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稠油降粘的方法的概述66392732

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稠油降粘 方法 概述 66392732
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降 粘 的 方 法 的 概 述周   灿 1, 吴 承 君 2, 任 双 双 1, 沈   飞 1(1. 湖 北 省 长 江 大 学 石 油 工 程 学 院 , 湖 北 荆 州 ; 2. 中 石 化 中 南 石 油 局 松 滋 采 油 厂 , 湖 南 长 沙 )摘   要 : 综 述 了 目 前 常 用 的 稠 油 (包 括 特 稠 油 和 超 稠 油 )降 粘 方 法 , 稠 油 降 粘 有 许 多 方 法 包 括 物 理 和化 学 的 方 法 , 物 理 方 法 包 括 掺 稀 释 剂 (凝 析 油 、 轻 质 油 、 柴 油 等 )降 粘 工 艺 、 热 力 法 (蒸 汽 驱 、 热 水 驱 和 火 烧油 层 )和 加 热 降 粘 。 比 较 先 进 的 技 术 稠 油 冷 采 技 术 、 高 速 脉 冲 注 蒸 汽 吞 吐 技 术 (P)、 热 声 采 油 技 术 、 低频 振 动 采 油 技 术 ; 还 介 绍 一 些 化 学 方 法 包 括 油 溶 性 降 粘 剂 降 粘 技 术 和 水 溶 性 乳 化 降 粘 技 术 ; 还 对 各 种 方法 比 较 , 得 出 各 种 结 论 。关 键 词 : 稠 油 ; 降 粘 剂 ; 粘 度 ; 化 学现 在 许 多 油 田 的 常 规 原 油 开 采 和 集 输 已 经 很成 熟 了 。 而 油 田 想 增 产 就 要 考 虑 一 些 非 常 规 原 油 的开 采 , 特 别 对 稠 油 的 开 采 。 而 胶 质 和 沥 青 质 高 是 造 成稠 油 粘 度 高 的 主 要 原 因 。 现 在 一 些 稠 油 油 田 很 难 开采 , 关 键 在 于 解 决 稠 油 粘 度 的 问 题 , 粘 度 过 大 使 稠 油很 难 流 动 , 也 就 很 难 开 采 。 也 使 油 田 花 费 许 多 钱 来 解决 稠 油 开 采 。 如 果 能 考 虑 用 一 些 化 学 方 法 来 降 低 稠油 粘 度 , 这 样 可 以 降 低 稠 油 开 采 的 成 本 , 提 高 稠 油 的开 采 。 本 文 主 要 探 讨 应 用 于 稠 油 开 采 的 物 理 和 化 学降 粘 技 术 。1  物 理 降 粘 技 术① 掺 稀 释 剂 (稀 释 降 粘 主 要 是 利 用 相 似 相 容 原理 , 加 入 溶 剂 降 低 稠 油 粘 度 , 改 善 其 流 动 性 。 常 用 的溶 剂 有 甲 醇 、 乙 醇 、 煤 油 、 粗 柴 油 、 混 苯 等 。 混 苯 中 的甲 苯 、 二 甲 苯 是 胶 质 、 沥 青 质 的 良 好 溶 剂 )。 ② 热 力 法即 蒸 汽 驱 (指 通 过 适 当 的 井 网 , 选 择 一 定 数 量 的 井 注入 蒸 汽 , 使 注 入 井 周 围 形 成 饱 和 蒸 汽 带 , 加 热 并 驱 替原 油 到 生 产 井 的 采 油 方 法 )热 水 驱 (指 向 油 层 中 注 入高 温 水 , 以 降 低 原 油 的 粘 度 , 改 善 原 油 流 动 性 ) 和 火烧 油 层 (指 通 过 适 当 井 网 , 选 择 点 火 井 , 将 空 气 或 氧气 注 入 油 层 , 并 用 点 火 器 将 油 层 点 燃 , 然 后 不 断 注 入空 气 以 维 持 油 层 的 燃 烧 。 燃 烧 前 缘 的 高 温 使 原 油 蒸发 、 裂 解 , 并 驱 替 原 油 流 入 采 油 井 内 )和 加 热 降 粘 。 ③稠 油 冷 采 技 术 其 机 理 是 通 过 强 排 、 诱 导 地 层 出 砂 ,使 孔 隙 度 由 30% 左 右 提 高 到 50% 左 右 , 形 成 “ 蛆 四洞 ” , 渗 透 率 提 高 几 十 至 几 百 倍 、 使 原 本 产 能 极 低 的稠 油 层 日 产 油 量 达 到 几 吨 至 几 十 吨 , 采 收 率 达 20%。 该 技 术 的 适 用 条 件 是 : 储 层 胶 结 疏 松 且 较 纯净 . 具 有 较 高 的 溶 解 气 油 比 (一 般 > 10m 3 t) , 原 油 粘度 < 50000M S。 ④ 高 速 脉 冲 注 蒸 汽 吞 吐 技 术(P) 该 技 术 是 以 数 倍 于 常 规 蒸 汽 吞 吐 的 注 汽 速度 、 以 每 次 几 小 时 的 脉 冲 方 式 向 地 层 注 入 蒸 汽 . 经 过一 段 时 间 焖 井 之 后 , 转 入 采 油 阶 段 的 新 兴 技 术 。 其 技术 的 基 本 原 理 是 : 采 用 极 高 的 注 汽 速 度 , 可 大 幅 度 降低 热 量 损 失 , 产 生 较 高 的 注 汽 压 力 。 在 油 层 中 一 般 形成 水 平 裂 缝 , 使 蒸 汽 朝 先 前 末 波 及 区 域 扩 展 , 同 时 ,利 用 脉 冲 方 式 注 汽 , 可 控 制 水 平 裂 缝 生 长 速 度 和 长度 , 抑 制 新 的 汽 窜 发 生 。 该 技 术 特 别 适 用 于 埋 藏 浅 、厚 度 薄 、 非 均 质 严 重 的 稠 油 油 藏 , 是 提 高 周 期 吞 吐 效果 的 有 效 途 径 。 ⑤ 热 声 采 油 技 术 即 在 注 入 蒸 汽 的 同时 , 利 用 声 波 发 生 器 在 射 孔 段 产 生 高 能 量 的 超 声 波 ,使 井 筒 内 的 油 水 充 分 乳 化 , 在 注 入 压 力 的 作 用 下 , 因为 在 含 水 率 较 高 的 岩 石 孔 隙 中 和 在 含 有 剩 余 油 的 岩石 孔 隙 中 。 乳 化 液 渗 透 时 所 受 到 的 阻 力 有 较 大 差 异 ,大 量 的 乳 化 液 先 渗 入 高 含 水 的 孔 隙 并 达 到 新 的 平衡 , 使 后 续 注 入 的 热 蒸 汽 能 渗 入 到 含 剩 余 油 的 区 域 ,试 验 证 明 , 热 声 采 油 技 术 不 仅 能 提 高 蒸 汽 注 入 开 采的 效 果 . 达 到 增 产 的 目 的 , 还 可 为 下 次 蒸 汽 注 入 创 造良 好 的 地 层 条 件 。 ⑥ 低 频 振 动 采 油 技 术 , 该 技 术 利 用的 是 低 频 波 或 次 声 波 。 低 频 振 动 采 油 技 术 所 使 用 的设 备 有 井 下 低 频 脉 冲 波 发 生 器 和 地 面 震 源 两 种 , 产生 声 波 的 频 率 在 50H z 以 内 。 因 振 动 产 生 的 声 波 波 长大 . 在 地 层 中 传 播 衰 减 小 、 这 种 波 能 在 较 大 半 径 范 围内 引 起 地 层 的 振 动 , 扩 大 、 疏 通 储 层 连 通 孔 隙 , 有 助于 改 善 其 内 部 流 体 的 渗 流 状 况 , 降 低 原 油 粘 度 , 促 使残 余 油 流 动 , 提 高 油 层 原 油 采 收 率 。 振 动 采 油 技 术 适用 于 构 造 较 简 单 、 区 块 较 完 整 、 油 层 连 通 好 、 原 油 粘度 中 等 的 稠 油 油 藏 。2  化 学 降 粘 技 术① 油 溶 性 降 粘 剂 降 粘 技 术 。 