掺稀采油在塔河油田的应用研究

塔河油田是中石化在西部的主产油田,该区块具有超深、超稠等特点.针对塔河油田超深层稠油油藏的特点,在对稠油特性及深井举升工艺研究基础上,结合室内掺稀降粘评价,利用多相管流计算方法分析深井稠油掺稀降粘优化设计模型,对掺稀降粘工艺在塔河油田的应用在理论上进行了深入分析和评价.现场运用表明,掺稀降粘工艺是一种适合塔河油田超深层稠油开采的主要采油工艺和增产措施.     

随动式动态混合器掺稀混合性能研究

针对稠油掺稀过程中原混合器混合效果不佳的问题,选择满面式螺旋叶片作为混合元件,增加动力叶轮,以增强叶片对流体的剪切能力和转动频率。基于CFD仿真软件,对影响动态混合器混合效果的叶片螺距和动力叶轮两参数进行数值模拟分析,并以管内稀油体积分布情况作为评价标准,研究混合过程中混合元件几何结构的变化对混合器性能的影响规律。结果表明,叶片螺距过小将阻碍流体在管内流动,导致混合速率降低,过大则会产生流体前窜现象;动力叶轮过少则会降低元件转动频率,过多则会阻碍流体向前流动。最后将优化后的新型随动式动态混合器与原混合器混合性能进行对比,新型随动式动态混合器内稀油体积分布更为均匀,能够更好地增强稠油掺稀混合效果,有利于稠油资源的开采。     

电潜泵提液技术在LKQ稠油油藏的应用

LKQ中深层稠油油田进入高含水期后,抽油杆断脱、地层出砂现象明显增多,初期应用的空心杆泵上掺稀油降粘的井筒举升方式已无法满足油田开发和生产的要求。为了实现高速高效开发,稳定油田产量,发展了在稠油油藏中应用空心杆泵上掺稀油降粘配合潜油电泵技术。实践证明该技术有效提高采液速度,达到提液增油的目的,同时很大程度上减轻了抽油杆断脱和地层出砂对油田生产的影响,对油田稳产发挥了重要作用。     

新疆风城稠油高粘实质及其降粘方法探析

以风城稠油为研究对象,测试风城稠油的基本物性、流变性,分析对风城稠油的高粘性,对加热和掺稀降粘的原理进行了进一步的阐述,并测试了风城稠油在掺入稀油前后的粘温曲线.分析结果表明:稠油中的胶质沥青质的大分子胶束结构是稠油高粘的主要原因;通过加热法和稀释法减小稠油的大分子结构或降低大分子在油分中的浓度,能有效降低稠油粘度;风城稠油存加热或掺稀的情况下粘度下降明显.     

小洼油田稠油掺稀油生产技术研究

对掺油机理进行分析,运用工程技术的方法提出最佳配比量的确定,并从粘度、出砂、油层动用程度、生产阶段和所处环境五个方面对掺稀油进行探讨,可以为同类稠油油田掺稀油工作提供参考。确定合理的掺油比应根据油井的原油粘度、温度、含水、含砂等情况而定,在保证油井正常生产的前提下,使油井产量、泵效最高,经济效益最好。     

塔河油田超深超稠油藏采油新技术研究

塔河油田是我国发现的第一个超深超稠碳酸盐岩油藏,埋深5 350～6 600m,80%的储量为特超稠油,开发极其困难.从稠油的粘度影响因素出发,以塔河油田近10年的开发实践为基础,对目前在塔河油田广泛应用的掺稀降粘工艺的机理、实践等各个方面进行了详细分析和探讨.研究认为,常规的热采工艺不适合塔河油田,掺稀降粘、大工作制度生产、掺热稀油生产、复合接力泵工艺技术、化学降粘等都是一些行之有效的开采工艺,塔河油田的开发为我国超深超稠油藏的开采提供一个可以借鉴的开采经验.     

掺稀质量对油井产出液降粘效果的影响

利用搅拌实验装置建立了油水混合液粘度测量计算式,初步解决了含水稠油井开采中普通同轴旋转 粘度计无法准确测得油水两相混合液粘度的问题。通过室内井筒温度场模拟实验,研究了不同掺稀质量下油井产 出液的流变性。结果表明,大量增加含水井的稀油注入质量,产出液将呈现形成W/O 乳状液的趋势,其粘度变化存 在峰值;不含水稠油井的降粘率随掺稀质量的提高而增大,其值可达99%以上,温度越低降粘效果越好。     

