中国石油开题攻关稠油大分子降黏剂

<正>据《石油商报》(记者王巧然)报道,中国石油正着手研制具有降低稠油黏度又可增加驱替液黏度两种功能的大分子降黏剂。这是记者3月中旬从中国石油股份公司科技管理部召开的"十三五"重大科技项目开题设计专家论证会上获得的信息。中国石油在新疆、辽河、大港和吐哈等油田拥有丰富的稠油资源。稠油开发方法包括热采和水驱,其中水驱普通稠油储量占稠油总储量30.1%,产量逐年增加。由于稠油黏度较大及油藏非均质性严重,普通稠油水驱进入高含水、     

轮古15井区含水稠油流变性实验研究

轮古15井区已进入中高含水期,含水稠油的流变性将对降黏举升工艺产生重大影响。通过室内实验,测定了含水稠油在不同温度及剪切速率条件下的剪切应力及黏度,研究了含水率、温度、剪切速率等因素对稠油流变性的影响。研究结果表明,稠油黏度随含水率增大而明显减小,但在高含水率情况下仍需要降黏才能开采;不同含水稠油的流变特性均可用幂律模型加以描述,因此可以用幂律模型对不同产量的稠油井进行不同含水率情况下的黏度计算及预测。     

稠油空心杆电加热井井筒温度场数值模拟

随着石油开采和钻井技术水平的提高,高黏度、高凝固点原油的开采比例越来越大,稠油的高黏度给原油开采带来很多困难,采用空心杆电加热井是一种非常有效的降黏方法。为了经济、高效开采稠油并合理设计电加热参数,井筒温度场预测至关重要,根据传热学原理,建立了稠油有杆泵电加热井的井筒温度场预测模型。用有限差分法求解数学模型,并通过实例井计算分析,为稠油有杆泵电加热井生产方案设计提供了科学依据。     

稠油粘度与化学组成的关系

 测定了辽河油田、胜利油田、大港油田、大庆油田、渤海油田、中原油田、吐哈油田的25个不同黏度的稠油和油砂抽提物的黏度,并采用柱色谱法定量分析了它们的化学族组成,研究稠油黏度和其各化学组分之间的关系,提出了稠油黏度指标(Iv)概念。结果表明,稠油的黏度随非烃组分含量的增加而呈指数函数升高,即非烃组分对稠油黏度作正贡献,在相同含量下,贡献大小顺序依次是酸性非烃、沥青质、高极性非烃、中性非烃。稠油的黏度随饱和烃和芳烃组分含量的增加而呈指数函数降低,即饱和烃和芳烃组分对黏度作负贡献。稠油的黏度是其各化学组分共同贡献并相互作用的结果, 黏度指标(Iv)与稠油黏度之间具有良好的数学相关关系。     

沥青质对稠油黏度的影响

选用新疆地区的6种高黏稠油为主要研究对象,测定各稠油的性质并配制不同沥青质含量的同源调合稠油、异源调合稠油,利用黏度法考察沥青质含量对稠油黏度的影响。结果表明：无论是同源调合稠油还是异源调合稠油,随着沥青质添加量的增加,稠油黏度均呈增大的趋势,且在沥青质添加量达到一定值时黏度出现突变;相同温度、相同沥青质含量下,四氢呋喃处理过的稠油黏度比甲苯处理过的稠油黏度要大,且增加幅度较甲苯处理过的要大。     

稠油

1概述稠油,顾名思义,是一种比较粘稠的石油。一般定义为地层条件下原油粘度大于50mPa·s或地面脱气原油粘度大于100mPa·s的原油。因其粘度高,密度大,国外一般都称之为重油,我们习惯称之为稠油,这是相对稀油而命名的。稠油和稀油的直观对比,我们可以看到稀油像水一样流动,而稠油却很难流动,这是由于其胶质、沥青质含量高,轻质馏分少,在油层     

稠油高黏因素的初步研究

分析了华北稠油、委内瑞拉稠油、轮古159稠油和新疆稠油4种稠油的密度、蜡含量、元素分布、酸值、数均相对分子质量和四组分分布等性质,并通过核磁共振H谱、电化学法、相对黏度法和表面张力法测定了4种稠油沥青质的结构、极性、缔合度和临界胶束浓度,并将上述性质与4种稠油的黏度进行了关联。研究表明,4种稠油的黏度:华北稠油<委内瑞拉稠油<轮古159稠油<新疆稠油,稠油密度、蜡含量、数均相对分子质量、结构、沥青质极性等性质与稠油黏度无直接联系,而稠油沥青质含量和沥青质缔合性大小顺序与稠油黏度大小顺序一致,稠油沥青质含量越高、沥青质缔合度越大、沥青质临界胶束浓度越小,稠油黏度越大。实验结果表明,稠油中沥青质的含量和沥青质的缔合性是影响稠油黏度的重要因素。     

