低,易于实现。
分析认为,采用化学降粘方法进行稠油降粘具有一定的优势,建议优先考虑。
一、掺稀降粘掺稀降粘采油工艺是通过油管或油套环空向油井底部注入稀油,使稀油和地层产出的稠油充分混合,从而降低稠油粘度和稠油液柱压力及稠油流动阻力,增大井底生产压差,使油井恢复自喷或实现机械采油的条件。
掺稀油方式有空心抽油杆注入、单管柱注入、油管注入和套管注入4 种。
空心抽油杆注入: 稀油由空心抽油杆注入井下, 在泵筒内与地层稠油混合后由油管举升到地面(见图1) , 减小了流动阻力。
单管柱注入: 平行于油管下一条管柱, 将稀油注入到泵下与地层液混合, 经油管将混合液采出(见图2)。
图1空心杆注稀油降粘示意图图2油管注稀油降粘示意图套管注入: 稀油从油、套环形空间注入, 在泵下与地层稠油混合后经油管举升到地面(见图3)。
油管注入: 稀油从油管注入与地层液混合,经抽油泵上的带孔短节进入油、套环形空间被举升到地面(见图4)。
图3套管注稀油降粘示意图图4油管注稀油降粘示意图一般来说,稠油与轻油的混合温度越低,降粘效果越好。
混合温度应高于混合油的凝固点3—5℃,等于或低于混合油凝固点时,降粘效果反而变差。
确定合理的掺油比应根据油井的原油粘度、温度、含水、含砂等情况而定。
给稀油管输温度,是决定掺油量的重要因素。
辽河金马公司通过多年摸索发现,当管输温度保持在50摄氏度左右时,稀油黏度降至最低,能够充分带动井内稠油举升至地面。
为此,他们在偏远井站的稀油干线上增装了5座加热炉,保证了稀油入井温度在40摄氏度以上;同时对4座采油站的稀油干线进行了合并,减少了零散输送带来的热损失。
石油行业中的稠油降黏增效技术摘要:稠油是石油工业中常见的一种类型,其特点是粘度高、凝点高、流动性低,使得开采这些油相对困难。
降黏增效是成功提取稠油的必要条件。
粘度降低技术可以降低稠油的粘度,便于提取稠油。
为了充分利用降低粘度的附加价值,有必要提供有针对性的技术手段,了解技术原则,深化实质性原则,全面提高厚油层的开采能力。
因此,本文首先讨论了稠油的概念,然后分析稠油开采中降黏增效技术的原则,最后分析稠油开采中降黏增效的物理化学技术。
关键词:稠油开采;降黏增效;工艺技术;分析研究前言稠油是指在层状条件下粘度大于50 MPa /秒的稠油,或在罐壳温度下粘度介于1000 MPa/秒至10000 MPa /秒之间的空气中释放的原油。
世界石油丰富,储量比传统原油多得多。
但是,含油胶和沥青含量高导致粘度高,流动性低。
为了解决稠油开采和运输问题,降黏增效,提高稠油的流动性至关重要。
一、稠油降黏增效原理分析顾名思义,稠油是高粘度、高密度的油,通常在国外称为稠油。
与稀油相比叫它稠油,稠油难流通,稀油像水一样流动。
稠油粘度极高,甚至高达几百万mpas。
从科学角度来看,很难从地下开采,因为太粘稠了。
在20℃环境温度下,地下粘度大于50 %,密度大于0.92的原油通常称为稠油。
在开采和运输过程中,经常使用热油循环、油层燃烧和蒸汽喷射等方法来增加热量和降低粘度,或混合稀有石油、进行模拟和添加活性制剂来降低粘度。
与普通油罐不同,稠油不是液体而是胶状的,这使得稠油开采非常困难。
此外稠油芯是分散沥青束相,分散介质是轻油的分馏和胶的一部分。
因此,为了降低粘度、提高效率和完成采油工作,有必要采取有针对性的办法降低稠油的粘度。
目前最常用的技术是在π-π作用和氢键作用下,通过橡胶沥青与胶分子有机融合。
稠油的高粘度是由于沥青和胶质的相互作用。
因此,分散介质中束中心的组成过程正在逐步演变。
使用这些力减少沥青和胶质之间的力可以降黏增效,提高稠油产量。
稠油流变性能与驱油技术研究近年来,随着全球石油资源的逐渐枯竭,人们对于开发和利用稠油资源的需求越来越迫切。
然而,稠油的高粘度和复杂流变性质使其开采和输送困难重重。
因此,研究稠油流变性能并开发有效的驱油技术成为了目前的研究热点之一。
一、稠油的流变性能研究:稠油的流变性能是指其在外力作用下流动和变形的特性。
稠油的流动特性受其粘度、温度和扩散性等因素的综合影响。
因此,深入研究稠油的流变性能对于改善注采工艺、提高剩余油资源的回收率具有重要意义。
1. 粘度测定与优化:稠油的粘度是衡量其流动性的重要参数。
通过粘度测定可以评估稠油的流动性能以及与温度、剪切速率等因素的关系。
另外,通过粘度的优化可以优化驱油工艺,提高采油效果。
