复合降粘剂对塔河稠油降粘效果评价
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原油降粘剂的评价降粘剂;流变性;降粘机理;性能评价前言在石油工程领域,在世界范围内通过油井依靠天然能量开采和人工补充能量开采后的油藏,原油采出量平均不到原始地质储量的50%,即有一半左右的石油储量残留地下。
在未发现既要经济又丰富的石油代替物之前,要保持石油稳定供给,不仅要在勘探上做出更大的努力,同时还要努力提高现有油藏的生产能力。
随着对石油开采程度的加深,原油变稠变重成为世界性的不可逆转的趋势,这种状况在我国表现得尤为突出,降低原油的凝点和粘度,改善其流动性是解决高凝高粘原油开采和输送问题的关键。
近年来,降粘剂的应用研究比较多,世界各国的降粘剂研究成果推动了原油流动改进技术的发展。
降粘剂包括乳化降粘剂和油性降粘剂,前者是指水溶性表面活性剂作为原油乳化降粘剂,因其形成的原油乳状液粘度大大降低,可实现常温输送以节能降耗,因此,乳化降粘输送工艺发展比较成熟,然而存在后处理(如脱水)问题;有关油性降粘剂的应用研究较少,由于使用油性降粘剂具有可直接加剂降粘,改善原油流动性以节能降耗,同时又不存在后处理(如脱水)问题等优点,目前油性降粘剂的开发研究引起了人们的关注。
经过较长时间的室内和现场试验,目前已经进入了工业化矿场应用阶段,在大庆、冀东、吉林、南阳等大中型油田,均获得了明显增油效果。
该技术对处于中、高稠油的油田开发持续稳产,具有决定性意义和指导性作用,在三次采油技术中占有重要地位。
本文结合理论从实验的角度对降粘剂降粘机理进行初步的了解。
实验采用的L1和L2降粘剂为主要实验研究对象,通过其对吉林多矿多井原油样品的粘度降低的实验数据进行分析。
根据实验数据反映出对原油添加的降粘剂L1和L2降粘性能明显,大大降低了原油的粘度,使其易于流动,而且该法操作简便,可以大量的节能降耗。
本研究既具有社会效益,又具有潜在的经济效益。
第1章概述我国油田主要分布在陆相沉积盆地,以河流三角洲沉积体系为主。
受气候和河流频繁摆动的影响,储油层砂体纵横向分布和物性变化均比海相沉积复杂,泥质含量高,泥砂交错分布,油藏非均质性远高于主要为海相沉积的国外油田。
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风城油田稠油降粘剂降粘效果评价新疆油田公司勘探开发研究院2008年5月研制单位:勘探开发研究院实验中心项目名称:风城油田稠油降粘剂降粘效果评价项目负责人:乐江华起止时间: 2008年5月~2008年6月主要研制人:乐江华、古丽扎帕尔审核人:技术负责人:目录1 任务来源2 降粘实验及效果评价2.1 原油含水率的测定2。
2 脱水原油粘度测定2.3 降粘效果评价2。
4 现场破乳剂对加降粘剂原油的破乳效果评价3 结论1 任务来源2008年5月受风城油田作业区委托,针对DF5055井原油,评价JY-2、 PPAT-1、KXDQ-10、RC—11四种稠油降粘剂的降粘效果,并考察35万吨原油处理站目前使用的原油破乳剂对加入以上4种稠油降粘剂后的原油的破乳效果。
2 降粘实验及效果评价2。
1 原油含水率的测定根据GB/T8929—1988《原油水含量测定法蒸馏法》标准,实验测得DF5055井原油含水率为18.64%。
2。
2 脱水原油粘度测定根据SY/T 0520-1993《原油粘度测定》标准,实验室使用DV-III布氏粘度仪测得DF5055井脱水原油样品粘度数据见表1:表1 脱水原油粘度表2.3 降粘效果评价根据新疆石油管理局企业标准Q/0506-2003《稠油降粘剂》中5.2.3降粘率规定,将JY-2、 PPAT-1、KXDQ—10、RC—11稠油降粘剂分别配制成浓度为2%、4%、8%的降粘剂水溶液,称取70g脱水原油与30g的稠油降粘剂水溶液,分别在60℃恒温水浴中恒温30min后混合搅拌,使用DV-III布氏粘度仪测定乳化后原油乳状液在60℃温度时的粘度,计算出JY-2、 PPAT—1、KXDQ—10、RC-11稠油降粘剂在不同浓度的降粘率,结果见表2。
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。
