乳化剂对超稠油四组分乳化性能的影响

通过乳状液透光率和界面张力考察胜利油田罗家超稠油极性四组分质量分数为2％的甲苯模型油加OP乳化剂前后与地层水、碱水的乳化性能，发现乳化荆对四组分都起到了强烈的乳化促进作用。加200mg／LOP乳化荆后，四纽分模型油透光率变化由大到小的顺序是：沥青质〉芳香分〉肢质≈饱和分；与地层水的界面张力降幅由大到小的顺序是：饱和分≈胶质〉芳香分〉沥青质：与碱水的界面张力降幅由大到小的顺序是：沥青质〉饱和分≈胶质〉芳香分。0P乳化荆使W／O型乳状液转变为0／W型，提高了稠油乳化程度，便于稠油的化学乳化开采和输送。     

孤东油田稠油极性四组分测定方法及其乳化特性研究

稠油油藏高效、经济的开发一直是油田企业研究的技术难题之一,胜利孤东油田稠油油藏由于其胶质、沥青质含量均高于国内主要稠油平均值,有其特殊性,开采难度也更大.文章通过大量室内实验,确定了稠油极性四组分(饱和分、芳香分、胶质、沥青质)的测定方法和分离方法,并采用元素分析、红外光谱分析等手段深入研究了稠油极性四组分的乳化特性、乳化剂对四组分乳化特性的影响.研究结果表明,孤东稠油极性四组分乳状液稳定性次序为饱和分＜沥青质＜芳香分＜胶质＜原油,原油中胶质与沥青质分子通过氢键形成的缔合,对原油的黏度有重要影响.乳化剂OP对稠油极性四组分均具有强烈的乳化促进作用,使W/O型乳状液转变为O/W型,达到了乳化降黏效果.     

稠油W/O型乳状液转相特性研究

为揭示稠油W/O型乳状液转相机理、指导稠油开采及运输,以胜利油田五种稠油样品为研究对象,通过测定不同含水率稠油乳状液的黏度及稠油视HLB值并结合灰熵关联方法,研究分析了稠油由W/O型乳状液向O/W型乳状液的转化过程、稠油乳状液黏度与四组分(饱和分、芳香分、胶质、沥青质)的关系,尝试用稠油的视HLB值解释了不同稠油乳状液乳化转相点的差异原因。按灰熵关联法排列乳化稠油黏度与其极性组分的关联度由大到小的顺序为:重质组分(胶质+沥青质)芳香分饱和分,重质组分是影响乳化稠油高黏的主要因素。对于同一种稠油来说,随着含水率的增加,乳状液表观黏度呈先增大后减小的趋势;随着温度的升高,稠油乳状液转相点增大。胜利油田5种脱水稠油黏度(50℃)由大到小顺序为:草20-平124(14400 m Pa·s)王152-1(22400m Pa·s)草20-平149(24000 m Pa·s)草20-平131(76800 m Pa·s)草南平40(89400 m Pa·s);含水率30%的5种稠油乳状液黏度的大小顺序与脱水稠油黏度的顺序一致,稠油乳状液的乳化转相点(50℃)由高到底的顺序为:草20-平124(59.1%)王152-1(55.5%)草20-平149(53.5%)草20-平131(47.9%)草南平40(45.7%);随着脱水稠油黏度的增大,乳化转相点减小。     

胜利原油组分界面膜扩张流变特性研究

采取经典的四组分分离方法(SARS)得到饱和分、芳香分、胶质和沥青质, 利用醇碱萃取法得到酸性组分,通过悬挂滴方法系统研究了上述五类原油组分及稀释原油的界面扩张流变性质,考察了扩张频率和浓度的影响.实验结果表明: 各类活性组分及稀释原油表现出与表面活性剂类似的界面扩张行为. 模量均随频率增大而增大, 随浓度变化通过最大值; 相角随频率增大而降低, 随浓度变化而增加. 各组分模拟油及稀释原油形成的界面膜均表现出较强的弹性行为, 且按其界面行为可以分为三组: 稀释原油与饱和分、酸性组分与胶质、芳香分与沥青质. 模量最大值对应的浓度高低顺序为: 稀释原油≈饱和分>酸性组分≈胶质>芳香分≈沥青质. 沥青质扩张模量的最大值在 25 mN/m 左右, 略高于稀释原油和其它活性组分.     

