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稠油化学降粘研究进展

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化学 研究进展
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© 1994 , 23 精 细 与 专 用 化 学 品 第 13卷 第 23期005年 12月 6日稠 油 化 学 降 粘 研 究 进 展孙   慧 3   张 付 生(中 国 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 油 田 化 学 所 , 北 京 100083)摘   要 : 分 析 了 稠 油 的 组 成 及 稠 油 高 粘 度 形 成 机 理 。 综 述 了 稠 油 化 学 降 粘 技 术 (乳 化 降 粘 、 油 溶 性 降 粘 剂 降粘 、 井 下 水 热 催 化 裂 化 降 粘 、 微 生 物 法 降 粘 等 )的 研 究 与 应 用 ,并 对 其 降 粘 作 用 机 理 进 行 分 析 。 探 讨 了 油 溶 性 降 粘技 术 和 乳 化 降 粘 技 术 存 在 的 问 题 ,指 出 油 溶 性 降 粘 剂 的 研 究 思 路 :在 降 粘 剂 分 子 中 引 入 稠 环 芳 香 基 团 、 具 有 表 面 活性 基 团 、 含 氟 表 面 活 性 剂 基 团 ,以 提 高 降 粘 效 果 。关 键 词 : 稠 油 ; 化 学 降 粘 ; 乳 化 降 粘 剂 ; 油 溶 性 降 粘 剂 ; 催 化 裂 化 lM u i, xp 00083, of on by by m p s in by It of to or in to 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 ,给 其 开 采 和 集 输 带 来 很 大 困难 。 降 低 稠 油 粘 度 ,改 善 稠 油 流 动 性 ,是 解 决 稠 油 开采 、 集 输 和 炼 制 问 题 的 关 键 。工 业 上 常 用 的 降 粘 方 法 有 加 热 降 粘 、 掺 稀 降 粘 、化 学 降 粘 (乳 化 降 粘 ,油 溶 性 降 粘 剂 降 粘 等 )等 。 近年 来 化 学 降 粘 技 术 越 来 越 引 起 人 们 的 重 视 。化 学 降 粘 技 术 对 我 国 稠 油 的 开 采 和 输 送 具 有 特别 重 要 的 意 义 。 我 国 稠 油 储 量 丰 富 , 但 许 多 油 藏 因区 块 分 散 、 含 油 面 积 小 、 油 层 薄 等 原 因 不 能 经 济 地用 蒸 汽 吞 吐 或 电 热 等 方 法 开 采 ; 在 沙 漠 和 海 底 铺 设输 油 管 道 时 , 传 统 的 加 热 输 送 方 法 不 能 适 应 恶 劣 的环 境 要 求 ; 另 外 , 西 部 新 建 管 线 长 且 地 形 复 杂 , 人烟 稀 少 , 也 不 宜 采 用 加 热 方 法 降 粘 。 在 这 些 情 况 下 ,化 学 降 粘 技 术 显 示 出 了 得 天 独 厚 的 优 势 , 值 得 大 力推 广 。1  稠 油 的 组 成 及 其 高 粘 机 理1. 1  组 成 与 分 类原 油 是 各 种 烃 类 (饱 和 烃 、 芳 烃 )与 非 烃 类 (胶质 、 沥 青 质 )的 混 合 物 ,当 各 种 组 分 相 对 含 量 不 同 时 ,则 原 油 物 性 不 同 。 