因此,粘度测定与优化是稠油流变性能研究中的关键环节之一。
2. 流变参数的测定:稠油的流变参数包括屈服应力、流变图、流变指数等。
流变参数对于稠油的流动行为和变形特性具有重要的指导作用。
通过测定稠油的流变参数,可以深入了解稠油的流变特性,并为稠油的驱油技术提供理论基础。
3. 多尺度流变性能研究:稠油的流变性能受到多种尺度因素的影响,如微观分子结构、介观微观结构以及宏观流动行为等。
因此,研究稠油的多尺度流变性能对于深入理解稠油的流动行为和变形特性具有重要意义。
通过多尺度流变性能的研究,可以为稠油的开采、输送和储存等提供更加精确的理论指导。
二、稠油驱油技术研究:稠油的高粘度和复杂流变性质使其在开采过程中存在困难,需要采用有效的驱油技术来提高采收率和经济效益。
下面介绍一些目前常用的稠油驱油技术:1. 热采技术:热采技术是指通过加热稠油,降低其粘度,以提高采油效果的方法。
常见的热采技术包括蒸汽吞吐法、燃烧驱油法和电加热法等。
热采技术的优点是操作简单、可操作性强,对于粘度较高的稠油具有较好的驱油效果。
2. 溶剂驱油技术:溶剂驱油技术是在稠油中加入溶剂,改变其物理性质,以降低粘度从而提高采收率。
常用的溶剂包括轻质烃类和聚合物等。
稠油降粘技术研发及应用稠油是指粘度较高的原油,在开采和输送过程中常常会出现降粘的需求。
稠油降粘技术的研发及应用对于提高油田开采效率、降低成本、延长井寿具有重要意义。
本文将从稠油降粘技术的研发背景、主要方法及其在工业领域的应用等方面进行介绍。
稠油降粘技术的研发背景随着全球能源需求的不断增长,传统石油资源逐渐减少,油田产量的稳定提高成为各国的共同目标。
然而,稠油的开采和输送过程面临着粘度高、流动性差等问题,降低了开采效率和输送能力,增加了生产成本。
因此,稠油降粘技术的研发成为了当前石油工业领域的研究热点之一。
稠油降粘技术主要方法稠油降粘技术主要包括物理方法、化学方法和热力学方法三种方法。
物理方法是通过机械能、超声波等手段对稠油进行物理作用,改变其粘度。
常用的物理方法包括剪切、振荡、高压处理等。
剪切是通过搅拌、搅拌、搅拌等手段将稠油进行物理剪切,使其粘度降低。
振荡是通过振动装置对稠油进行振动,改变其分子结构,降低粘度。
高压处理是通过对稠油施加高压力,增加其流动性。
化学方法是通过添加特定的化学物质,改变稠油分子结构,降低粘度。
常用的化学方法包括添加表面活性剂、添加溶剂、添加改性剂等。
表面活性剂的添加可以改善稠油和水的亲和性,使其形成胶状液体,降低粘度。
溶剂的添加可以改变稠油的分子结构,使其变得更加流动。
改性剂的添加可以通过改变稠油分子链的结构和长度,降低粘度。
热力学方法是通过对稠油进行加热处理,改变其粘度。
热力学方法主要包括低温处理和高温处理两种。
低温处理是通过将稠油降至低温,使其粘度降低。
高温处理是通过对稠油进行加热,使其分子运动加快,粘度降低。
稠油降粘技术在工业领域的应用稠油降粘技术在工业领域的应用主要体现在油田开采和输油管道输送方面。
在油田开采方面,稠油降粘技术可以提高开采效率,降低生产成本。
降低原油粘度后,可以提高油井的产量,延长油井寿命。
此外,稠油降粘技术还可以解决开采过程中产生的沉积、堵塞等问题,保证油井的正常生产。
稠油的乳化降粘法
稠油的乳化降粘是一种将稠油转变成小分子悬浮分散体系以降低粘度的方法。
乳化降粘技术可以有效地改善稠油的流动性,从而提高稠油的利用率。
乳化降粘技术基本原理是利用乳化剂及其氧化的过程,分散稠油中的固体和液体成份。
通过在乳化剂和稠油中引入低分子量的表面活性剂,形成稠油-乳化剂-表面活性剂三元体系,从而使稠油溶解在乳化剂中,改变粘度。
在乳化剂和表面活性剂的作用下,将稠油本身、水和乳化剂融合在一起,使其变成稠油的乳状液,从而达到改变稠油的粘度。
事实上,乳化降粘技术也有一定的局限性,主要是乳化剂添加量越大,稠油的分散性越好,粘度的降低越明显,但乳化剂添加量也有一定的上限;另外,乳化降粘也可能会带来含水量的增加,这可能带来其他影响,从而导致稠油加工工艺难度增加等问题。
因此,要想利用乳化降粘技术进行稠油处理,除了要掌握乳化降粘技术的基本原理,还要充分考虑乳化剂添加量协同作用所带来的影响,以及预防并克服上述局限性。