稠油催化改质降黏实验研究

稠油催化改质是在350~400℃的稠油中加入催化剂,使其分子中的C-C键发生断裂,大分子变成小分子,稠油平均分子量降低,胶质和沥青质总含量减少,以达到大幅度降低稠油黏度、改善稠油流动性和实现稠油管道常温输送的目的。通过控制反应条件,可以抑制缩合结焦副反应。选择油酸铁作为催化剂,在较优操作条件下(油酸铁质量分数0.1%,反应温度370℃,反应时间30 min),对稠油进行催化改质降黏。改质稠油黏度由原始的21 040 mPa·s下降到336 mPa·s,降黏率为98.7%,胶质和沥青质分别减少了11.3%和20%,饱和烃和沥青质分别增加了约16.1%和15.2%。凝点从20℃下降到-5℃,平均分子量从620降至450,有利于常温管道输送。     

稠油及其组分结构参数和红外光谱的考察

将委内瑞拉稠油进行四组分的分离。通过元素分析、核磁共振等分析方法研究了委内瑞拉稠油及其组分的基本性质及结构参数,对稠油及其组分的平均结构参数进行分析计算。结果表明,委内瑞拉稠油数均相对分子质量的大小顺序是：沥青质〉胶质〉芳香分〉饱和分,沥青质的数均相对分子质量要远远大于其他3个组分的数均相对分子质量。委内瑞拉稠油的结构参数CT、HT、CA、RA、RT、RN、CN、C.I.大小顺序均为：沥青质〉胶质〉芳香分〉饱和分。委内瑞拉稠油的饱和分红外谱图在2 800～3 100cm-1和1 350～1 390cm-1出现强吸收峰,属于甲基和亚甲基的特征峰。羟基、羰基等基团的存在使委内瑞拉稠油胶质与沥青质分子之间及沥青质本身分子形成氢键。     

井下掺液旋拌工艺在稠油冷采中的应用

为解决稠油冷采中油稠进泵难和井筒举升过程中的降粘问题,井下掺液应用机械传动原理,实现原油和降粘剂在泵下均匀搅拌混合.通过调研、引进、现场试验,研究出了适合下5 1/2"套管的特稠油井实施冷采的空心螺杆泵井下掺液旋拌工艺新技术.     

超稠油掺稀降黏实验研究

随着全球对能源需求的不断增加, 轻质原油的消耗量日益增多, 而常规原油的产量逐年减少, 因此稠 油作为常规原油有效的补充资源逐渐受到人们的关注, 如何高效、 经济地输送超稠油也引起了人们的重视。利用 R S 3 0 0旋转流变仪及凝点温度计, 对某油田掺柴后的超稠油进行了黏温特性、 流变特性、 凝点及稳定性实验。实验结 果表明, 柴油的体积分数达到2 5%时, 掺柴油的超稠油凝点较低, 具有较好的流动性, 且具有较好的稳定性。当进一 步增加柴油的体积分数时, 其凝点未发生变化。     

稠油微波降黏效果实验研究

针对稠油开采和输送难度大的特点,利用微波技术进行稠油降黏实验研究。研究结果表明,原油的黏度随着微波加热温度的提高而降低,加热温度越高对稠油的流变性改善越明显,体现了微波降黏存在热效应和非热效应。微波降黏效果与水浴加热对比结果表明,当微波和水浴加热稠油到相同温度时,微波处理后稠油的流变性比水浴加热后的流变性改善更显著。同时进行了微波处理稠油后,稠油存放时间对降黏效果的影响实验研究,结果表明,应用微波技术处理稠油可改善原油的流变性,并具有时间短、效率高、节约成本等特点,而且,微波处理后,30d内稠油的黏度基本保持不变,说明微波技术在稠油开采和输送领域具有良好的应用前景。     

原油含水率测量技术综述

原油含水率是油田生产的一项重要指标,水的存在会导致油液乳化浑浊,黏度增加,设备腐蚀,造成管道运输不稳定,其检测方法主要分为离线测量和在线测量两大类。介绍国内外原油含水率的主要测量方法、测量原理及其优缺点和适用范围,为了提高原油含水率测量的准确性和稳定性,近年来还出现了利用人工智能、多传感器信息融合等新的检测技术。结合化学计量学和多传感器信息融合的原油含水率在线测量技术将是未来主要的发展趋势。     

影响稠油粘度的化学组成灰熵分析

针对稠油高粘度特性,采用灰色关联熵分析法,以MATLAB为平台分析了稠油族组成、元素组成及主要官能团与稠油粘度之间的关系,探讨了各组成因素对其粘度的影响.分析结果表明,沥青质是影响稠油粘度的最主要的因素,胶质和芳烃起着稳定沥青质,防止其聚沉的作用;而沥青质、胶质分子中的杂元素、过渡金属元素、芳香结构和烷基侧链则会影响沥青质分子之间、沥青质与胶质分子之间的缔合.分析结果与Pfeiffer提出的沥青质-胶质复合胶体体系等结论一致,证明了在稠油化学组成对粘度的影响研究中引入灰色关联熵分析法是可靠的.这对稠油处理加工将起到推动作用.     

