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油田化学 第6章 稠油降粘

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油田 化学 稠油降粘
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1第 6 章稠油降粘第二篇 采油化学( 1)什么是稠油稠油是指在 油层温度 下 脱气原油 的粘度超过100油三个要素油层温度脱气原油粘度界限第 6章 稠油降粘高凝油与高粘油?( 2)稠油的分类:普通稠油 :粘度 100- 1× 对密度 >粘度 1× 104- 5× 对密度 > 粘度 5× 104- 10× 对密度 > 粘度> 10× 对密度 > 章 油“ 稠 油 的粘 度 对 温 度 极其敏感,准确测定稠油粘温关系数据对于提高稠油油藏开发方案选择与数值模拟结果的可靠性是十分重要的。 ”摘自 “ 稠油油藏流体物性分析方法 粘度测定, 6316言第 6章 油稠油粘温曲线30 40 50 60 70 80 90 100102103104105粘度,塔河T K 1 0 5 5胜利陈庄1 3 - 1 5辽河齐4 0塔河 以降低原油粘度。稠油井井下取样非常困难,取样时往往会损失溶解气,而将油样恢复到相似状态困难、成本高。第 6章 油( 3)稠油的特点二个特点粘度高密度大粘度从 100章 油稠油物性参数采油技术手册,第八分册, 第 6章 稠油降粘油田 区块 油层 埋深 密度 粘度 ( 50 ℃ 、 脱气 ) 杜 84 杜家台 油层 1122 - 1500 320 杜 1 - 7 - 5 大凌河 油层 950 - 1 090 30000 - 40000 辽河 杜 84 兴隆 台 油层 650 - 7 50 2963 ( 10 0 ℃ ) 九区 齐古组 160 - 2 30 2300 - 15000 ( 23 ℃ ) 克拉玛依 凤城 全区 齐古组 150 - 5 00 - 50000 - 170000 ( 30 ℃ ) 单 家 寺 N g 1100 - 1200 8984 - 55880 草桥 N g 820 - 9 60 - 10163 - 47223 胜利 孤岛 N g 1200 - 1400 250 - 5 700 羊三木 明 、 馆 1220 - 1430 289 - 1 073 大 港 枣园 枣北 下 第三纪 孔 一段 1736 - 2036 2262 我国稠油储量丰富( 4)稠油粘度大的原因沥青质 胶 质一般把石油中 不溶于非极性的小分子正构烷烃而 溶于苯的物质称为沥青质,它是石油中分子量最大、极性最强的非烃组分。主要是因为稠油中 胶质、沥青质 含量高造成的。胶质是石油中分子量及极性均仅次于沥青质的大分子非烃化合物,具有很大的多分散性.与沥青质和芳香烃之间并没有截然的界限。第 6章 油胶质沥青质单元片结构示意图单元薄片似晶缔合体微粒胶 束超分子稠环芳香环环烷环 烷基链杂原子沥青质似晶缔合体结构示意图单元薄片似晶缔合体微粒胶 束超分子芳香盘环烷环及烷基链胶质沥青状组分超分子结构模型单元薄片似晶缔合体微粒胶 束超分子胶束微粒侧链束原油的胶体模型从稠油粘度与胶质沥青质含量的相关曲线可以看出: 胶质沥青质含量越高,原油粘度越大( 87(13 2008, 3065( 5)稠油粘度大对开发的影响影响油层采收率影响井筒举升影响地面输送影响三个环节剥离难、易指进抽油机负荷大、耗电量多,机械事故多输送困难、麻烦第 6章 油第 6章 温降粘法B/ e=μ—— 稠油粘度, s;T—— 热力学温度;A,B—— 常数。粘度随温度的变化规律可用 油热采第 6章 释降粘法加入稀油降低稠油粘度的方法。稀释后的粘度可用下面的经验公式计算:lg((1-x)lg(d—— 稠油稀释后粘度, s;μl—— 稀油的粘度 , s;μx—— 稠油的粘度, s;x—— 稀油与稠油的质量比。在表面活性剂作用下,将稠油乳化成 水包油( O/W) 乳状液,粘度可以大大降低。