酸化-混凝-催化氧化联合处理钻井废液研究

采用灰色关联熵分析法研究了胜利油田稠油黏度与其极性四组分含量和极性组分偶极矩的关联。同时通过改变实验油样乳状液的含水率及温度,探究了稠油组成性质与其乳状液反相点的关联。结果表明：稠油极性四组分含量与其黏度关联度的顺序是：沥青质〉胶质〉芳香分〉饱和分;稠油极性组分偶极矩与其黏度的关联度顺序是：沥青质〉胶质〉芳香分。随着稠油胶质、沥青质含量的增大,油水界面张力的降低、油滴Zeta电位绝对值的增大,乳状液含水率的反相点及温度的反相点逐渐升高。     

渤海稠油催化改质降黏实验*

为了探索海上稠油的热催化改质降黏技术的可行性,解决海上稠油的举升和集输问题,针对渤海西部某油田的稠油分析了稠油黏度与族组分关系,选择了PAS、FAS两种阴离子和Zn~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Fe~(3+)和Ni~(2+)5种阳离子组合共10种催化剂,进行催化改质降黏实验,对比了催化改质前后族组分的变化。研究结果表明:对于该渤海稠油来说,饱和烃和芳香烃含量越高黏度越低,饱和烃对稠油黏度影响明显大于芳香烃,胶质、沥青质含量越高,其黏度越大,沥青质对于该渤海稠油黏度影响略大于胶质,但由于稠油中胶质含量远大于沥青质含量,因此降低胶质含量是该渤海稠油催化改质的必然选择。PAS-Ni的催化降黏效果最好,可以使该渤海稠油黏度从2167 m Pa·s降至566 mPa·s,降黏率为73.88%,PAS-Fe的改质效果次之,稠油黏度降至716 mPa·s,降黏率为66.96%。改质后稠油四组分分析结果表明,催化改质反应主要降低了胶质含量,增加了饱和分和芳香分含量,沥青质含量有小幅度增加。图4表2参13     

减压渣油及其四组分在接触剂上的裂化反应规律

以减压渣油为原料,采用热解色谱和热重-质谱,考察了减压渣油及其四组分(饱和分、芳香分、胶质和沥青质)在惰性接触剂LHBK和酸性接触剂C上的裂化反应。结果表明：四组分在有孔无酸剂LHBK上裂化程度由强到弱的顺序为胶质、沥青质、芳香分、饱和分,在有孔有酸剂C上裂化程度由强到弱的顺序为饱和分、芳香分、胶质≈沥青质。四组分在2种接触剂上缩合反应生成的积炭均比减压渣油在接触剂上缩合反应生成的积炭具有更低的H/C摩尔比;接触剂的酸性明显促进了四组分的裂化,C_20-馏分产率明显增加;且增加了减压渣油裂化反应的生焦率,增加部分主要来自芳香分和胶质的催化裂化生焦。说明接触剂的酸性能促进饱和分C—C键、芳香分侧链C—C键断裂以及胶质和沥青质中键能较低的键断裂。     

水包稠油乳状液中孤岛稠油组分间相互作用初探

 研究了孤岛稠油脱沥青质油、胶质、沥青质及胶质与沥青质混合物对水包稠油乳状液界面性质的影响。结果表明，具有高芳碳率、低烷基碳率、高芳香环缩合程度的沥青质组分界面活性较高。在水包稠油乳状液形成过程中，芳香分的存在有利于以稠合芳香环系为核心的胶质粒子的溶解，促进胶质单元结构在油滴表面的吸附，使脱沥青质油的界面活性高于胶质。胶质对沥青质有很好的分散作用，使沥青质在油相中溶解度增加，沥青质分子以较小的缔合体或以自由分子状态存在，沥青质分子中所有极性基团较易到达表面上，使油水界面张力降低。稠油组分与阴离子乳化剂LAS存在正的协同作用，与非离子乳化剂OP-10存在负的协同作用。稠油各组分共同与乳化剂作用形成稳定的水包稠油乳状液。     

