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。
稠油降粘的方法的概述降粘作为油田开发中重要的一步,其目的是为了降低油井液驱替能力,以提高采出率,提高采油工艺效率。
稠油降粘是其中重要内容。
一般情况下,稠油多数情况下是由于含固状态,如烃和有机锰等成分,以及因老化和其他因素而形成的油藏油的残余和有机锰等保护剂的残留,导致稠油含量降低到无法抽采的程度,必然降低采油井的产液率。
降低稠油的黏度是提高采油效率、提高采油率和改善油藏开发经济效益的重要途径之一。
稠油降粘一般可采用化学改性聚合物、助剂降粘和水驱降粘等多种方法。
(1)化学改性聚合物降粘是通过向油藏注入化学改性的聚合物型降粘剂,聚合物型降粘剂可以吸附油中的部分有效成分,除去堵塞的小的团元素,减小油的粘度,有效提高采收率。
(2)助剂降粘是通过将一定量的助剂与老化油混合,向油藏注入,使油解吸扩散动力学性质改变,达到降低稠油粘度的目的,提高采收率。
(3)水驱降粘是通过向油藏注入有效量的注水,形成林本德力作用,降低油层残存油的流体动力学性质,以达到降低稠油黏度和提高采收率的目的。
在稠油油藏的开发中,上述三种方法`都可以被用来降低稠油的黏度,提高采收率,但各方法在应用时有其特定场合的适用性。
比如,聚合物型降粘剂可以有效的减少油的粘度,在石油的采收技术、油田的经济性和实用性方面具有较浓的价值,以及良好的可行性;助剂降粘技术可以有效提高油藏液驱替能力,可以灵活地应用于不同类型的油藏,即使是脆性油藏也可以使用;而水驱降粘技术是一种可靠的、节约的、可控的和节能的技术,是大多数烃源岩油藏的采收技术,也是采收率和经济利润最高的方法。
综上所述,不同的油藏环境需要采用不同方法来降低稠油粘度,增加油田采收率,以增加油田经济效益。
海澜降粘剂FHC稠油是沥青质和胶质含量较大、粘度较大的原油,是极其复杂的混合物。
其凝点和粘度高,流动性差,为便于稠油开采和运输,降低开采成本,必须降低其粘度。
稠油高粘成因胶质沥青质的强极性分子间氢键作用,分子缔合,空间层状堆积。
金属镍与沥青质形成螯合物,加大了稠油分子量。
故镍的含量高,则原油的粘度高,镍的含量低,则原油的粘度低。
海澜降粘剂FHC 降粘机理 (1)更强极性基团(头); (2)与稠油碳数匹配的主链溶入胶质和 沥青; (3)竞争螯合性更强的过渡金属螯合剂, 强行拆散与沥青胶质极性元素的 螯合;主剂的强剂性元素削弱沥青和胶质间的氢键、分子间作用力,金属镍与沥青元素的螯合作用,同时溶剂的强渗透和分散作用削弱了沥青质的堆集作用而降粘,因此撤层作用、剥离作用、溶剂渗透作用以及相互协同作用是稠油降粘的主要原因。
海澜油溶性降粘剂的设计 (1)多元高分子极性:酯类,磺酸基团,含氮杂环溶解度:长链,和苯环结构,复配表面活性剂增溶,其实质为降凝剂,过多的降粘剂起增粘作用。
(2)表面活性剂表面活性剂对沥青质的分散有很好的促进作用及降低表面活性作用,增强药剂渗透性和分散性,“松散”结构。
溶剂选择:混合溶剂,大多数含苯及其衍生物,低闪点。
(3)功能性高分子含氟碳等表面活性高分子,降低界面张力,促使药剂渗透到稠油深部 (4)复配物图1降粘后胶质沥青质结构变化示意图 图2 FHC 型高效稠油复合剂降粘率随温度变化曲线图 图3油样溶蚀前后对比 表1油样:塔河油田十区南10316井沥青质块状油样各项指标提高耐温耐盐,引入改性剂FHC油溶性降粘剂体系溶蚀能力评价结果80℃条件下FHC油溶性降粘剂体系溶蚀分散原油样品(表1)后的混合液在14.8~17.8℃室温条件下静置48h,观察混合液仍呈均匀粘稠液体,无沥青质析出(图4),表明该降粘剂体系对沥青质具有良好的分散阻聚能力,经该降粘剂体系分散后的沥青质不再回聚。
图4 混合液室温下放置48h后状态FHC油溶性降粘剂体系溶蚀能力评价结果(1)序号垢样质量g实验温度℃溶蚀时间h溶解后垢样质量g溶蚀率%1 1.9995 502 0.9747 51.252 2.1173 50 2 1.0531 50.263 20327 50 2 0.9983 50.894 2.1955 50 2 1.0989 49.955 2.0598 50 2 1.017 50.636 1.9899 50 2 1.0001 49.747 2.0701 50 2 1.0213 50.668 1.9582 50 2 0.9924 49.329 1.8176 50 2 0.9029 50.3210 1.9174 50 2 0.973 49.25FHC油溶性降粘剂体系溶蚀能力评价结果(2)温度,℃溶蚀时间,h 溶蚀前质量,g溶蚀后质量,g失重,g溶蚀率,%80 2 1.1006 0.2807 0.8200 74.5稠油沥青分散剂溶蚀能力评价结果试验温度℃累计溶蚀时间h累计溶蚀油样量g溶蚀后混合液粘度测定,mPa·s80℃50℃29.3℃(室温)80 36.5 36.96 30 125 390FHC体系主要指标外观密度,g/cm3开口闪点,℃黑褐色均匀液体0.989 67。