油 溶 性 降 粘 剂 主 要是 基 于 原 油 降 凝 剂 开 发 技 术 , 针 对 胶 质 、 沥 青 质 分 子呈 层 次 堆 积 状 态 , 借 助 高 温 或 溶 剂 作 用 下 堆 积 层 隙“ 疏 松 ” 的 特 点 , 使 降 粘 剂 分 子 “ 渗 ” 入 胶 质 或 沥 青 质分 子 层 之 间 (类 似 于 粘 土 水 化 的 过 程 和 作 用 ) , 起 到降 低 稠 油 粘 度 的 作 用 。 由 于 不 同 稠 油 的 胶 质 、 沥 青 质分 子 结 构 和 分 子 大 小 不 同 , 油 溶 性 降 粘 剂 具 有 很 强的 选 择 性 。 一 般 来 说 , 加 入 降 凝 剂 时 稠 油 凝 固 点 会 有一 定 程 度 的 降 低 。 由 于 蜡 的 网 状 结 构 被 抑 制 , 由 蜡 造821 内 蒙 古 石 油 化 工                     2007 年 第 4 期  X 收 稿 日 期 : 2006- 11- 09作 者 简 介 : 周 灿 (1986- ) , 男 , 长 江 大 学 石 油 工 程 学 院 2007 届 毕 业 生 。© 1994 , 屈 服 值 降 低 , 表 观 粘度 也 有 一 定 幅 度 的 下 降 , 即 降 凝 剂 都 具 有 降 粘 作 用 ,但 这 种 降 粘 作 用 的 本 质 是 降 凝 的 结 果 。 其 中 油 溶 性稠 油 化 学 降 粘 剂 从 这 些 资 料 看 , 油 溶 性 降 凝 降 粘 剂品 种 很 多 , 但 基 本 上 可 归 结 为 两 类 : 一 类 是 缩 合 物型 , 如 。 另 一 类 是 不 饱 和 单 体 的 均 聚 物或 共 聚 物 , 典 型 聚 合 物 有 乙 烯 - 醋 酸 乙 烯 酯 共 聚 物( 、 (甲 基 ) 丙 烯 酸 高 碳 醇 酯 衍 生 物 的 聚 合 物 、马 来 酸 酯 衍 生 物 的 聚 合 物 等 。 它 们 都 是 不 饱 和 酸 酯的 聚 合 物 或 不 饱 和 酸 酯 与 其 它 不 饱 和 单 体 的 共 聚物 。 就 目 前 研 究 与 实 际 应 用 情 况 看 , 合 成 降 粘 剂 的 典型 单 体 是 乙 烯 、 醋 酸 乙 烯 酯 、 苯 乙 烯 、 马 来 酸 酐 、 (甲基 )丙 烯 酸 酯 及 烃 等 。 在 结 构 上 主 要 是 各 种 类型 二 元 或 多 元 共 聚 物 及 其 复 配 物 。② 水 溶 性 乳 化 降 粘 技 术 (乳 化 降 粘 技 术 作 为 降粘 幅 度 最 大 和 使 用 最 经 济 的 化 学 降 粘 技 术 已 在 我 国各 稠 油 油 田 得 到 广 泛 应 用 , 其 中 一 部 分 作 为 辅 助 降粘 手 段 , 与 蒸 汽 吞 吐 和 蒸 汽 驱 等 热 力 采 油 配 合 使 用 ,降 粘 效 果 更 为 明 显 ) 原 理 利 用 稠 油 乳 化 后 形 成 O 状 液 的 原 理 , 大 幅 度 降 低 稠 油 粘 度 。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 用 常 规 方 法 开 采 , 或 者不 能 经 济 地 用 蒸 汽 吞 吐 或 电 热 等 方 法 开 采 , 为 提 高稠 油 开 采 的 经 济 效 益 , 化 学 降 粘 降 凝 开 采 是 一 种 很有 前 途 的 方 法 。 其 中 一 些 化 学 降 粘 剂 是 一 种 “ 治 标 ”而 非 “ 治 本 ” 的 方 法 , 降 粘 剂 虽 然 能 够 抑 制 或 分 散 蜡晶 、 胶 质 片 、 沥 青 质 层 , 但 并 不 能 使 它 们 消 失 , 达 到 真溶 胶 颗 粒 的 粒 度 , 所 以 降 粘 降 凝 的 程 度 是 有 限 的 。