稠油注蒸汽热采的替代技术探讨

我国的稠油资源分布广泛,陆上稠油约占总资源的20%,目前已在12个盆地发现了70多个稠油油田。随着稠油探明储量和开采量的增加,如何降低稠油开发成本并提高最终采收率成为石油工业长期面临的重大课题。稠油黏度高、密度大、胶质沥青质含量高,这些特点决定了稠油难于用常规方法进行开采。稠油开采主要通过降低黏度实现。本文作者介绍了几种常用的稠油开采技术及这些技术的不足之处,并以此为基础提出了利用地热降黏和井底炼油的观点。     

稠油黏度与化学组成的关系

测定了辽河油田、胜利油田、大港油田、大庆油田、渤海油田、中原油田、吐哈油田的25个不同黏度的稠油和油砂抽提物的黏度,并采用柱色谱法定量分析了它们的化学族组成,研究稠油黏度和其各化学组分之间的关系,提出了稠油黏度指标(Iv)概念。结果表明,稠油的黏度随非烃组分含量的增加而呈指数函数升高,即非烃组分对稠油黏度作正贡献,在相同含量下,贡献大小顺序依次是酸性非烃、沥青质、高极性非烃、中性非烃。稠油的黏度随饱和烃和芳烃组分含量的增加而呈指数函数降低,即饱和烃和芳烃组分对黏度作负贡献。稠油的黏度是其各化学组分共同贡献并相互作用的结果, 黏度指标(Iv)与稠油黏度之间具有良好的数学相关关系。     

胜利油田稠油黏度与其组分性质的关系研究

选取黏度分别属于普通稠油、特稠油、超稠油、特超稠油的GD排15-0、GD排13-10、单56-16-10、56-9-11、单113-P1、郑411系列、坨826系列等13个胜利油田稠油样品,利用液相色谱法将其分离成饱和分、芳香分、胶质、沥青质四个组分;采用VPO法分别测定各组分的平均相对分子质量;采用元素分析仪和原子吸收光谱仪测定其元素组成与金属含量.研究结果表明,沥青质含量是影响稠油黏度的主要因素,胶质含量对原油黏度也有重要影响,稠油黏度随胶质、沥青质总量增大而增加;胶质沥青质组分的高相对分子质量是其影响体系黏度的主要原因;组分杂原子含量和金属元素含量对稠油黏度均有一定影响.     

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。     

塔河油田稠油集输工艺现状及攻关方向

稠油黏度高、密度大、流动性差等特点给地面集输与处理带来挑战。介绍了国内外稠油集输工艺现状,当前热点的稠油集输工艺,以及中国石化塔河油田稠油集输处理工艺现状。目前,塔河油田稠油集输处理工艺为"混、输、掺"集中掺稀释剂模式;实现超稠油密闭集输;系统应用橇装化设备。针对塔河油田当前面临的稠油更"稠",稀油资源越来越缺乏,地面系统适应性降低,腐蚀问题日益严重的形势,通过研究,认为塔河油田需要加强超稠油藏开发地面关键技术攻关;超稠油乳化降黏和低黏液环输送工艺研究;高效超稠原油脱水技术的研究;高H2S、高CO2、高地层水矿化度、低p H值腐蚀环境地面防腐技术研究等工作。     

春光油田稠油流体特性研究

春光油田稠油黏度高、流体特性复杂,开采和输送难度大,为有效开发春光稠油,实验研究了温度、含水率等因素对春光稠油流体性质、屈服值的影响,结果表明,当含水率小于40%时,该类稠油的黏度随着含水率的增加而大幅上升,符合Richarson经验公式;含水率对春光稠油的流体类型无显著影响,流变性质均呈现牛顿流体特性;在60℃温度下,稠油呈现一定的剪切变稀的非牛顿流体特性;在70℃~90℃时,稠油黏度基本不受剪切速率的变化影响,呈现牛顿流体特性。春光稠油的屈服值随温度升高而急剧下降,较高的温度是保证原油在地层和井筒中流动性的关键因素。     

稠油流变性及启动压力梯度的实验研究

针对无水稠油的流动特征,基于流体力学基本理论,建立了合理的无水稠油流动特性物理评价模型—细管模型,测量了不同黏度稠油的流变性;建立了对应不同黏度稠油的流变模式和本构方程;确定了塑性黏度与启动压力梯度的关系式;分析了管径、黏度对稠油流变性的影响规律。结果表明,无水稠油的流变模式呈宾汉流体特征,其塑性黏度与启动压力梯度关系以对数形式相关性最好,无水稠油的流动特征与管径、黏度因素关系显著。     