陈南稠油乳化降粘实验研究摘要:针对陈南稠油,在乳化温度为50℃、乳化强度为2000r/min×10min的实验条件下,筛选出了两种降粘率高、静态稳定性优的复配型乳化剂,其均可使陈南稠油降粘率达99%以上;在此基础上,针对筛选出的ST复配型乳化剂,实验探究了油水质量比、乳化剂浓度、乳化温度、乳化强度等因素对乳化降粘效果的影响,优选出实验条件下合适的油水质量比为5:5,乳化剂浓度为1% wt.,乳化温度为50℃,乳化强度为1000rpm×5min。
关键词:稠油;O/W乳状液;复配;乳化降粘Research on heavy oil emulsifyingAbstract:According to ChenNan heavy oil, when the emulsifying temperature is 50℃, emulsifying strength is 2000r/min×10min, we selected two kinds of optimum emulsifier compound formula which can reduce the viscosity of ChenNan heavy oil by 99%. And the static stability of the emulsion is good. On this basis, according to the ST Complex formulation emulsifier, we get the optimal condition to prepare emulsion by studying the impacts of different moisture content, additives concentration, emulsifying temperature and emulsifying strength on the viscosity. The optimum oil/water mass ratio is 5:5. The optimum dosage of the emulsifier is 1% wt. and the optimum emulsifying temperature is 50℃. And we also get the optimum emulsifying strength is 1000r/min×5min.Keywords:Heavy oil;O/W emulsion;Complex formulation;Emulsification viscosity reduction0 引言稠油含有大量的胶质、沥青质,其密度高、粘度大、流动性差,使稠油开采和运输遇到了困难,因此降低稠油的粘度势在必行。
催化降粘技术在河南油田的应用催化降粘技术是针对特超稠油动用难的问题开发出来的一项集表面活性剂降粘、水热裂解催化降粘和氧化催化降粘剂降粘等功能为一体的地下复合催化降粘技术。
其中加入表面活性剂可以有效改善注汽效果、初步降低原油粘度;加入的催化剂可以裂解原油重质成分、增加轻质成分川、永久降低原油粘度。
根据催化剂与原油的配伍性和注汽情况既可单独使用,又可组合使用。
使大分子的原油在地下断链,降低原油粘度,提高原油在地层的流动性,从而提高原油生产周期和原油产量。
2现场注入工艺2.1催化剂的选型试验采用活性剂、低温氧化催化剂和水热裂解催化剂复合而成。
活性剂优势在于对地层温度要求低,可以对特超稠油起到初步降粘作用,便于后续催化剂与原油的接触;低温氧化催化剂其优势在于反应温度低;水热裂解催化剂的优势在地层对原油进行改质、降粘效果好,因此,催化剂的选型方案如下:对于施工井,先注入活性剂清洗炮眼附近的稠油,初步降低原油粘度,然后再注入氧化催化剂,向地层注入一定量的蒸汽,预热地层,接着注入水热裂解催化剂段塞。