表 1列 出 了 部 分 稠 油 的 组 成 和 物性 。·61·3 收 稿 日 期 : 2005209208作 者 简 介 : 孙 慧 (19822) ,女 ,在 读 硕 士 研 究 生 ,主 要 从 事 稠 油 降 凝 降 粘 方 面 的 研 究 工 作 。© 1994 ,等 : 稠 油 化 学 降 粘 研 究 进 展表 1  部 分 稠 油 的 组 成 和 物 性原     油 饱 和 烃 /% 芳 烃 /% 胶 质 /% 沥 青 质 / % 饱 和 烃/ (胶 质 +沥 青 质 ) 密 度 / ( g/ 凝 点 /℃ 粘 度 (50℃ )/ ( s)辽 河 高 升 稠 油 2313 2316 4813 418 0144 019421   18 23137辽 河 辽 阳 稠 油 2114 2214 5118 410 0138 019016 - 24 20142胜 利 草 桥 稠 油 1717 2319 5415 319 0130 019926 23 64116委 内 瑞 拉 稠 油 10169 48103 21102 20126 0126 110124 27 271075从 表 1可 以 看 出 ,辽 河 、 胜 利 及 委 内 瑞 拉 稠 油 饱和 烃 含 量 低 于 50% ,而 胶 质 、 沥 青 质 含 量 较 高 ,饱 和烃 与 胶 质 沥 青 质 比 值 较 小 ,密 度 和 粘 度 较 高 。稠 油 亦 称 重 质 原 油 /高 粘 原 油 ,目 前 国 内 外 稠 油的 分 类 标 准 不 一 致 。 20世 纪 70年 代 以 来 ,我 国 对 稠油 的 开 发 日 益 重 视 ,借 鉴 国 外 方 法 ,综 合 考 虑 粘 度 和密 度 ,分 类 标 准 见 下 表 2〔 1〕 。表 2  我 国 稠 油 分 类 标 准分     类 50℃ 粘 度 / ( s) 20℃ 密 度 / ( g/稠 油 011~ 10 0192特 稠 油 10~ 50 0195超 稠 油 > 50 > 01981. 2  高 粘 机 理稠 油 的 胶 质 、 沥 青 质 分 子 含 有 可 形 成 氢 键 的 羟基 、 氨 基 、 羧 基 、 羰 基 等 ,因 此 胶 质 分 子 之 间 、 沥 青 质 分子 之 间 及 二 者 相 互 之 间 有 强 烈 的 氢 键 作 用 。 沥 青 质分 子 的 芳 杂 稠 环 平 面 相 互 重 叠 堆 砌 在 一 起 并 被 极 性基 团 之 间 的 氢 键 所 固 定 ,形 成 了 沥 青 质 粒 子 。 胶 质 分子 以 芳 杂 稠 环 平 面 在 沥 青 质 粒 子 表 面 重 叠 堆 砌 ,被 氢键 固 定 ,形 成 沥 青 质 粒 子 的 包 覆 层 。 这 种 粒 子 也 可 通过 氢 键 相 互 连 接 。 这 样 就 造 成 了 原 油 的 高 粘 度 〔 2〕 。此 外 ,稠 油 中 的 金 属 原 子 (N i、 V )对 其 粘 度 影 响 也 比较 大 ,敬 加 强 等 〔 3〕 发 现 原 油 组 成 对 其 粘 度 影 响 的 重要 程 度 顺 序 (即 关 联 度 由 大 到 小 的 顺 序 )为 : N i >V =胶 质 =残 碳 ≈ 沥 青 质 > N > S >蜡 ,认 为 金 属 杂 原 子及 其 缔 合 的 主 体 (沥 青 质 与 胶 质 )是 影 响 原 油 粘 度 的主 要 内 在 因 素 。 降 低 原 油 中 金 属 杂 原 子 及 其 赖 以 存在 的 沥 青 质 与 胶 质 的 含 量 ,将 有 效 降 低 原 油 粘 度 。