高含水稠油预分离用分离器水力特性研究

高含水稠油采出液使水处理工作量不断增大,传统水处理设备对于稠油预分离效率低,这导致油田生产成本急剧增长。为此,开发了导叶型轴向入口式分离器。对导叶型轴向入口式分离器内高含水稠油两相湍流进行数值模拟,得到了水力旋流器内两相流场的速度分布和压力分布特征,并且研究了稠油黏度对分离性能的影响。研究结果表明:当稠油黏度由50 mPa·s增长到750 mPa·s时,分离效率降低7.51%,降幅为8.40%,压降损失仅增长0.064 MPa。导叶型轴向入口式分离器对于黏度的敏感度很小,适用范围更广,对于稠油的地面集输工程具有重要意义。     

青海油田高蜡稠油降黏剂研究

针对青海油田稠油凝固点高、易堵塞管线的问题,分析了稠油族组成,考察了温度和加碱量对稠油黏度的影响,评价了高碳醇酯类聚合物、表面活性剂以及溶剂对稠油的降凝和降黏效果,并与碱复合测试了其对稠油黏度的影响。实验结果表明,温度的升高、碱的加入均可降低稠油黏度,复配降黏剂的质量浓度为600 mg/L时,稠油黏度降至94 m Pa·s,降黏率达85.3%。     

注有机极性气体开采稠油技术

针对储层薄、埋藏深的稠油油藏开发难度大及开采成本高的问题,在注溶剂萃取稠油技术（VAPEX）的基础上,提出向稠油油藏注入一种低饱和蒸汽压的有机极性气体PE提高采收率的采油技术。利用相态观察及黏度测定两种方法研究了该气体与稠油在气态和液态两种情况下的降黏效果。另外,还对比了该气体与VAPEX中常用烃类气体LPG对稠油降黏及萃取效果。实验结果表明:该气体在原油中具有很好的溶解性,能大幅度降低原油黏度;和LPG与稠油作用不同,该有机气体在液态状态下能大量分散稠油中的沥青,形成一种低密度低黏度混合相。现场应用表明注入该气体的措施井增产效果明显,因此,该注气技术可适用于一些埋藏深、油层薄、渗透性差和黏度高的稠油油藏。     

空心杆电加热在泉241断块稠油开发中的应用

泉241断块稠油油藏原油具有的"三高"(即密度高、胶质沥青质高、黏度高)特点,已严重制约着油井正常生产。为此,采用空心杆电加热技术,通过持续提高油管内原油温度,实现降低原油黏度,增强原油自由流动性,有效保障了油井的正常生产。截止目前,断块稠油井累计产油1.69×10~4t,取得良好经济效益。     

特超稠油黏度的影响因素研究

为推动稠油降黏技术的发展,获得稠油黏度的控制因素,以塔河、轮古油田的15 个稠油样为研究对象,考察了稠油的黏温关系,进行了饱和分、芳香分、胶质、沥青质（SARA）四组分分离和元素组成分析并将其与黏度进行关联分析,研究了水热催化裂解法对稠油的降黏作用效果。研究结果表明,稠油中存在结构黏度,黏温关系较好地符合Arrhenius 方程。稠油黏度与组成有关,随稠油中饱和分、芳香分、胶质含量增加,稠油黏度降低;随沥青质含量增多,稠油黏度呈近似指数关系升高;随胶体稳定性参数（胶质/沥青质量比）增大,稠油黏度降低并呈近似指数关系;稠油黏度与N、Ni 含量正相关,与S、V含量关系不明显;氢碳原子比越小、芳碳率越高,稠油黏度越大。对LG-01 稠油进行水热裂解降黏实验结果表明,反应后油样的黏度变化与组成变化相对应,在80℃的黏度由反应前的34965 mPa·s 变为12165～295858 mPa·s,水热反应后对应的沥青质含量为21.50%～29.22%,胶体稳定性参数为1.19～0.63,氢碳原子比依次降低,杂原子S、N含量依次增加。图12 表3参16     

稠油油藏化学驱原油黏度界限数值模拟研究——以胜利油田孤岛东区普通稠油油藏为例

稠油油藏常规注水开发主要面临原油黏度高、储层非均质性强、采收率低等问题。以孤岛油田东区南15-5#站普通稠油油藏化学驱效果为基础,针对胜利油区不同原油黏度油藏条件,与矿场实际动态相结合,建立了化学驱油藏数值模拟模型;通过收集不同原油黏度油藏的高压物性、相渗曲线等开发试验数据,研究不同原油黏度对水驱、化学驱开发效果及注采能力的影响;考虑提高采收率和经济性两方面指标,初步确定适合化学驱的稠油油藏的地下原油黏度界限为500 mPa·s。在合适原油黏度条件下,应用化学驱技术可以提高稠油油藏原油采收率。