轮古稠油催化水热裂解采油体系研究

以轮古稠油为原料,在高压反应釜内模拟油田地层条件,筛选了较合适的水热裂解催化剂,探讨了各反应条件对催化反应的影响。在油溶性钼为催化剂的情况下,稠油经水热裂解反应后,油样的降黏率为27%,饱和分和芳香分含量分别增加了2.69%和1.97%,胶质、沥青质含量分别减少了3.54%和3.21%,饱和分、芳香分、胶质、沥青质的平均相对分子质量分别降低了15.45%、12.20%、11.74%和9.35%,因而油品的质量和品位有相当程度的改善。四氢萘供氢剂与硫酸镍催化剂复配使用对超稠油水热裂解有协同效应。表面活性剂可以进一步增强催化剂在稠油中的分散度,有利于反应充分地进行。     

稠油组分在水包油乳状液中作用机理的研究 I.稠油组分分离及基本性质研究(英文)

本文主要研究了稠油的组分分离及其基本性质,为稠油组分在水包油乳状液中的作用机理研究提供基础数据。首次建立了将稠油分为酸性分、碱性分、两性分和中性分四组分的离子交换色谱分离技术。采用该分离技术对辽河杜-84稠油和胜利孤岛垦西稠油进行了组分分离,同时用极性分离法将稠油分为饱和分、芳香分、胶质和沥青质四组分。之后对这些组分进行了元素、酸碱值、相对分子质量及红外光谱等组成结构测定。结果表明,杜-84稠油中酸性分、碱性分、两性分含量达36.92%;孤岛垦西稠油中酸性分、碱性分、两性分含量达20.65%。元素分析、酸碱值和红外光谱分析结果表明,分离效果较好,离子交换色谱分离法收率可达95%以上。极性四组分以沥青质相对分子质量最高(2000-3000),且辽河沥青质比孤岛沥青质要大许多,反映出辽河稠油的超稠油特性;相对分子质量大小顺序为:沥青质>胶质>芳香分>饱和分;官能团四组分中,碱性分相对分子质量最大(1150-1222),其它由大到小依次为两性分、酸性分、中性分。     

在线近红外光谱分析技术在润滑油加氢异构装置上的应用

基于大量有代表性的样本,采集其近红外光谱,结合化学计量学方法建立了预测加氢裂化尾油和基础油馏程、黏度、黏度指数和倾点的近红外分析模型,模型交互验证结果表明,近红外方法与实验室标准方法之间具有良好的一致性。通过配置在线近红外分析系统和应用所建加氢裂化尾油和基础油多性质近红外分析模型,将在线近红外光谱分析技术应用于润滑油加氢异构装置,对加氢裂化尾油和基础油进行在线分析,可在30 min内完成对6路物料馏程、黏度、黏度指数和倾点的在线分析。加氢裂化尾油初馏点和终馏点的预测标准偏差分别为7和6 ℃,100 ℃黏度为0.261 mm²/s,黏度指数为2;基础油初馏点和终馏点的预测标准偏差分别为5和6 ℃,40和100 ℃黏度分别为1.01、0.151 mm2/s,倾点为3 ℃,黏度指数为1,满足工业现场快速分析的需求。     

稠油低温乳化降粘剂BL-1的研制及应用

乳化降粘剂BL－1的主剂是阴离子－非离子混合表面活性剂，在矿场应用时加入适量碱（NaOH)，是针对大庆黑帝庙低温（15℃）稠油油藏的开采而研制的，以黑帝庙稠油（20℃密度0．918g/cm^3,15℃ 粘度2680mPa.s。酸值0．818mgKOH/g)为油相，混合表面活性剂在地层水（矿化度4456mg/L)中的5g/L溶液为水相，油水体积比70／30－50／50，研究了该混合表面活性剂15℃时的乳化降粘性能，根据不同静置时间的脱水率和稳定性评定测定结果，油水比70／30时形成相当稳定的O／W乳状液，其粘度比稠油粘度降低94％，油水比60／40和50／50时粘度降低率更高；该混合表面活性剂不影响破乳剂（SP－169和F－68）对稠油乳状液的破乳脱水效果，该混合表面活性剂也适用于新疆克拉玛依K1稠油（30℃）和胜利临盘S74－11井稠油（60℃），乳化降粘度为95．1％－99．8％，在现场应用时，该混合表面活性剂的碱水溶液连续地通过油套环空注水油井，使井内表面活性剂浓度不小于5g/L，油水体积比不小于70/30，在黑帝庙油田的一口处于注汽后采油后期的蒸汽吞吐稠油井进行了为期各15天的两轮乳化降粘剂BL－1注入试验，试验期间停止掺60－70℃的热水，生产正常进行，采出液含水率和抽油泵电机电流明显降低。     