2  化 学 降 粘 方 法 研 究 进 展2. 1  乳 化 降 粘 技 术乳 化 降 粘 就 是 在 表 面 活 性 剂 作 用 下 ,使 稠 油 或 将W / 状 液 转 变 成 O / 状 液 ,从 而 达 到 降 粘的 目 的 。2. 1. 1  机 理 〔 4~ 6〕乳 化 降 粘 的 主 要 机 理 包 括 乳 化 降 粘 和 润 湿 降 阻两 方 面 。 乳 化 降 粘 中 使 用 水 溶 性 较 好 的 表 面 活 性 剂作 乳 化 剂 ,将 一 定 浓 度 的 乳 化 剂 水 溶 液 注 入 油 井 或 管线 ,使 原 油 分 散 而 形 成 O /W 型 乳 状 液 ,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 大 幅 度 降 低 ;润 湿 降 阻 是 破 坏 油管 或 抽 油 杆 表 面 的 稠 油 膜 ,使 表 面 润 湿 性 反 转 变 为 亲水 性 ,形 成 连 续 的 水 膜 ,减 少 抽 吸 过 程 中 原 油 流 动 的阻 力 。2. 1. 2  研 究 与 应 用乳 化 降 粘 的 关 键 是 选 择 质 优 、 价 廉 、 高 效 的 乳 化降 粘 剂 。 较 好 的 降 粘 剂 应 具 有 以 下 两 个 特 性 〔 6〕 :第一 ,对 稠 油 具 有 较 好 的 乳 化 性 ,能 形 成 比 较 稳 定 的 O / 液 ,降 粘 效 率 高 ;第 二 ,形 成 的 O /W 乳 状 液 不能 太 稳 定 ,否 则 影 响 下 一 步 的 原 油 脱 水 。近 年 来 ,乳 化 降 粘 剂 配 方 的 研 究 十 分 活 跃 ,这 些乳 化 降 粘 剂 多 根 据 协 同 作 用 原 理 采 用 多 元 复 配 型 配方 ,同 时 包 含 非 离 子 型 表 面 活 性 剂 和 离 子 型 表 面 活 性剂 。 部 分 原 油 乳 化 降 粘 剂 配 方 中 还 加 入 碱 、 4醇 、生 物 聚 合 物 和 冰 点 抑 制 剂 等 〔 7~ 8〕 。目 前 乳 化 降 粘 技 术 发 展 比 较 成 熟 ,降 粘 率 甚 至 可达 99%以 上 〔 9~ 10〕 ,在 国 内 外 稠 油 开 采 和 输 送 得 到 广泛 应 用 ,文 献 〔 11~ 17〕 详 细 报 道 了 国 内 外 使 用 乳 化降 粘 剂 降 粘 的 情 况 。2. 1. 3  发 展 趋 势目 前 ,虽 然 乳 化 降 粘 剂 的 配 方 很 多 ,仍 存 在 较 多问 题 : ① 采 出 液 污 水 处 理 难 度 大 。 目 前 的 各 种 破 乳 脱水 方 法 都 存 在 一 定 的 问 题 。 文 献 〔 18〕 报 道 了 一 种 对温 度 敏 感 的 降 粘 剂 ,改 变 温 度 ,原 油 乳 状 液 中 的 水 就会 自 动 脱 出 ,为 解 决 脱 水 问 题 提 供 了 一 种 思 路 。 ② 虽然 乳 化 降 粘 剂 的 配 方 很 多 ,但 对 稠 油 的 选 择 性 都 很强 ,主 要 原 因 是 稠 油 组 成 的 差 异 。 稠 油 组 成 如 何 影 响乳 化 降 粘 效 果 ,乳 化 降 粘 剂 的 结 构 与 其 性 能 的 关 系 如何 ,至 今 仍 未 得 到 明 确 的 答 案 〔 19〕 。 ③ 目 前 ,能 够 用 于高 温 和 高 矿 化 度 油 藏 条 件 下 的 乳 化 降 粘 剂 还 不 多 ,即·71·© 1994 ,但 大 都 成 本 较 高 。 