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稠油油藏胶质沥青质分散技术

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油油 胶质 沥青 分散 技术
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32 油气田地面工程第28卷第10期(2009.10)0.3969/j.006009.10.018稠油油藏胶质沥青质分散技术于.杰刚1 曹红英2(1.胜利油田东胜公司;2.胜利油田采油工艺研究院)摘要:为解决稠油开采过程中胶质沥青质析出堵塞储层的问题,进行了稠油油藏胶质沥青质分散解堵技术研究,研制成功了稠油油藏胶质沥青质分散解堵剂。该分散剂具有极强的溶解、分散稠油中的胶质沥青质及杂环芳烃能力和抗凝固防沉降能力,在10℃低温下系统仍不会分层。注汽过程中能防止胶质沥青质沉积,疏通液体流动通道,大幅度降低注汽压力;同时可有效降低稠油黏度,提高原油在低温下的流动性,改善稠油、超稠油在井筒的举升能力及地面的集输效果。关键词:稠油;胶质沥青质;分散剂;评价;解堵1 性能评价 ‘1.1 分散剂溶解性能评价(1)稠油油藏胶质沥青质分散剂(以下简称分散剂)对沥青的溶解性能评价。实验材料为市售10号沥青,容器中先加入一定量沥青颗粒,然后加入分散剂,摇匀后置于电热恒温水浴中,在不同温度条件下恒温1.5 h,实验结果见表l。表1 分散剂对沥青的溶解性实验结果温度/沥青原质量/溶解后沥青质量/溶解速率/溶解牢/℃ g g mg(mL·h)一1 %从表散剂对沥青具有良好的溶解能力。60℃下1.5 青溶解率可达90%以上。(2)分散剂对石蜡的溶解性能评价。实验用石蜡为市售58号石蜡。容器中先加入一定量石蜡颗粒,然后加入分散剂,摇匀后置于电热恒温水浴中,在不同温度条件下恒温1.5 h,实验结果见表2。表2 分散剂对石蜡的溶解性实验结果从表2可以看出,分散剂对石蜡具有良好的溶解能力。60℃条件下浸泡1.5 h,分散剂可以将石蜡全部溶解。1.2抗凝及防沉降性能评价(1)实验用稠油。实验稠油取自胜利油田丁家屋子油藏王140~1井脱水原油。该油藏属于高凝油层,原油的凝固点较高(50℃左右),析蜡点高(高于70℃),黏度大(50℃下黏度为1 属于高凝原油。原油成分为:烷烃约占50%,芳烃约占20%,非烃类物质约占20%,沥青质约占5%。从王140一1井岩石氯仿抽提物和原油中饱和烃气相色谱分析报告数据可以看出,油样中所含的轻质组分很少,主峰碳数据显示大部分是烷烃链大于17的饱和烷烃以及芳香烃。从∑咒C。。一/∑以C:。+数据可看出,碳链小于21的组分之和小于碳链大于22的组分之和,说明油样中含有大量的蜡质和较多的胶质沥青质。(2)防沉降性能评价。称取一定量的原油放于清洁干燥的烧杯中,将一定量的分散剂样慢慢加入原油中,观察现象并记录;先缓慢搅拌,观察现象并记录;再剧烈搅拌,观察现象并记录。从实验结果可以看出,分散剂不需搅拌即可与地层稠油混溶,并且在剧烈搅拌时也能保持体系稳定不分层、不析出,即使在10℃低温下也具有极强的防沉降能力。(3)降低凝固点性能评价。实验稠油为王140一1井脱水原油。不同浓度分散剂在不同温度下降低凝固点的实验结果见表3。其中配方浓度为重量百分比。从表3数据结果可以看出,分散剂具有较好的降黏性能,在用量为40%时,可以使稠油样品的凝固点降低15℃。1.3对胶质沥青质分散性能评价实验稠油样品为郑411一一定温度下将分散剂按不同比例(分散剂:原油=1:1,1:2,1:3,1:4,1:5)加入原油样品中,任其自行溶解,制成试验样品;然后测定不同温度下的稠油体系黏度。