稠油井井筒降粘[摘要]复合型稠油助产剂,原油与水形成o/w型乳化体系,使期间形成水膜与水膜之间的摩擦,达到降低粘度,降低粘阻,达到提高采收率的目的。
[关键词]井筒降粘复合型乳化体系润湿性反转稠油减阻中图分类号:te345 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)08-273-01引言我国稠油油田资源丰富、分布广。
而我国常规的采油方法已经很成熟,而油田增产就得采用非常规的方法开采。
特别是对稠油的开采,稠油一般含沥青质、胶质多,是造成原油粘度高的根本原因。
采油注蒸汽开采以降低粘度,但是到井筒时,由于温度下降,粘度增高,就不易能过井下泵设备抽到地面,由于粘度增高,油井负荷增大,地面设备易损坏,因此影响油井的产量。
本文主要是采用复合型乳化降粘体系来降低井筒的原油粘度,提高流度,达到提高产量的目的。
乐安油田位于山东省东营市广饶县与滨州市博兴县之间,构造位置位于东营凹陷南斜坡草桥—纯化镇断鼻带东部,处于牛庄、博兴和牛头镇洼陷的交汇处。
草13区块位于乐安油田的西部,处于石村断层上升盘,为一个自孔店组到明化镇早期地层北倾、南界被石村断层切割遮挡的继承性断鼻构造。
该区块含油面积4.8km2,地质储量1787万吨,是含油层系多、油稠、出砂严重、油水关系复杂的普通稠油油藏。
乐安油区的最大特色即为全国有名的油稠,现在主要以蒸汽吞吐的方式开采,特稠油井辅以电加热系统,改善原油在井筒的流动性,但能耗十分巨大。
为了验证降粘剂在井筒降粘方面的实际使用效果,探索最合理的加药剂方式及药剂用量,我们选择了草13-平60作为试验井,通过全面对比该井使用药剂前后的液量、工况及能耗,考察该降粘剂在稠油井降粘方面的使用性能。
1.试验井草13-平60。
该井于2012.2月转抽开,目前生产层为孔店,油层深度为1543.38-1830.35m。
机型为600皮带机,电机为22kw普通电机,采用智能中频电加热系统。
2.工艺原理在复合型稠油助产剂的作用下,原油与水形成o/w型乳化体系,使稠油在举升过程中,把原油流动时油膜与油膜之间的摩擦变为水膜与水膜之间的摩擦,粘度和摩擦阻力将会大幅度降低;同时,在药剂的作用下,会产生润湿降阻作用,破坏油管或抽油杆表面的稠油膜,使其表面润湿性反转变为亲水性,形成连续的水膜,减小举升及抽吸过程中原油流动的阻力,来达到降粘减阻的目的。
复合降粘剂对塔河稠油降粘效果评价摘要:针对塔河稠油高粘、地层水高矿化度的特点,研制出耐温耐盐及适用于较宽粘度范围、不同类型稠油的复合降粘剂。
室内实验结果表明,该复合降粘剂耐温达140℃,耐盐22×104 mg/L,加降粘剂为油水总量1%时,对于含水质量分数20%以上,粘度1×104mPa·s~100×104mPa·s的稠油有良好的乳化降粘性能(降粘率达99%以上),且与油田现场用破乳剂有良好的配伍性,脱水后稠油粘度与乳化前相比降粘率达36%以上,利于下步稠油管输,因此本复合降粘剂具有良好的推广应用价值。
关键词:塔河油田,复合降粘剂,特稠油,乳化降粘,破乳中图分类号:TE345文献标识码:A塔河油田具有埋藏深(5400~7000 m)、地层温度高(125~145 ℃)、粘度高(属特稠油),地层水矿化度高(20×104 mg/L),油品性质复杂等特点[1]。
由于油藏埋藏深,井筒举升过程中温度下降,原油粘度增大,容易堵塞井筒,使油井无法正常生产。
目前塔河油田使用的井筒降粘方式主要为掺稀降粘和掺化学药剂降粘,其中以掺稀降粘工艺为主。
掺稀降粘法[2-3]需要大量稀油,造成了稀油资源的浪费,且采油成本高。
掺化学药剂降粘法[4-8]工艺简单成本较低,相对易于实现,具有一定的优势,但目前的化学降粘剂选择性强,降粘率不高,耐温耐盐性差,对采出液破乳影响较大[9-11],且采出液破乳脱水后稠油粘度依然较大,稠油管输困难。
因此研制不仅能使稠油在开采过程中降粘效果好且在破乳脱水后仍具有较好降粘效果的复合降粘剂具有重要意义。
1 实验部分1.1 仪器与试剂试剂:复合降粘剂(自制),破乳剂DC-06、二联7027、二联5011(塔河油田提供),自来水(石油大学提供),塔河地层水(塔河油田提供)。