因 此 ,研 究 廉价 的 耐 盐 、 耐 高 温 的 降 粘 剂 是 今 后 乳 化 降 粘 技 术 的 一个 重 要 发 展 方 向 。2. 2  油 溶 性 降 粘 剂 降 粘 技 术2. 2. 1  作 用 机 理油 溶 性 降 粘 剂 降 粘 技 术 是 在 降 凝 剂 技 术 的 基 础上 发 展 起 来 的 一 种 新 技 术 。 降 粘 机 理 是 :降 粘 剂 分 子借 助 强 的 形 成 氢 键 能 力 和 渗 透 、 分 散 作 用 进 入 胶 质 和沥 青 质 片 状 分 子 之 间 ,部 分 拆 散 平 面 重 叠 堆 砌 而 成 的聚 集 体 ,形 成 片 状 分 子 无 规 则 堆 砌 、 结 构 比 较 松 散 、 有序 程 度 较 低 、 空 间 延 伸 度 不 大 、 有 降 粘 剂 分 子 参 与(形 成 新 的 氢 键 )的 聚 集 体 ,从 而 降 低 稠 油 粘 度 。2. 2. 2  研 究 进 展国 外 的 研 究 应 用 多 以 降 凝 剂 为 主 ,目 前 还 没 有 见到 有 关 油 溶 性 降 粘 剂 的 报 道 。 国 内 的 研 究 开 发 是 近几 年 开 始 的 ,但 研 究 进 展 较 慢 。表 3列 出 了 我 国 部 分 油 溶 性 降 粘 剂 的 研 究 与 应用 现 状 。表 3  我 国 部 分 油 溶 性 降 粘 剂 的 研 究 与 应 用 现 状降   粘   剂 主 要 成 分 开 发 单 位 稠     油 效     果 时 间 备 注 型 原 油 降凝 降 粘 剂表 面 活性 剂石 油 勘 探 开 发 研究 院冀 东 油 田 10425区 块沥 青 基 稠 油加 量 400, 35℃ 粘 度 由3423 1000s,降 粘 率 为 71%〔 20〕1995 烯 、 α 2烯 基 酯 和 α 2烯 基 磺 酸 盐 三 元 共 聚物石 油 勘 探 开 发 研究 院加 量 200~ 500,粘 度 为575~ 3150s,降 低 70%~ 90%〔 21〕1997 室 内 研 究复 配 型 降 粘 降 凝 剂 丙 烯 酸 二 十 二 酯 、 马来 酸 酐 、 苯 乙 烯 三 元共 聚 物 +非 离 子 表 面活 性 剂沈 阳 化 工 学 院 辽 河 高 粘 原 油(粘 度 515s)加 量 4000,原 油 凝 点 下降 12℃ , 50℃ 粘 度 降 低5617%〔 22〕1999 室 内 研 究渣 油 降 粘 剂 丙 烯 酸 十 二 酯 2丙 烯酸 十 六 酯 共 聚 物中 南 工 业 大 学 长 岭 炼 油 厂 常 压 渣 油 加 量 3000, 60℃ 的 降 粘率 2917% ;加 入 量 9000, 60℃ 的 降 粘 率 3715%〔 23〕1999 室 内 研 究 来 酸 酐 、 苯 乙 烯 、 丙烯 酸 高 级 酯 聚 合 物西 安 交 通 大 学 吐 玉 克 特 稠 油 ( 50℃粘 度 5~ 20s)加 量 100~ 200, 30℃ 粘度 下 降 90%以 上 。 