塔河稠油地面催化改质降黏中试研究

在中国石化西北油田分公司中型试验装置上采用中国石化石油化工科学研究院研制的催化降黏剂对塔河TH12196单井稠油的降黏作用进行了考察。结果表明：当反应温度为160 ℃、反应时间为6 h、催化降黏剂加入量（w）为1.5%时,稠油降黏率达到54.5%;催化降黏率较热降黏率高51.4百分点,且降黏后稠油中重质组分含量减少,轻质组分含量增加;在稠油催化改质处理过程中,分子中较弱的化学键发生断裂,从而使稠油分子聚集体变小,产生不可逆降黏作用。     

塔河稠油催化降黏机理研究

通过对比分析催化降黏前后塔河稠油主要性质及组成变化,并结合以十二硫醇和辛硫醚为模型化合物的催化降黏反应,探讨塔河稠油催化降黏机理。结果表明：塔河稠油经催化降黏后,降黏率可达65.8%,比热降黏率高32百分点;且降黏后重质组分减少,轻质组分增加,表观相对分子质量降低,硫含量减少;模型化合物十二硫醇和辛硫醚在催化降黏条件下发生了C-S,S-H,C-C,S-S的断裂反应。塔河稠油经催化降黏处理后黏度降低的主要原因是克服了引起胶质、沥青质团聚的氢键、配位键等弱作用力,同时部分键能较弱的化学键如C-S,C-O,C-C等发生断裂,导致稠油分子聚集体变小,从而改变稠油缔合状态,实现不可逆降黏。     

一种广谱型支状油溶性降黏剂的研制

针对稠油胶质、沥青质含量高,黏度和凝点高,给其开采和运输带来困难的情况,以丙烯酸异构酯、苯乙烯、马来酸酐为聚合单体,甲苯为溶剂,过氧化二苯甲酰为引发剂,制备了一种广谱型支状油溶性降黏剂（YGZ型油溶性降黏剂）,对制备条件进行优化,考察其对多种油品的降黏效果,并对其降黏机理进行初步分析。结果表明：YGZ型油溶性降黏剂的适宜制备条件为：共聚物单体丙烯酸异构酯、马来酸酐、苯乙烯的摩尔比为5:1:3,过氧化二苯甲酰加入量（w）1.0%,反应温度90 ℃,反应时间6 h;该降黏剂可使黏度（50 ℃）为2 106 mPa?s的伊拉克原油黏度下降70.4%;含有支链结构的异构型降黏剂的降黏效果比正构型降黏剂好;该降黏剂具有较好的广谱性,可用于多种稠油降黏。     

一种新型油溶性稠油降黏剂的制备与评价

以多乙烯多胺、1,2-二氯乙烷、十八酰氯为原料,甲苯为溶剂,通过两步法合成了一种新型的稠油油溶性降黏剂,并找出了降黏剂的最佳合成条件:n(二乙烯三胺)∶n(1,2-二氯乙烷)∶n(十八酰氯)=3∶1∶1,第一步主链反应的温度为30℃,反应时间为2h,单体浓度为55%;第二步接枝反应温度为室温,反应时间为4h,单体浓度为80%,滴加十八酰氯与甲苯的混合液,时间为120min。室内研究表明:在温度为50℃时,降黏剂的加入量为稠油质量的1%,对塔河32#稠油具有43%的降黏率。     

稠油油溶性降黏剂结构与性能的关系

研究了塔河稠油沥青质含量与稠油粘度的关系。根据稠油中沥青质含量较高且极性较强,粘度主要是由沥青质聚集体引起的研究结果,针对超稠油特性研制了极性聚合物作为油溶性降黏剂主剂,表面活性剂作为助剂的复合配方。通过调控主剂分子结构中极性基团的比例来改变其极性的强弱,通过选择助剂适合的烷基碳链长度、芳香环数以及支化甲基数,达到协同增效的目的。结果表明:当主剂极性大小适当,助剂结构适当时具有协同增效作用。复合降粘剂对塔河十区、十二区稠油降黏效果显著,加剂量质量分数0.5%时,降黏率大于30%,节约稀油率约35%。     

油溶性枝型稠油降粘剂的合成与性能评价

针对目前油溶性稠油降粘剂存在的选择性强和降粘效果差等问题,研制了一种油溶性枝型稠油降粘剂,该降粘剂分子结构中含有极性基团和烷基。极性基团可以降低稠油中胶质和沥青质的氢键作用,烷基可以增加油溶性枝型稠油降粘剂的溶解能力,从而提高其降粘效果。油溶性枝型稠油降粘剂通过2步法合成得到,通过对其合成条件的讨论发现,该油溶性枝型稠油降粘剂的最佳合成条件为:乙二醇、环氧氯丙烷和十八酰氯的摩尔分数之比为4∶4∶1.5;第1步主链反应温度为110℃,反应时间为8h,促进剂N的质量分数为1.4%;第2步接枝反应温度为110℃,反应时间为14h。研制的油溶性枝型稠油降粘剂降粘率可达49%;红外光谱对其结构的表征结果显示,其结构与设计结构一致。     