仪器:DV-11+Pro型粘度计(美国BR00KFIEID公司)、HH-1数显恒温水浴锅(巩义市予华仪器有限责任公司)、FLVKO搅拌器(上海弗鲁克公司)、DWY-1A型多功能稠油脱水试验仪(江苏姜堰市高分仪器有限公司)、电子天平、烘箱(上海一恒科学仪器有限公司)。
1.2 实验方法1.2.1 稠油粘度的测定参照石油行业标准SY/T 5887-93《原油降凝剂效果评定方法》和SY/T 0520-93《原油粘度测定旋转粘度计平衡法》用旋转粘度仪测定稠油的粘度,测定温度为50~90℃,所用原油采自塔河油田现场。
本实验采用Brookfield DV-11+Pro型(美国BR00KFIEID公司)旋转粘度仪。
1.2.2 复合降粘剂的构成复合降粘剂汇集了油溶性降粘剂和水溶性降粘剂的优点,将二者较好的结合于一体,在降粘过程中同时发挥了油溶性降粘剂和水溶性降粘剂的特点。
1.2.3 复合降粘剂降粘效果评价方法取一定量塔河稠油于烧杯中,在90℃水浴中恒温软化10 min ,按照设计参数,加入一定质量的塔河稀油、去离子水、复合降粘剂,在高速剪切下(转速6000 r/min,剪切3 min)乳化,测乳状液在50℃时的粘度。
1.2.4 复合降粘剂对稠油乳状液破乳效果评价方法⑴ 乳化油的制备取一定量塔河稠油于烧杯中,在90℃水浴中恒温软化10 min ,按照设计参数,加入一定质量的塔河稀油、去离子水、复合降粘剂,在高速剪切下(转速6000 r/min,剪切3 min)乳化。
⑵ 破乳实验取一定体积上述制备好的乳化油于100 mL具塞量筒中,80℃水浴中恒温10 min,加入破乳剂(加量为200 mg/L),上下振荡200下后放入80℃水浴中恒温,考察脱水量随时间的变化。
2 结果与讨论2.1 塔河稠油基本性质2.1.1 塔河稠油粘度分别选取塔河油田不同区块的稠油测其在50℃时的粘度,结果见表2.1。
表2.1 原始油样粘度(50℃)Table 2.1 Viscosity of crude oil(50℃)稠油TK1088TK1073TK1075TK1673TH107TH12126粘度/mPa·s345×103200×10483×10330.3×10344.3×103143×104由表2.1可见:六口井稠油50℃粘度均远大于10 000 mPa·s,属于特稠油。
2.1.2 塔河TH12126井稠油粘温性质图2.1 TH12126稠油的粘温曲线Fig.2.1 Viscosity-temperature curve of crude oil TH12126由图2.1可知TH12126稠油随温度敏感性较强,从50℃到60℃粘度降幅达74.1%。
2.1.2 含水量与原油乳状液粘度的关系TH12126原油50℃粘度为149×104mPa·s在高温下仍较难流动,因此实验时以w(稀油):w(稠油)=0.4:1掺入塔河稀油,将调制油在90℃水浴中加热至易流动,趁热加入一定量塔河地层水,用玻璃棒不断搅拌使其乳化,测其在50℃的粘度,结果见图2.2。
注:含水质量分数超过60%时稠油较难乳化图2.2 不同含水质量分数对乳化降粘的影响Fig.2.2 Influence of different mass fractions water onemulsification and viscosity reduction由图2.2可知随着含水量的增大,乳状液粘度逐渐增大。
在油井开采过程中含水量逐渐增大,增大的含水量使稠油形成W/O型乳状液,粘度不断增大[9],直接导致了开采难度加大,而加入合适的乳化剂后可使W/O型乳状液转变成O/W型,由此可见加入乳化降粘剂的必要。
2.2 复合降粘剂配方的确定详细考察四种复合降粘剂体系对塔河TH12126掺稀稠油(掺稀后稠油粘度为45 000 mPa·s)乳化降粘效果的影响。
结果见表2.2。
表2.2 四种复合降粘剂体系对降粘效果的影响Table 2.2 Influence of four composite viscosity reducer system onviscosity reduction effect剂型复配体系Ⅰ复配体系Ⅱ复配体系Ⅲ复配体系Ⅳη/ mPa·s24602407060降粘率/%94.4599.4799.8499.87注:油水质量比7∶3,加剂质量分数1%,空白油样粘度45 000 mPa·s,η-乳状液粘度。