从测定结果可以看出,分散剂用量在16%时,不同温度下降黏率均可达80%以上,稠油黏度越大,降黏效果越好,说明该剂对胶质沥青质有极好的分散性能。1.4安全性能评价(1)开口闪点。开口闪点测定结果为40℃~万方数据油气田地面工程第28卷第10期(2009.10 J 3343℃,具有良好的安全性。(2)安全性。该分散剂为低毒性产品,对皮肤有一定的腐蚀性,使用中应避免与眼睛、皮肤等身体部位接触。表3降低凝固点性能评价结果2 施工工艺技术2.1分散剂波及效率为了验证在低浓度下分散剂的分散降黏性能,分别考查了1%、3%、5%、和10%浓度的分散剂对郑411一验结果见图1。1 低浓度下分散剂对郑411一散剂在含量仅为1%时,80℃条件下降黏率仍为24.5%。2.2使用方法(1)稠油、超稠油新井注汽前期处理。对沥青质含量超过20%的井,在注汽前进行前期处理,可达到溶解沥青质,防止沥青质沉积,降低注汽压力,改善吸汽剖面的目的。每米射孔井段挤注量按0.5~1.0 层空隙度按30%计,则处理半径为1.63~2.30 m。注入压力低于油层破裂压力的70%。挤注完浸泡2 h。(2)对多轮次注汽井后的胶质、沥青质堵塞处理。对沥青质含量超过20%的井,在进行下一轮注汽前可挤注胶质沥青质分散剂,以解除沉积的胶质、沥青质堵塞,改善注汽及生产效果。每米射孔井段挤注量按1.O 层空隙度按30%计,则处理半径为1.63~2.30 m。注入压力低于油层破裂压力的70%。挤注完后浸泡3 h。3 现场应用效果针对含胶质沥青质的油井转注时,有有机物堵塞的状况,应用分散剂进行解堵,措施成功率100%,有效率100%,经济效益非常显著。典型井例如下:(1)海洋采油厂的产层位+5,射孔井段1 447.o~1 485.o m,射开总厚度19.o m。2004年12月3日投产,12月8日油井开始不出液,在经过了柴油、生物酶解堵r[艺措施后,仍不能正常生产,一直处于停产状态。2008年10月4日,海洋采油厂委托采油院敏感所进行解堵工艺措施,经取样分析及论证,在排除了砂埋油层的因素外,认为该井不能正常生产的原因主要是有机颗粒(胶质沥青质)堵塞所致,因而决定采用敏感所自主研发的胶质沥青质解堵工艺。该工艺实施取得了明显的效果,施工时压力由18~20量由lo m3/m3/h,投产后产液量40 m3/d,日产油量20 2)产层位孔井段1 374.4~1 377.8 m,射开厚度3.4 m。作业时,挤注压力高,400型水泥车1档排量,挤注压力达20 过挤注该剂并关井10 00型水泥车3档排量,压力一直稳定在7 汽时,压力一直保持在10~13.4 汽速度在6~8.5 t/h,效果很好。4 结语(1)分散剂具有极强的溶解稠油中的胶质沥青质及杂环芳烃能力,极强的分散胶质沥青质的能力和抗凝固防沉降能力,在10℃低温下系统仍不会分层析出。该剂可有效降低稠油黏度,防止注汽过程中的胶质沥青质沉积,疏通液体流动通道,改善注汽井生产效果;同时能提高原油在低温下的流动性,改善稠油、超稠油在井筒的举升能力及地面的集输效果。(2)用分散剂对胶质沥青质含量大于20%的稠油、超稠油注汽进行前期处理,可降低注汽压力,改善吸汽剖面,提高注汽效果。(3)分散剂对多轮次注汽井残留在砂岩表面及毛细管管壁的胶质沥青质有极强的溶解、分散作用,可提高注汽油藏的采收率。