新疆夏子街油田井口强磁防蜡试验

在夏子街油田的生产井中，有90％油井的出油管线结蜡严重（冬春季热洗周期均小于8天，最短的只有5天）。在9口油井井口安装了强磁防蜡降粘器，并对其中3口井进行了磁处理效果测试。测试结果表明：①强磁防蜡降粘可使出油管线的热洗周期延长8倍以上；②在空白样品凝固声、以上2℃时，磁处理原油粘度的降低率平均达50．55％；③磁处理原油的析蜡温度比空白样品下降2．5～3．5℃；④夏子街原油经强磁处理后，有效持续时间一般可达5h以上。     

两亲聚合物活化剂对稠油的拆解-聚并作用及其动态调驱机理

采用扫描电镜、黏度计、激光共聚焦显微镜、稳定性分析仪、岩心驱替等手段,考察了两亲聚合物稠油活化剂(简称活化剂)对渤海S3稠油拆解降黏、聚并增阻作用及其动态调剖与驱油机理。结果表明：活化剂在水溶液中能形成含有许多空腔的致密空间网络结构,显示较强的增黏能力;活化剂可将油-水界面张力由37.8 mN/m降低至1.4 mN/m,在油膜上接触角由102°降低至30°,将油的连续相拆解至微米级甚至更小的分散相,在油/水质量比1/1时活化剂对渤海S3稠油的降黏率达91.1%;活化剂溶液-稠油分散体系静置60 min后,油滴发生聚并,其粒径由初始的81 μm增大到294 μm,体系黏度由73 mPa·s升至226 mPa·s;当聚并后的分散体系/模拟水质量比为1/1时,混合体系降黏率达到95.4%,吸附在油-水界面上的活化剂持续发挥作用。单管岩心模型中,与黏度相似的聚合物相比,活化剂的驱替压力更高,含水率下降漏斗分布更宽,采收率增幅（R_EO）达到20.4百分点,比聚合物增加了10.6百分点;双管岩心模型中,低浓度低黏度活化剂溶液表现出比聚合物更强的调剖和驱油能力。     

绥中36-1油田稠油降粘剂HOT-RE室内研究

稠油乳化剂HOT RE是一种含有耐盐基团的表面活性剂。在HOT RE室内性能评价中所用的油样为取自绥中 36 1油田的脱气脱水稠油 ,在 4 0℃下粘度为 5 6 .2Pa·s。实验研究结果如下。在含水量由 2 4 %增至 2 8%时稠油乳状液由油包水型转变为水包油型。加入 0 .0 5 %～ 0 .3%NaOH可使油水体积比 70 30的O W型稠油乳状液 4 0℃时的粘度降至数百mPa·s,但水相矿化度为 3.5× 10 4 mg L时则无降粘作用。质量比 1∶1的NaOH +HOT RE在加量为 0 .0 5 %～ 0 .5 %时乳化降粘效果更好 ,但当水相矿化度为 3.5× 10 4 mg L时其有效加量范围减至 0 .4 %～ 0 .6 %。加入 0 .2 %～ 0 .4 %HOT RE的 70 30的O W型稠油乳状液 4 0℃时的粘度为 6 0 0～ 2 70mPa·s,温度 5 0～ 70℃时粘度有所下降 ,水相矿化度≤ 7.0× 10 4 mg L时 4 0℃粘度大体不变。加入HOT RE形成的O W型稠油乳状液用选择适当的破乳剂不难破乳 ,脱水率可高达～ 90 %。在储层岩心流动实验中 ,与海水相比HOT RE水溶液的注入压力较低 ,从油饱和岩心中驱出的油量较多。图 5表 2参 8     