采 用 掺稀 举 升 工 艺 , 加 入 100 ~200药 剂 ,稀 油 掺 入 量降 低 50%以 上 仍 能 维 持 正常 生 产 〔 24〕1999 现 场 试 验 性 降 粘 剂 长 链 醇 丙 烯 酸 酯 三 元共 聚 物华 东 理 工 大 学 辽 河 特 稠 油 加 量 2000, 50℃ 粘 度 由1518 915s,降 粘 率 3919%2001 室 内 研 究 性 降 粘 剂 大 分 子 酯 型 降 粘 剂 华 东 理 工 大 学 辽 河 特 稠 油 加 量 2000, 50℃ 粘 度 由1518 719s,降 粘 率 50%2001 室 内 研 究梳 状 聚 合 物 降 粘 剂 苯 乙 烯 、 甲 基 丙 烯 酸甲 酯 、 丙 烯 酰 胺 聚 合物 与 十 八 醇 酯 交 换 所得 三 元 共 聚 酯 化 物西 南 石 油 学 院 河 南 油 田 稠 油 ( 30℃粘 度 850s)加 量 400, 30℃ 降 粘 率70%〔 25〕2001 室 内 研 究 油 溶 性 降粘 剂80%矿 物 油 + 20%有机 活 性 物 质辽 河 油 田 油 气 集输 公 司锦 州 采 油 厂 21#站 56~ 76 #井 (含 水 率12% )加 量 5%药 剂 , 40℃ 粘 度 由3795 913s,降 粘 率 7519% ; 50℃ 粘 度 由1693 445s,降 粘 率 7316%〔 26〕2003 室 内 研 究·81·© 1994 ,等 : 稠 油 化 学 降 粘 研 究 进 展从 表 3中 可 以 看 出 :油 溶 性 降 粘 剂 与 降 凝 剂 的 结构 相 近 ,不 同 之 处 是 结 构 中 含 有 极 性 较 大 的 官 能 团和 /或 具 有 表 面 活 性 的 官 能 团 ,有 时 为 提 高 降 粘 效 果 ,还 要 与 表 面 活 性 剂 或 溶 剂 复 配 使 用 。 将 油 溶 性 降 粘剂 降 粘 技 术 与 其 他 降 粘 技 术 如 掺 稀 油 、 加 热 等 结 合 使用 ,可 以 提 高 降 粘 效 果 ,降 低 生 产 成 本 。 如 玉 克 特 稠 油 开 采 时 ,采 用 掺 稀 举 升 工 艺 ,加 入100~ 200药 剂 ,稀 油 掺 入 量 降 低 50%以 上 仍 能维 持 正 常 生 产 。2. 2. 3  存 在 问 题油 溶 性 降 粘 剂 可 以 直 接 加 剂 降 粘 ,还 可 以 避 免 乳化 降 粘 存 在 的 后 处 理 (如 脱 水 )问 题 ,有 很 大 的 开 发前 景 。 但 目 前 还 存 在 不 少 问 题 : ① 降 粘 率 不 高 ,降 粘效 果 较 好 的 药 剂 的 降 粘 率 一 般 在 70%左 右 。 如 溶 性 降 粘 剂 , 加 入 2g/L 药 剂 , 剪 切 速 率51675 , 50℃ 辽 河 特 稠 油 粘 度 由 1518719s,降 粘 率 仅 为 50% ,仍 达 不 到 乳 化 降 粘 可 达到 的 99%以 上 。 ② 与 乳 化 降 粘 剂 相 比 ,油 溶 性 降 粘剂 价 格 较 高 ,且 药 剂 用 量 大 ,导 致 应 用 成 本 高 。 ③ 单独 使 用 很 难 达 到 生 产 要 求 。 特 别 是 对 于 特 稠 油 、 超 稠油 ,由 于 粘 度 基 数 非 常 大 ,即 使 油 溶 性 降 粘 剂 的 降 粘率 很 高 ,也 不 能 满 足 降 至 115 产 要 求 ,必 须与 其 它 工 艺 配 合 使 用 ,这 又 会 降 低 油 溶 性 降 粘 剂 的 应用 价 值 。2. 2. 4  研 发 趋 势 及 思 路研 究 油 溶 性 降 粘 剂 降 粘 机 理 及 研 究 开 发 廉 价 、高 效 降 粘 剂 应 是 今 后 油 溶 性 降 粘 剂 的 主 要 研 究 方 向 。