3  各 种 稠 油 开 采目 前 国 内 外 常 用 的 原 油 开 采 和 集 输 工 艺 一 般 都是 采 用 适 当 的 处 理 方 法 来 达 到 防 止 稠 油 胶 凝 、 避 免形 成 稠 油 结 构 、 降 低 稠 油 粘 度 、 改 善 稠 油 流 动 性 的 目的 常 规 开 采 和 输 油 方 法 一 般 对 石 蜡 基 原 油 都 有 明 显的 降 凝 、 降 粘 效 果 , 但 经 济 效 益 尚 不 尽 人 意 。4  结 论(1) 稠 油 化 学 降 粘 技 术 是 建 立 在 多 学 科 基 础 上的 综 合 技 术 , 其 发 展 有 赖 于 相 关 的 石 油 化 学 、 原 油 流变 学 、 高 分 子 合 成 、 表 面 活 性 剂 合 成 、 采 油 工 艺 等 学科 的 发 展 。(2)具 有 支 链 极 性 官 能 团 的 油 溶 性 聚 合 物 与 配伍 性 表 面 活 性 剂 组 成 的 复 配 降 粘 剂 是 稠 油 化 学 降 粘技 术 应 用 于 生 产 的 关 键 。(3)用 系 统 分 析 的 观 点 和 方 法 , 从 商 品 技 术 的 角度 , 综 合 交 叉 学 科 的 优 势 发 展 复 合 降 粘 技 术 , 是 稠 油化 学 降 粘 技 术 的 方 向 。(4)由 于 开 发 时 间 较 晚 , 发 展 较 快 , 添 加 化 学 剂系 列 技 术 的 某 些 技 术 尚 欠 完 善 , 有 待 改 进 和 发 展 ; 需进 一 步 开 发 廉 价 而 高 效 的 化 学 剂 , 尤 其 急 需 开 发 国产 化 学 剂 替 代 昂 贵 的 进 口 化 学 剂 。稠 油 开 采 方 法 的 对 比方 法 作 用 方 式 特 点 主 要 问 题蒸 汽 吞 吐 物 理 变 化 注 汽 井 与 采 油井 相 同 能 耗 高 、 设 备 大 、 产层 配 伍 难蒸 汽 驱 物 理 变 化 注 汽 井 与 采 油井 不 同 能 耗 高 、 设 备 大 、 产层 配 伍 难轻 油 稀 释 物 理 变 化 井 筒 轻 油 稀 释降 粘 需 大 量 轻 质 油 , 成 本高原 油 降 粘 剂 物 理 变 化 改 变 原 油 聚 集状 态 实 际 效 果 不 明 显微 生 物 采 油 生 物 、 化 学 变 化 部 分 分 解 原 油 、并 产 生 气 体 成 本 高 、 周 期 长 、 适用 面 窄火 烧 油 层 物 理 、 化 学 变 化 油 层 燃 烧 , 分 解和 升 温 降 粘 难 度 大 , 结 焦 和 烧 结油 层催 化 裂 化 化 学 变 化 裂 化 成 轻 油 降粘 需 热 驱 动 , 催 化 剂 选择 难[参 考 文 献 ][ 1 ]  尉 小 明 等 . 稠 油 降 粘 方 法 概 述 . 精 细 石 油 化 工 ,2002, (5).[ 2 ]  周 风 山 等 . 稠 油 化 学 降 粘 技 术 研 究 进 展 . 油 田化 学 , 2001, 18 (3).[ 3 ]  阎 向 宏 等 . 稠 油 开 采 中 的 物 理 学 方 法 . 石 油 钻采 工 艺 , 1999, 2l(l).[ 4 ]  宋 向 华 等 . 稠 油 热 化 学 采 油 技 术 概 述 , 2004,11 (1).[ 5 ]  T ou f p 994. V o N o. 4.[ 6 ]  7 ]  th is k of t o il m m m t (o il,o il so al ho t w bu P s h pu no te in R , ex ex w o in e m o il so le b w so le em u b m s k of o b 2007 年 第 4 期                 周 灿 等   稠 油 降 粘 的 方 法 的 概 述© 1994
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