稠油中胶质沥青质的特性及油溶性降粘剂的研究进展石植真【摘要】The current through the findings show that a large number of scholars,asphaltene colloid is the main cause of the high viscosity of heavy oil.The structural characteristics of asphaltene colloid for polycyclic aromatic hydrocarbons with polar groups.Such structural features asphaltene colloid,resulting in the role of bigπ bond and a hydrogen bond between the gum asphaltenes,making it easy to tightly packed,and finally to crude oil viscosity and poor fluidity.For heavy oil of its own characteristics,the researchers synthesized the many varieties of oil-soluble viscosity reducer for heavy oil viscosity reduction applications.Summarize large amounts of data,current synthetic oil-soluble reducing agent are mostly small organic molecule functional manner by radical polymerization or condensation-type manner synthesized branched or comb-type polymers,these oil-soluble Viscosity agents on both lipophilic group, another hydrophilic group,and the structure is irregular.The oil added to the heavy oil viscosity reducer,which can damage the structure of closely spaced to achieve viscosity reduction effect.At present oil-soluble synthetic strategies for reducing agent continues to expand,more and more varieties,can be synthesized for different characteristics of oil-soluble crude oil viscosity reducer different characteristics,to solve production problems oilfield.%大量学者的研究结果表明,胶质沥青质是导致稠油高粘的主要原因。
稠油性能评价及降粘技术探究
摘要:随着开发的不断深入,开发难度不断加大,部分高粘度稠油被逐步动用。
无法正常开采及输送。
目前特稠油作为该区块新的原油生产阵地,由于原油粘度高,温度对原油粘度影响显著,其开发中的难题还无成熟经验可循。
为此,针对
特稠油原油性质,进行了一系列降粘研究,利用该块稀油与油溶性降粘剂相结合
的降粘工艺技术,在60℃条件下,实现特稠油由“半固体”向较好流动性转变。
关键词:稠油开发;油溶性降粘剂;降粘工艺;流动性
室内对特稠油进行组分分析及粘温曲线测试,并进行掺稀油、加降粘剂等降
粘评价,确定了最佳掺稀油比例,及与降粘剂配合使用降粘效果。
室内实验表明,该稠油在60℃条件下,粘度超过20000mPa.s,流动性极差,掺稀油比例超过50%,60℃条件下,粘度降至2500mPa.s左右,具有较好流动性,配合加入降粘
剂后,可进一步提高原油流动性。
1特稠油原油特性
稠油组分具有“三高一低”的特征:含硫量高,胶质高,沥青质高,含腊量低。
从稠油组分分析结果表明:稠油中的胶质沥青质的大分子胶束结构式稠油高粘的
主要原因,胶质含量高,温度敏感性强。
以该块A井原油粘温曲线为例,粘度受