当原油粘度特别高或者地层厚度较大时,可以辅助注入氮气或可产生气体的化学剂段塞,以提高复合催化降粘剂和蒸汽的作用半径和波及体积。
2.2 现场注入工艺根据地层温度场分布研究、各种催化剂组合后对温度的适应性和提高采油速度情况综合考虑,采用以下几种组合工艺。
(1)井口段塞式注入复合催化降粘剂溶液工艺。
在井口,先停注蒸汽,利用水泥车将罐车或配液罐内配置好的复合催化降粘剂溶液注入地层,再恢复注汽。
该工艺优点是注入简单、操作方便,适应活性降粘剂和氧化催化降粘剂的注入。
(2)伴蒸汽注入复合催化降粘剂溶液工艺。
在井口,利用计量泵将储液罐内配置好的复合催化降粘剂溶液小排量打进注汽管线内,复合催化降粘剂溶液随蒸汽进入注汽井。
该工艺的优点是,复合催化降粘剂溶液可以随蒸汽均匀进入油层,保证催化剂与油层均匀接触而且保证有较高的温度,适应水热裂解催化降粘剂的注入。
稠油油溶性降粘剂降粘机理研究常运兴(胜利油田纯梁采油厂)张新军(胜利工程设计咨询有限责任公司) 摘要 目前,稠油油溶性降粘剂被认为是解决稠油开采和输送问题最有前途的方法。
本文讨论了稠油高粘的内在根本原因,并通过加剂前后对稠油粘温曲线的对比、透射电镜图像的对比以及DSC 曲线的对比,分析稠油加剂前后微观结构上的变化,进一步提出了油溶性降粘剂的降粘机理。
主题词 稠油 高粘度 油溶性降粘剂降粘机理1.稠油高粘的本质稠油与含蜡原油组成上的不同在于稠油体系中蜡含量极低,而胶质、沥青质含量较高。
稠油中的蜡即使全部析出,也不至于形成以蜡晶为主体的原油结构,且稠油即使在较高温度下的粘度也相当大。
因此引起稠油高粘度的实质并非含蜡原油中存在的结构,而是其本身分子(特别是沥青质、胶质分子)在体系各种力相互作用下所形成的复杂大分子结构。
首先,稠油体系是一种胶体系统已得到公认,其中沥青质是分散相,胶质作为胶溶剂,油分为分散介质。
稠油中所含的超分子结构是稠油即使在较高温度下粘度也相当高的根本原因。
稠油各组分的内部微观结构直接影响到分子间和稠油微粒间的相互作用力,也就影响到稠油的粘度,即结构决定粘度性质。
其次,稠油体系中的这些超分子结构并不是紧密堆积的,低层次的结构在某种分子间力作用下可发生相互连接、聚集,进一步形成松散的较高层次的超分子结构,在此过程中把大量的液态油包裹其中。
再次,根据Pfeiffer 和Saal 提出的后来被广泛引用的沥青胶体结构模型分析,沥青质超分子结构处在胶束中心,其表面或内部吸附有可溶质,可溶质中分子量最大、芳香性最强的分子质点最靠近胶束中心,其周围又吸附一些芳香性较低的轻质组分,即沿胶束核心向外其芳香度和分子极性连续递减至最小。
其中,比较靠近沥青质超分子胶束核心的吸附层可称为溶剂化层,溶剂化层的存在可增大分散相的体积。
在溶剂化层的外面还存在芳香度和极性逐渐减小的分散介质,使沥青质胶粒具有较大的空间延展度。
稠油乳化降粘剂的研究
王付才;何涛;曹国民;卜祥军
【期刊名称】《石油炼制与化工》
【年(卷),期】2002(033)009
【摘要】研制开发了适用于稠油抗高盐含量的 HFB 型乳化降粘剂,讨论了影响乳化降粘的主要因素.实验室评价结果表明,HFB 型乳化降粘剂对塔河3口稠油井开采的稠油具有明显的降粘效果,降粘率均大于93%.
【总页数】5页(P40-44)
【作者】王付才;何涛;曹国民;卜祥军
【作者单位】中国石化管道储运公司徐州华冠石油化工有限公司,徐州,221004;中国石化管道储运公司徐州华冠石油化工有限公司,徐州,221004;中国石化管道储运公司徐州华冠石油化工有限公司,徐州,221004;中国石化管道储运公司徐州华冠石油化工有限公司,徐州,221004
【正文语种】中文
【中图分类】TE39
【相关文献】
1.稠油乳化降粘剂研究现状及其发展趋势 [J], 刘忠运;李莉娜
2.低渗常规稠油油藏乳化降粘剂的研究 [J], 宣英龙;王树坤;马德胜;桑国强
3.现河稠油乳化降粘剂体系的室内研究 [J], 刘鹏;唐善法;何宏;程利民
4.稠油乳化降粘剂的研究及应用 [J], 黄丽仙;刘小平;孟莲香;美宏江;吴发英
5.乳化降粘剂SB-2乳化稠油机理研究 [J], 曹均合;麻金海;郭省学;王世虎;孙克己
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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。