超稠油水膜面减阻输送技术的数值模拟

超稠油水膜面减阻输送技术是能源领域的一项节能技术。超稠油运输的主要困难是因超稠油具有 较高的粘度,所以在输送过程中需要大量的能耗,提高输送成本。采用水膜面输送技术可克服这个难题。采用水膜 面输送技术时,在超稠油和管壁之间形成低粘度的环状水膜面,使高粘度的超稠油不直接与管壁接触,从而减小输 送阻力,有效降低能量消耗,节约成本。以辽河油田特石管道超稠油水膜输送现场试验数据为参考,应用计算流体 力学软件对其进行了数值模拟。模拟结果表明:超稠油水膜面减阻技术减阻效果非常明显,而且与试验数据很好地 相吻合,对实际运行具有一定的理论指导意义。     

长输热油管道运行方案的优化

对于输油计划已定的热油管道,输油能耗主要包括输油泵的动力费用和加热炉的燃料费用。在保证安全及时完成输油任务的前提下,如何使输油总能耗达到最小,对于降低企业输油成本具有非常重要的意义。以降低能耗为目的,以热力费用与动力费用之和最小为目标函数,建立了长输热油管道优化运行模型,并采用两层嵌套法来求解,即穷举出各种可能的开泵方案作为外层嵌套,将进站温度的优化作为内层嵌套。对于外层嵌套的每一种开泵方案,用动态规划法优化出内层嵌套的各站进站温度,从而计算出一个总能耗费用;遍历各种开泵方案得到不同的总能耗费用,所有能耗费用中的最小者即为最优解。根据所建模型编制了相应软件,为加热原油的长距离优化输送提供了决策依据。     

冷热原油交替顺序输送优化模型研究

冷热原油交替顺序输送总能耗费用主要包括加热炉的燃料费用和输油泵的动力费用.在保证安全输油任务的前提下,如何使输油总能耗达到最小对于降低企业输油成本具有非常重要的意义.以输油总能耗最小为目标函数,建立冷热原油交替顺序输送优化模型.模型中将顺序输送分为4个时间阶段:冷油头加热非稳态阶段、冷油不加热准稳态阶段、冷油尾加热非稳态阶段和热油加热准稳态阶段.两个准稳态输送阶段采用两层嵌套法来求解,两个非稳态阶段采用两层嵌套法和满足高凝油油头(油尾)进站温度相结合的方法优选输油方案.结合工程实际给出冷热原油交替顺序输送优选算例,研究成果可为制定冷热油交替输送经济运行方案提供依据.     

稠油化学组成对其粘度影响的灰熵分析

从稠油高粘度形成机制出发,采用灰色关联熵分析方法,以MATLAB为平台从计算化学角度探讨了稠油粘度特性与其组成、结构和性质之间的内在联系,考察了稠油化学组成和化学结构诸因素参与稠油高粘度形成过程的性质。由于对灰色关联分析法进行改进,不仅将稠油粘度与稠油组成关联起来,而且定量说明相关化学组成对稠油粘度的影响。结果表明,沥青质是影响稠油粘度的最主要因素,胶质和芳香烃起着稳定沥青质,防止其聚集分相的作用;而沥青质分子之间、沥青质与胶质分子之间的缔合与其分子中的杂原子、过渡金属、芳香结构和烷基侧链有着密切关系;沥青质分子中的极性部位(电负性部位)和配位基部位是引发沥青质分子聚沉的关键因素。有效降低沥青质分子内及分子之间的极性相互作用和配位作用,对稠油开采、集输及后加工处理将起到推动作用。     

秦京线输送冀东原油低输量运行特性研究

根据中国石油股份公司规划,针对 2008年以后秦京线输送冀东原油低输量运行需求,研究了冀东原油基本物性和流变特性,冀东原油最佳热处理温度是 60℃。筛选出针对冀东原油最佳改性效果的降凝剂,凝点降低幅度13 .5℃,降粘率86 .6%。制定了秦京线输送冀东原油 2 .8×106 t/a的运行方案。针对秦京线在低输量条件下的管道运行特性,包括热负荷能力、结蜡规律、能耗费用、最优清管方案和加剂原油流动性变化规律进行了深入研究,秦京线冬季工况下结蜡厚度最大值50 .24 mm,经济清管周期是 34 d。研究成果为秦京线 2008年以后输送冀东原油提供了安全保障和技术支持。