(栏目主持杨军)加∞帅鲫邓∞卯如勒加加万方数据稠油油藏胶质沥青质分散技术作者: 于杰刚, 曹红英作者单位: 于杰刚(胜利油田东胜公司), 曹红英(胜利油田采油工艺研究院)刊名: 油气田地面工程英文刊名: (期): 2009,28(10)引用次数: 0次相似文献(10条)之欣 稠油污染土壤生物修复的微生物筛选及工艺调控 2005稠油组分非常复杂,胶质沥青质含量较高,菌和放线菌,以胶质沥青质作为碳源,稠油中最难降解的胶质沥青质进行处理,从中选择优势的降解菌株对稠油污染土壤进行生物修复,线菌对稠油污染土壤中胶质沥青质的降解研究 4(4)利用辽河油田石油污染土壤中分离出的5株土著放线菌对石油污染土壤中的胶质沥青质进行了室温培养降解试验,研究了表面活性剂(吐温株表面活性剂吐温2012、金美 稠油组分及乳化剂对油水界面性质影响的研究 2009本文采用吸附色谱法对孤岛稠油和辽河稠油进行了极性四组分分离,并以核磁共振为基础,结合红外光谱、元素组成及平均分子量等数据,用改进的过考察组分模拟油的油水界面张力和求了稠油组分之间、乳化剂与稠油组分之间相互作用,以及稠油组分的组成结构与其界面化学性质之间的关系。实验选用的孤岛稠油和辽河稠油都具有密度大、粘度大、凝点高、酸值高、碱氮值高等特点。两种稠油的胶质和沥青质总含量均超过40%,胶质、沥青质的酸值、碱氮值比较高,杂原子含量较高,环状结构较多,稠油中的极性物质主要集中在胶质、沥青质组分中,两种稠油的极性物质在各组分中的分布差别较大。稠油及其组分组成结构的差异决定了稠油组分界面活性的不同。饱和分是界面惰性物质,芳香分基本没有界面活性,胶质、沥青质能降低空白模拟油的界面张力,是稠油中的主要界面活性物质。稠油极性组分的氢碳原子比越小,杂原子含量越高,酸值、碱氮值越高,其模拟油的油水界面张力越低,即组分的界面活性越强。对于辽河稠油和孤岛稠油的同一类极性组分,分子量越大,酸值、碱氮值越高,组分模拟油的油水界面张力越低,即组分界面活性越强。对于同种稠油的不同极性组分,芳香碳率、芳香环缩合程度越大,烷基支化度越小,界面活性越高。稠油及其极性组分在碱性条件下表现出较强的界面活性,即各极性组分中的酸性基团占有优势;水相明稠油中的界面活性组分绝大部分为油溶性物质。当水相为去离子水时,稠油及其组分模拟乳状液的着稠油组分极性增大,强酸强碱条件下,绝对值降低幅度大。其中,强酸环境导致体系油水界面相中盐含量的增加导致质、沥青质与饱和分、芳香分之间的相互作用强度不同。饱和分与胶质之间无明显的相互作用;饱和分的烷基支化度大,使饱和分饱和分和沥青质之间存在负的协同作用。芳香分的芳香度较高,对胶质、沥青质的溶解作用强;其烷基支化度小,分子体积小,易进入胶质、沥青质片状分子之间,部分拆散平面堆砌而成的聚集体,使胶质、沥青质结构单元数增多,即芳香分与胶质、沥青质都存在正的协同作用;胶质、沥青质分子之间由于分子间氢键的形成而存在协同作用。在乳化过程中,乳化剂与稠油组分相互作用的强弱取决于稠油组分自身的界面活性,组分界面活性越高,乳化剂降低组分模拟油界面张力的能力越强。两种稠油的饱和分、芳香分基本没有界面活性,很难吸附在界面上与乳化剂发生相互作用。稠油、胶质、沥青质与阴离子乳化剂油、胶质、沥青质与非离子乳化剂中性及弱酸弱碱环境中阴离子乳化剂油水界面张力降低至2mN·定浓度的强乳状液的稳定性。油乳状液及稠油破乳脱水问题 5(1)简述了胶质、沥青质在石油胶体(原油)岛、单家寺、草桥,渤海绥中36质、蜡含量与原油物性之间的关系,这些原油与水形成的乳状液的特点和稳定性,这些原油脱水所用破乳剂的类型、代号、玉海 高胶质沥青质稠油的特性破乳剂研究与筛选评价 2006渤海地区海上原油的特点是属于高胶质沥青质环烷基稠油,其所形成的原油乳状液是比较难处理的原油乳状液,它的脱水难度仅次于高凝稠油,渤海原油的物性组成和影响乳状液稳定性的因素进行分析后制定了合成方案,合成出具有针对性的破乳单剂,再结合"复配与后处理"弹性稠油的驱替特征及其影响因素分析 0(6)在粘弹性稠油一维两相驱替数学模型基础上,考虑影响稠油松弛特性的两个因素:温度和胶质积分数),进行了数值求解,度越高,松弛特性越弱;胶质弛特性越强,粘弹特性越显著;松弛特性可以降低驱替压力梯度,提高含水饱和度,推迟见水时间,延长开采时间,提高采收率,改善水驱粘弹性稠油的开发效果,海燕 微生物降解特稠油中胶质、沥青质的室内研究及矿场试验分析 2005我国稠油资源分布较广,大部分稠油油藏埋藏较浅,胶质、沥青质是造成稠油高粘度的主要原因。