稠油开发的关键:降低粘度,改善流动性( 1)稠油乳化降粘开采的机理第 6章 化降粘法( 2) 乳状液粘度, 分散介质粘度, 乳状液中分散相所占体积百分数, %k —— 常数:• Φ≤ 当 φ>mm 6章 化降粘法( 2) mm 1)乳状液粘度取决于分散介质粘度。( 2)乳状液粘度取决于分散相所占体积分数。启示第 6章 化降粘法( 2) mm 0℃ 时稠油的粘度为 2000,。在表面活性剂的作用,将稠油乳化成水包油乳状液, 求分散相质量分数 分别为 习:( 1) 若 Φ= k=× 3 ( 2) 若 Φ=则 k=× 102 第 6章 化降粘法( 3)稠油乳化降粘技术的关键( 1)必须形成水包油( O/W)乳状液油井产出液含水率大于 10%适应条件两个关键 ( 2)产出液必须有一定含水率第 6章 化降粘法防止反型乳化! H 1 9 C H 2 21010十八酸钠十二烷基苯磺酸钠C 1 2 H 2 5 S O 3 N 7 H 3 5 C O O N 章 H 1 9 C H 2 S O 3 N 2 10羧甲基聚氧乙烯壬基苯酚醚 10聚氧乙烯壬基苯酚醚乙基磺酸钠 H 1 9 C H 2 2 10 C H 2 C O O N H 1 9 C H 2 2 4 C H 2C H 2 S O 3 N 章 化降粘法α 1) 非离子表面活性剂主要适应温度不高 、 粘度不大的普通稠油降粘 。( 2) 一些羧酸盐和磺酸盐表面活性剂具有较高的耐温 、 耐盐能力 。说 明第 6章 化降粘法( 3) ( 4) 好的稠油降粘剂和表面活性剂的 油水界面张力没有对应关系 。α 几种稠油的界面张力0 20 40 60 80 100 1200. 010. 1110mN/m)t / m 1) 流动分散; ( 2) 静止分层振荡一次 振荡二次 静止 复合碱 、 造纸黑液等碱可以和原油中的石油酸反应 , 生成石油酸盐 ,起到乳化剂的作用 。可用的碱性物质乳化降粘的机理第 6章 化降粘法乳化剂 稠油:水= 70: 30- 80: 20说 明碱是发现最早的稠油降粘剂 。碱和外加的表面活性剂往往产生协同效应 。碱的降粘作用具有广谱性 。碱有最佳使用浓度 , 有时会形成油包水乳状液 。在碱的作用下形成的乳状液往往比较稳定 。第 6章 化降粘法( 4)1)人工间歇加药三种方式( 2)井口加药装置加药( 3)集中配置、管线注入第 6章 化降粘法连续自滴加药装置示意图1— 总阀门; 2— 套管阀; 3— 排放阀; 4— 进气阀;5— 连通阀; 6— 加药阀; 7— 放空阀1237654第 6章 稠油降粘降粘剂集中配置示意图134 2管线水至联合站中间处理器561、计量间 2、降粘剂配制计量罐 3、潜油泵4、降粘剂配制罐 5、降粘剂管线 6、采油管线第 6章 1)环空加入两种方式 ( 2)空心杆加入第 6章 化降粘法图 7环空掺化学剂举升工艺示意图( 1)泵抽油杆喇叭口φ89化降粘法第 6章 稠油降粘井下掺药装置油管封隔器抽油泵油 层注入液 混合产出人工井底环空掺入第 6章 稠油降粘Φ36× 6实心杆抽油泵油 层注入液混合产出空心杆掺入第 6章 化降粘法原理:加入氧化剂,使沥青质中稠环部分间连接的碳链或含杂原子 碳链断裂 ,减小其形成结构的能力,达到降粘的目的。氧化产物产生醇-醛-酸。常用的氧化剂 (主剂) 高碘酸钠、过碘酸钠、偏高碘酸钠) 和 30%的 剂: 可提供 H+ 物质加速氧化反应的进行, : 1: 130%的 1: 10第 6章 化水热裂解降粘法原理: 在 高温 和 催化剂 的作用下,稠油中的活性组份(稠环部分连接的碳链中有 硫键 的 胶质和沥青质 )与水发生一系列反应,导致粘度的降低。催化剂 : 硫酸氧钒 ) 等 。适用温度 : 250- 300℃ 。产物检测 :二氧化碳、氢、硫化氢和烃气等。( 1) 电热杆降粘;( 2) 掺水降粘;( 3) 油溶性降粘剂降粘等 。他降粘法第 6章 稠油降粘通常采用组合降粘法注蒸汽法是常用的稠油开采法本章小结( 1)稠油的分类、特点;( 2)常用的稠油降粘法、用剂、特点及其机理。思考题:( 1)什么是稠油?通常分为哪几类?稠油粘度高的原因?( 2)简述乳化降粘常用的活性剂及其作用机理。
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