以 下 几 种 研 究 思 路 值 得 关 注 : ① 在 原 来 酯 型 分 子 骨架 上 引 入 具 有 极 性 或 表 面 活 性 的 侧 链 , 利 用 极 性 基团 和 表 面 活 性 剂 基 团 的 空 间 效 应 和 降 低 固 2液 界 面 张力 的 能 力 提 高 对 蜡 晶 、 胶 质 、 沥 青 质 的 分 散 作用 〔 27〕 。 ② 在 降 粘 剂 分 子 结 构 中 引 入 少 量 的 含 氟 表 面活 性 剂 基 团 , 或 与 含 氟 表 面 活 性 剂 复 配 使 用 , 以 提高 降 粘 效 果 , 尤 其 值 得 关 注 。 但 是 目 前 含 氟 表 面 活性 剂 价 格 昂 贵 , 由 此 带 来 的 成 本 问 题 值 得 考 虑 。 ③根 据 相 似 相 溶 理 论 , 合 成 含 有 与 胶 质 沥 青 质 结 构 相似 的 稠 合 芳 香 基 团 的 降 粘 剂 。 ④ 利 用 过 渡 金 属 与 胶质 、 沥 青 质 分 子 中 杂 原 子 形 成 的 配 位 键 , 开 发 具 有强 配 位 能 力 的 降 粘 剂 〔 28〕 。 ⑤ 将 多 种 降 粘 剂 及 各 类 助剂 复 配 使 用 , 发 挥 他 们 的 协 同 作 用 , 扩 大 适 用 范 围 ,提 高 降 粘 效 果 , 也 是 降 粘 剂 发 展 的 一 个 趋 势 。2. 3  井 下 水 热 催 化 裂 化 降 粘井 下 水 热 催 化 裂 化 降 粘 技 术 是 利 用 稠 油 与 水 蒸汽 之 间 发 生 的 水 热 裂 解 反 应 ,使 稠 油 在 催 化 剂 的 作 用下 ,使 高 碳 数 的 稠 油 发 生 部 分 裂 解 而 成 为 轻 质 油 ,不可 逆 地 降 低 了 稠 油 的 粘 度 ,提 高 了 油 品 品 位 ,导 致 原油 的 蒸 汽 压 增 加 ,油 层 压 力 和 能 量 增 加 〔 29〕 。20世 纪 90年 代 初 ,国 内 外 开 始 了 稠 油 井 下 降 粘开 采 的 初 步 研 究 。 专 利 〔 30~ 32〕 证 明 了 稠 油 水 热 裂解 的 可 行 性 。 文 献 〔 33〕 介 绍 了 国 内 首 次 井 下 催 化 降粘 开 采 稠 油 的 现 场 试 验 。 试 验 结 果 表 明 :辽 河 油 田 稠油 经 处 理 后 , 7口 井 的 稠 油 粘 度 均 下 降 了 60%以 上 ,日 产 油 量 比 处 理 前 增 大 ;采 出 油 的 饱 和 烃 、 芳 香 烃 含量 增 加 ,胶 质 、 沥 青 质 含 量 减 少 。 该 文 献 报 道 所 用 的催 化 剂 中 含 有 过 渡 金 属 络 合 物 。井 下 水 热 催 化 裂 化 降 粘 技 术 的 关 键 是 选 择 合 适的 催 化 剂 。 好 的 稠 油 裂 化 催 化 剂 应 满 足 下 列 条 件 : ①易 注 入 油 层 ,尽 可 能 扩 大 波 及 范 围 ; ② 良 好 的 耐 温 性(耐 温 280℃ 以 上 ) ; ③ 与 地 层 水 的 配 伍 性 好 ; ④ 抗 毒性 好 ,不 易 受 到 原 油 中 复 杂 组 分 的 毒 化 ; ⑤ 活 性 高 ,寿命 长 和 成 本 低 。井 下 水 热 催 化 裂 化 降 粘 技 术 不 同 于 单 纯 的 热 采法 ,是 不 可 逆 过 程 ,对 于 井 筒 降 粘 和 地 面 流 动 均 有 明显 的 优 点 。 但 该 技 术 需 要 热 驱 动 ,催 化 剂 选 择 难 。 特别 是 催 化 剂 选 择 问 题 限 制 了 该 技 术 的 发 展 。 研 制 效果 好 、 成 本 低 的 催 化 剂 将 是 以 后 的 主 要 研 究 方 向 。