微生物采油是一项经济有效的方法,对施工井的持续发展具有重要现实意义。本文针对克拉玛依九区特稠油中胶质、沥青质组分所占比例大的特点,开展了微生物吞吐采油室内研究及现场试验等工作,并先后在克拉玛依油田进行了两次先导性矿场试验,取得了显著效果,具体体现在:育出适合克拉玛依特稠油的微生物菌种,该菌种能够显著降解特稠油中的胶质、沥青质,并具有较好的乳化分散能力。8且它们具有一定的共性,就是它们同时具有一长度4793%,一次6口油井措施有效率100%,累计增油939吨。增油1189吨,两次施工投入产出比分别为1:经济效益的角度来看,这两次的施工是非常成功的。因此微生物吞吐开采特稠油技术为新疆克拉玛依油田特稠油蒸汽吞吐后期和蒸汽驱结束后开采方式的转换提供一种新方法。生物降解作用对稠油理化性质的影响 5(5)微生物采油技术(主要机理之一就是利用微生物降解原油中的胶质、沥青质等重质组分,降低原油粘度和凝固点,育出能有效降解稠油中重组分的菌种对青海、胜利、辽河、大港等油田的稠油进行了微生物降解实验,分析了细菌降解对原油饱和烃、芳烃以及胶质、菌作用引起原油性质发生明显变化,原油中胶质、沥青质含量降低9%以上,其组成和结构也发生了一定的变化,原油饱和烃轻重组分比值变大,粘度和凝固点分别降低15%和20%左右,凤英 油溶性稠油降粘剂的研制与评价 2006本文概述了国内外稠油、高粘原油输送的现状和一般方法,在参考国内外近年在化学降粘降粘剂文献的基础上,根据稠油和一般含蜡原油不同的结构特点,设计出一种主要针对塔里木稠油中胶质沥青质结构特点的降粘剂,作用是拆散沥青质的重叠层状结构,使轻质组分从原先的包裹网络中释放出来而降粘。通过对稠油化学组成与其流动特性的统计规律研究,认识到稠油中胶质、沥青质芳香片上含有大量极性基团和超常量的过渡金属元素及杂原子。由于极性基团间的强氢键和芳香片间的π得胶质、沥青质分子形成特殊的堆积结构和分子聚集体。提出稠油中过渡金属元素和杂原子形成的络合物结构强化了胶质、沥青质分子间通过氢键形成的缔合作用,因而稠油具有很高的粘度和密度。通过加热、形成O/入油溶性降粘剂或竞争配位体,可以破坏氢键并部分拆散络合物结构,使稠油粘度降低。研究了用溶液酯交换法制备高级酯单体的技术特点,成功制备出了可用于合成降粘剂的的甲基丙烯酸高级酯。针对塔里木稠油采用甲基丙烯酸高级酯、苯乙烯、马来酸酐、丙烯酰胺作为聚合反应的单体,分别合成了马来酸酐基丙烯酸高级酯基丙烯酸高级酯文在实验中还探讨了温度、引发剂加量、降粘剂加量、催化剂用量、反应时间、反应物的配比等对产物性能的影响。并详细的分析了降粘剂对石蜡、沥青质胶质的作用机理,并在文献所述机理和实验的基础上提出了一部分针对稠油中胶质沥青质的降粘机理。最后,本文分别对高级酯化物、二元、三元、四元共聚酯化物分子进行了表征,用红外谱表征了聚合物中各种基团的存在。生物降解作用对稠油性质的影响与微生物采油技术 2005微生物采油技术(主要机理之一就是利用微生物降解原油中的胶质、沥青质等重质组分,降低原油粘度和凝固点,育出能有效降解稠油中重组分的菌种对青海和新疆油田的稠油进行了微生物降解实验,分析了细菌降解对原油饱和烃、芳烃以及胶质、菌作用引起原油性质发生明显变化,原油中胶质、沥青质含量降低9%以上,其组成和结构也发生了一定的变化,原油饱和烃轻重组分比值变大,粘度和凝固点分别降低15%和20%左右,t/t/d,:2010年5月24日
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