温度影响显著(如图1),温度低于80℃后,原油粘度急剧上升,失去流动性。
由于稠油原油粘度高,胶质沥青质含量高,开采的矛盾在生产中表现的尤为突出:原油流动性差,在温度相对较低的条件下,原油难以流到井筒周围,造成油井生
产能力下降,且井筒举升困难,管线外输难度大。
2 稠油降粘评价
2.1 降粘剂降粘评价
稠油组分复杂,至今尚没有一种适合于所有稠油的降粘剂,油田常用稠油降
粘剂主要分为油溶性降粘剂及水溶性降粘剂两类,室内对几种常用降粘剂进行降
粘效果评价。
实验发现,针对A块稠油,油溶性降粘剂降粘效果要优于水溶性降
粘剂。
目前现场常用水溶性降粘剂加入后,油水分离明显,无法测粘,虽然随着
温度升高,油水混合液流动性增强,但不能较好的实现降粘作用;油溶性降粘剂
加入后,在较低温度下(70 ℃以下),降粘效果不明显,当温度超过70 ℃,流
动性变好,但降粘率均不超过40%。
2.2 掺稀油降粘评价
有研究表明,一般当稠油和稀油的粘度指数接近时,混合油粘度符合式(1):式中:μ混、μ稀、μ稠-分别为混合油、稀油及稠油在同一温度的粘度,mPa·s;x-稀油的质量分数。
室内将A原油与联外输油(60 ℃条件下,粘度
110mPa.s)不同比例混合,不同温度下,进行粘度测试,实验表明掺稀油降粘的
实测值与计算值接近,温度及掺稀油比例对混合液的粘度影响明显。
随着稀油比
例增加,稠油粘度显著降低,90 ℃条件下,掺稀油比例超过33%,稠油降粘率即
可超过90%;混合液粘度低于2000 mPa.s,流动性好,可实现流动输送;掺稀油
比例超过50%,在较低温度下(60 ℃),流动性即得到明显改善,达到输送条件。
2.3 掺稀油、降粘剂组合使用降粘评价
室内进行了油溶性降粘剂及稀油组合降粘实验评价,其中降粘剂加量为5%,
实验结果。
在稀油掺入量较少的情况下,加入降粘剂后,稠油粘度可得到进一步改善。
掺稀油和降粘剂组合应用,可延缓开发及输送过程中,由于温度损失,导致粘度
过快升高。
从上述实验结果可以看出,单一种技术手段不能从根本上解决原油降粘的问题,室内主要针对井筒及管线输送降粘技术进行研究,稠油开发过程中,如要实现
全程降粘,提高开发效果,还以地层原油降粘为基础,结合其他井筒保温降粘工艺
加强生产管理等。
3电加热工艺技术及适用性评价
电加热工艺分为泵上加热和过泵加热,对于原油能够流入泵的油井采用普通
分体式电热杆加热技术对泵上原油加热,原理为:电缆进入空心杆内,利用电缆末
端的铜棒与空心杆底部的变径接头接触造成回路。
交流电以连续送电方式将电能
送到电加热抽油杆的终端,依靠集肤效应原理,将空心杆体加热,通过热传导,提高井
筒内原油温度,降低粘度,增加原油的流动性,防止结蜡,可有效地解决高凝、高粘、
高含蜡原油在井筒举升过程中的矛盾。
对于原油能够流入井筒但不能流入泵筒的
油井,可采用电热杆过泵加热技术,它是把原来的管式整筒泵改制成空心环流泵,空心抽油杆直接穿越过泵,同样利用集肤效应原理同时对泵上,泵下及泵体本身
进行加热,从而降低整个井筒内原油粘度,同时也提高了泵效。
优点:比较稳定
产液含水低,利用集肤效应直接对稠油加热,全井加热,热效率高,加热速度快,加热1-2小时,可以开井。
应用广泛,适应性强,一般故障排除快,便于管理。
缺点:采用普通变压器,直输送电,三相不平衡,大规模应用对电网有损害,检
泵较复杂,单井用电量较大。
4 结论与认识
油井配套举升工艺各有特点和适应性,因此根据油田实际情况采取最佳举升
方法,配套井筒治理,发挥油井最大潜力,取得最佳经济效益是非常必须的。
本
文通过精细管理,以降本增效为宗旨,结合油田油井生产现状,通过科学论证,
根据不同油井的原油特性建立科学措施,取得了巨大经济效益。
(1)稠油粘度高,胶质沥青质含量高,在较低温度下,单一使用稠油降粘剂并不能得到较好的
降粘效果。
(2)掺稀油对稠油生产有明显的降粘效果,但是掺稀油比例、掺入
温度对降粘效果均有加大影响。
当掺稀油比例超过50%,温度保持在60℃以上,
可实现较好的流动输送。
(3)在稀油掺入量较少的情况下,加入降粘剂后,稠
油粘度可得到进一步改善。
(4)单一种技术手段不能从根本上解决原油降粘的
问题,室内主要针对井筒及管线输送降粘技术进行研究,如要实现全程降粘,还
需与地层降粘、井筒保温等降粘工艺相结合。
参考文献
[1]胡常忠.稠油开采技术[M].北京:石油工业出版社,1998。