三种接枝改性EVA稠油降黏剂研究

在甲苯中以BPO引发，使马来酸酐MAH接枝于EVA上，生成接枝产物EVA．g-MAH，再分别与十八醇、N-（2-羟乙基）乙二胺、十二胺反应，生成接枝改性物EVA—g-MHA—O、EVA—g-MAH--N、EVA-g-MAH-D，用甲醇沉淀、干燥，得到油溶性稠油降黏刺。所用EVA含VA链节4．5％，VA链节、MAH、改性剂摩尔比为1：2：2。将降黏剂的煤油溶液0．4mL加入20g稠油中，在60℃测量黏度，以加等量煤油的稠油黏度为基准计算降黏率。对于分别舍沥青质19．20％和23．74％，含胶质2．34％和2．83％，舍蜡5．51％和4．31％、60℃黏度1．895和3、367Pa·s的1号和2号孤东稠油，3种接枝改性EVA在加量大于100mg／kg时的降黏率比EVA高～25％和～30％；对于1号稠油，加量200-600mg／kg时降黏率维持不变或略有上升，对于2号稠油，加量大于300或400mg／kg后降黏率下降，其中EVA和EVA—g-MAH-D下降明显。3种接枝改性EVA对1号稠油的降黏率，0剂〉N剂〉D剂，对于2号稠油则N剂≈O剂〉D剂。讨论了降黏机理。图2表1参4。     

神经网络构建稠油掺稀黏度预测模型研究

本文利用BP神经网络能够较好地在实验数据基础上建立稠油掺稀黏度预测模型,以对新疆塔河油田稠油掺入四种稀油的黏度预测为例,通过BP神经网络建立预测模型,并与四种传统基于线性回归的建模方法及进行改进的方法进行对比,结果表明：利用神经网络建立模型的最大误差为4.1%,黏度与温度、稀稠比的非线性关系能够较好拟合,对比基于线性回归方法的建模方法及其改进算法有着更高的拟合精度。     

Flow Enhancement of Medium-Viscosity Crude Oil

Abstract

This study investigated the different alternatives to enhance the flowability of crude oil with medium viscosity. These alternatives include the addition of water into crude oil to form water-in-oil emulsion, the addition of light petroleum product, the addition of flow improver, and a preheating technique. Temperature range of 10–50°C, water concentration range of 0–50% by volume, flow improver concentration range of 0–5000 ppm, and kerosene concentration range of 0–50% by volume were investigated in the flowability enhancement study of crude oil with medium viscosity. The flowability enhancement in terms of viscosity reduction was investigated using RheoStress RS100 from Haake. A cone–plate sensor was used with a cone angle of °4, cone diameter of 35 mm, and 0.137-mm gap at the cone tip. The addition of kerosene to crude oil improves the flowability much better than any other investigated technique.     

Flow Enhancement of Medium-Viscosity Crude Oil

This study investigated the different alternatives to enhance the flowability of crude oil with medium viscosity. These alternatives include the addition of water into crude oil to form water-in-oil emulsion, the addition of light petroleum product, the addition of flow improver, and a preheating technique. Temperature range of 10-50°C, water concentration range of 0-50% by volume, flow improver concentration range of 0-5000 ppm, and kerosene concentration range of 0-50% by volume were investigated in the flowability enhancement study of crude oil with medium viscosity. The flowability enhancement in terms of viscosity reduction was investigated using RheoStress RS100 from Haake. A cone-plate sensor was used with a cone angle of °4, cone diameter of 35 mm, and 0.137-mm gap at the cone tip. The addition of kerosene to crude oil improves the flowability much better than any other investigated technique.     

稠油乳化降粘输送实验研究

以大量实验为基础,研究了o/w型稠油乳状液的制备条件,筛选了2种适合草桥稠油乳化降粘的乳化剂,并在设计的实验环道上进行了纯稠油加热输送和乳化降粘输送实验。对比分析表明,稠油乳化降粘输送是一种经济、有效的稠油输送方法。