2. 4  微 生 物 法 降 粘 〔 34~ 40〕微 生 物 降 低 稠 油 粘 度 主 要 基 于 以 下 两 点 : ① 微 生物 降 解 原 油 的 大 分 子 组 分 ,减 小 其 平 均 分 子 量 ; ② 微生 物 产 生 的 生 物 表 面 活 性 剂 、 酸 、 气 等 代 谢 产 物 能 够大 幅 度 降 低 粘 度 。微 生 物 技 术 以 其 成 本 低 、 无 污 染 、 经 济 效 益 好 的优 势 ,已 日 渐 成 为 一 项 重 要 的 三 次 采 油 技 术 。 文 献〔 35〕 报 道 了 微 生 物 单 井 吞 吐 在 胜 利 油 田 东 辛 成 功 应 用 。 目 前 微 生 物 对 稠 油 的 降 解 主 要 是 针对 高 碳 直 链 烷 烃 ,适 用 于 中 低 含 量 的 胶 质 、 沥 青 质 的普 通 稠 油 油 藏 。 而 对 于 富 含 沥 青 质 、 胶 质 的 稠 油 ,由于 沥 青 质 、 胶 质 结 构 复 杂 ,微 生 物 对 其 降 解 十 分 困 难 ,开 采 效 果 并 不 理 想 〔 36~ 37〕 。 开 发 培 育 针 对 于 沥 青 质 、胶 质 结 构 的 优 良 微 生 物 菌 种 ,具 有 重 大 的 现 实 意 义 。另 外 ,微 生 物 技 术 效 果 的 好 坏 ,与 油 层 特 征 、 施 工 背 景和 菌 种 与 地 层 流 体 的 配 伍 性 能 有 关 ,开 发 的 微 生 物 菌种 往 往 针 对 性 强 ,适 用 面 窄 。 这 些 都 限 制 了 该 技 术 的发 展 与 应 用 。·91·© 1994   其 它 化 学 降 粘 技 术 〔 41~ 42〕其 他 的 化 学 降 粘 方 法 如 降 粘 裂 化 、 渣 油 加 氢 等 ,主 要 是 以 除 碳 或 加 氢 的 方 法 使 稠 油 中 大 分 子 烃 分 解为 小 分 子 烃 来 降 低 稠 油 的 粘 度 。 除 碳 过 程 大 致 可 分为 热 加 工 和 催 化 加 工 ,热 加 工 有 减 粘 裂 化 、 焦 化 等 ,催化 加 工 以 催 化 裂 化 为 代 表 。 此 外 ,还 有 溶 剂 脱 碳 ,如脱 沥 青 和 脱 金 属 等 过 程 。 加 氢 过 程 有 加 氢 热 裂 化 和加 氢 催 化 裂 化 等 。 但 目 前 这 些 技 术 在 国 内 外 稠 油 降粘 领 域 还 只 处 于 先 期 研 究 阶 段 。3  结 论 与 展 望目 前 水 溶 性 乳 化 降 粘 技 术 已 取 得 了 广 泛 的 应 用 ,可 在 一 定 地 区 进 一 步 推 广 ,但 采 出 液 的 后 处 理 比 较 困难 ,且 不 能 适 应 高 温 、 高 矿 化 度 油 藏 。 少 数 耐 温 、 耐 矿化 度 降 粘 剂 成 本 较 高 。 研 究 高 效 且 采 出 液 容 易 处 理的 降 粘 剂 以 及 研 究 廉 价 的 耐 温 、 耐 矿 化 度 降 粘 剂 是 今后 乳 化 降 粘 剂 的 重 点 研 究 方 向 。稠 油 用 油 溶 性 降 粘 剂 研 究 进 展 缓 慢 的 主 要 原 因是 稠 油 降 粘 机 理 尚 未 取 得 突 破 。 针 对 石 蜡 型 原 油 的降 凝 、 降 粘 机 理 研 究 认 识 比 较 深 入 ,但 对 沥 青 型 原 油的 降 粘 机 理 的 研 究 虽 然 提 出 了 几 种 看 法 ,但 对 设 计 降粘 剂 分 子 结 构 仍 难 有 实 质 理 论 指 导 意 义 。 