由表2.2可知复配体系Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ降粘率均超过99%,综合经济成本考虑,选择复合体系Ⅲ作为实验用降粘剂。
2.3 复合降粘剂加量对特稠油降粘效果的影响详细考察复合降粘剂加量对塔河TH12126掺稀稠油乳化降粘效果的影响。
结果见表2.3。
表2.3 复合降粘剂加量对降粘效果的影响Table 2.3 Dosage of composite viscosity reducer on viscosityreduction effect加剂质量分数00.5%1%1.5%η/ mPa·s 600007307050降粘率/%-33.3398.3899.8499.89注:油水质量比7∶3,空白油样粘度45 000 mPa·s,η-乳状液粘度。
由表2.3可知:复合剂加量对形成乳状液的类型和粘度影响较大,加剂质量分数为0时,含水原油所形成的乳状液粘度较大,较乳化前粘度增大33.33%;加入复合剂后乳状液粘度急剧下降,当加剂质量分数超过0.5%时,降粘率达到98%以上;复合剂加量超过1%时降粘率变化趋于平稳;因此合适的复合剂加剂质量分数应为1%左右。
2.4 复合降粘剂对不同含水量稠油的降粘效果含水量对形成乳状液的类型起着重要的影响,最佳密堆积理论认为,原油中含水量小于25.98%应形成W/O型乳状液,含水量大于74.02%应形成O/W型乳状液,在25.98%~74.02%之间属于不稳定区域。
塔河油田现场不少油井处于一采阶段含水较少,部分油井已注水开采,因此对于塔河油田需要有适用于较宽含水率范围的降粘剂。
本实验详细考察了不同含水量时,加入复合剂后稠油的降粘效果,结果见图2.3。
图2.3 不同含水量的乳状液在50℃时的粘度Fig. 2.3 Viscosity of emulsion with different mass of water(50℃)由图2.3可知:含水量小于20%时,稠油所形成的乳状液粘度较大;含水率超过20%时,稠油所形成的乳状液粘度很小,降粘率均大于98%。
可见本复合降粘剂对于形成O/W型乳状液的含水量要求较低。
2.5 温度对复合降粘剂降粘效果的影响将配制好的浓度为5%的复合剂水溶液分别在90℃和140℃下放置6 h和12 h,考察其在不同温度下溶液颜色、状态及对TH12126掺稀稠油的乳化降粘性能。
结果见表2.4。
表2.4 温度对复合降粘剂降粘效果的影响Table 2.4 Influence of temperature on viscosity reduction effectof composite viscosity reducer温度/℃复合液颜色复合液状态η/mPa·s降粘率/%40乳白色均一相7099.84%9 06h乳白色均一相11099.76%12 h乳白色均一相17099.62%1 406h淡白色均一相22099.51%12 h淡白色均一相31099.31%注:油水质量比7∶3,加剂质量分数1%,空白油样粘度45 000 mPa·s,η-乳状液粘度由表2.4可知,复合降粘剂具有较强的耐温性,在140℃高温下放置12 h后复合剂水溶液颜色、状态及降粘率变化较小。
2.6 矿化度对复合降粘剂降粘效果的影响用不同矿化度的塔河地层水配制复合降粘剂,考察其在不同矿化度下所配溶液的颜色、状态及对TH12126掺稀稠油的乳化降粘性能。
结果见表2.5。
表2.5 矿化度对复合降粘剂降粘效果的影响Table 2.5 Influence of salinity on viscosity reduction effect ofcomposite viscosity reducer矿化度/(mg/L)复合液颜色复合液状态η/mPa·s降粘率/%去离子水乳白色均一相7099.84%6×104乳白色均一相1299.7312×104淡白色均一相2199.5318×104淡白色下层少量絮状物,轻微振荡即消失26599.4122×104淡黄色上层少量絮状物,轻微振荡即消失32599.28注:油水质量比7∶3,加剂质量分数1%,空白油样粘度45 000 mPa·s,η-乳状液粘度由表2.5可知,复合降粘剂耐矿化度可达22×104 mg/L,塔河地层水对复合降粘剂的降粘效果基本无影响。