深 入 研 究针 对 胶 质 、 沥 青 质 的 降 粘 机 理 ,是 成 功 设 计 高 效 降 粘剂 分 子 结 构 的 关 键 。从 目 前 研 究 情 况 看 ,单 一 的 降 粘 方 式 很 难 获 得 既经 济 又 理 想 的 降 粘 效 果 ,而 采 用 复 合 降 粘 技 术 可 以 优势 互 补 ,提 高 降 粘 效 果 。 将 化 学 降 粘 剂 降 粘 与 加 热 降粘 、 掺 稀 降 粘 复 合 使 用 ,目 前 已 有 广 泛 应 用 ;将 乳 化 降粘 技 术 与 油 溶 性 降 粘 剂 降 粘 技 术 复 合 使 用 ,采 用 特 殊的 稠 油 降 粘 机 理 ,形 成 的 乳 状 液 既 不 是 O /W 型 ,也非 W /O 型 , 而 是 介 于 二 者 之 间 的 过 渡 型 (类 乳液 )〔 43〕 ,这 一 技 术 路 线 值 得 深 入 研 究 。虽 然 井 下 水 热 催 化 裂 化 降 粘 技 术 已 经 进 行 少 量现 场 试 验 ,但 粘 度 仅 下 降 60%。 如 果 能 找 到 高 效 催化 剂 ,与 其 它 (油 溶 性 降 粘 剂 )降 粘 技 术 配 合 使 用 ,可望 取 得 较 大 应 用 范 围 。微 生 物 法 降 粘 技 术 具 有 成 本 低 、 无 污 染 、 经 济 效益 好 的 优 势 ,但 该 技 术 使 用 条 件 比 较 苛 刻 ,特 别 是 微生 物 对 结 构 复 杂 的 沥 青 质 、 胶 质 降 解 十 分 困 难 。 因此 ,开 发 培 育 针 对 于 沥 青 质 、 胶 质 的 优 良 微 生 物 菌 种 ,具 有 重 大 的 现 实 意 义 。 □参 考 文 献〔 1〕 万 仁 溥 ,罗 英 俊 . 采 油 技 术 手 册 〔 M〕 . 北 京 :石 油 工 业 出 版 社 , 1996〔 2〕 张 付 生 ,王 彪 . 几 种 原 油 降 粘 剂 作 用 机 理 的 红 外 谱 图 和 衍射 研 究 〔 J〕 . 油 田 化 学 , 1995, 12 (4) : 347~ 352〔 3〕 敬 加 强 ,罗 平 亚 ,朱 毅 飞 . 原 油 组 成 对 其 粘 度 影 响 的 灰 色 关 联 分 析〔 J〕 . 油 气 田 地 面 工 程 , 2000, 19 (6) : 12~ 13〔 4〕 赵 福 麟 . 采 油 化 学 〔 M〕 . 山 东 东 营 :石 油 大 学 出 版 社 , 1989: 147~151〔 5〕 赵 国 玺 . 表 面 活 性 剂 物 理 化 学 〔 M〕 . 北 京 :北 京 大 学 出 版 社 , 1984:382~ 408〔 6〕 黄 敏 ,李 芳 田 ,史 足 华 . 稠 油 降 粘 剂 J〕 . 油 田 化 学 , 2000, 17(2) : 137~ 139〔 7〕 吴 本 芳 ,郭 金 波 . 原 油 乳 化 降 粘 研 究 进 展 〔 J〕 . 洛 阳 师 范 学 院 学 报 ,2002, (5) : 47~ 52〔 8〕 冯 涛 ,吴 迪 ,林 森 ,等 . 原 油 乳 化 输 送 技 术 的 进 展 〔 J〕 . 油 气 田 地 面工 程 , 1999, 18 (3) : 5~ 7〔 9〕 范 维 玉 ,刘 兴 玉 ,南 国 枝 ,等 . 特 稠 油 乳 化 降 粘 剂 及 其 O / 状 液 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