Investigation of non-Newtonian flow characterization and rheology of heavy crude oil

The heavy crude oil exhibits a non-Newtonian shear thinning behavior over the examined shear rate. The viscosity of the heavy crude oil decreases about 15.6% when the temperature increased from 30 to 60°C. Heavy crude oil was blended with the aqueous solution of surfactant and saline water in different volumetric proportions of NaCl, and Na₂CO₃ solution mixtures. The addition of 50% of the mixture to the heavy crude oil causes a strong reduction in the viscosity, about 67.5% at 60°C. The heavy crude oil fits the Power law model since it has the lowest average absolute percent error of 0.0291. The flow behavior index of the heavy crude oil reaches a value of 0.9305 at a temperature of 30°C and it increases to 0.9373 when the temperature raises 60°C, while the consistence coefficient decreases from 2.8811 to 2.3558.     

Effect of reaction temperature and hydrogen donor on the Ni0@graphene-catalyzed viscosity reduction of extra heavy crude oil

Ni⁰@graphene nanocomposites were prepared via a solvothermal method and used as the catalysts for the viscosity reduction of extra heavy crude oil. Higher graphene content in Ni⁰@graphene nanocomposite has an adverse effect on its catalytic activity. The addition of tetralin and higher reaction temperature can obviously promote the catalytic activity. The catalyst accompanied by hydrogen donor can attain a viscosity reduction rate of 84.3% after the catalytic reaction under 280°C for 24 h and reduce the viscosity of crude oil from 174,219 to 27,352 mPa s (measured at 50°C).     

塔河油田两种主要稠油井筒降粘技术的分析与评价

对塔河油田不同稠油降粘举升工艺适应性分析结果表明,掺稀油和化学降粘两种稠油井筒降粘技术适用于塔河油田6区稠油井的开采。简要介绍了两种降粘技术原理,实验室和油井使用结果表明,掺稀油技术适用于稠油粘度大于50000mPa·S、油井含水低于20％的自喷井,在稀油与稠油体积比l：2至1：1时,降粘率达90％以上;化学降粘技术选择的乳化降粘剂XS-2具有抗盐性强、使用温度范围宽的特点,在油水体积比7：3、温度60℃、XS-2用量1．0kg／t原油条件下,T433油井稠油粘度由3156mPa·s降低至345mPa·s。     

稠油冷采降黏剂分散机理与驱替实验评价

高效分散降黏剂是稠油冷采的关键,不仅具有静态洗油能力,而且能够扩散进入稠油胶质与沥青质之间,具有打散稠油结构的作用.在微观降黏机理研究的基础上,开展了L-A型稠油冷采吞吐降黏剂静态洗油、微观驱油、单砂层驱油和双层合采与分采驱油实验.L-A型降黏剂在稠油冷采中具有很好的使用效果,其主要机理为降黏剂分子间能形成很强的氢键,...     

纳米聚（二乙烯苯-甲基丙烯酸十八酯）降黏剂的合成及其降黏效果

采用乳液聚合及酯交换方法合成了纳米聚(二乙烯苯-甲基丙烯酸十八酯)油溶性降黏剂。采用傅里叶变换红外光谱和透射电子显微镜对其进行表征,并测定其对大庆稠油和胜利稠油的降黏效果。结果表明,该合成聚合物为粒径165 nm左右的纳米小球。在温度40℃、最佳加入量条件下,该降黏剂对大庆稠油的表观降黏率为72.92%,净降黏率为49.91%;对胜利稠油的表观降黏率为80.29%,净降黏率为48.54%,均优于市售乙烯-乙酸乙烯酯共聚物降黏剂。该降黏剂是一种降黏效果较好的通用型降黏剂。     

油溶性ASM稠油降粘剂的研究

针对高粘原油的特性，合成了一种丙烯酸酯—苯乙烯—马来酸酐三元共聚物(ASM)油溶性稠油降粘剂，确定了最佳反应条件，并对降粘性、粘温性，以及与表面活性剂复配后的降粘性进行研究。结果表明，ASM的降粘效果明显，具有较好的开发应用前景。     

一种新型原油降黏剂的合成及降黏机理研究

为了降低原油黏度,提高其采收率,结合原油组分的特征,以苯乙烯、马来酸酐和壬基酚聚氧乙烯醚3种单体分两步合成了新型油溶性原油降黏剂SMN。考察SMN对胜利高黏度原油的降黏效果,发现该原油降黏率最高可以达到68.5%。通过机理探究推测SMN中的苯环、羧基和酯基等极性较大的基团可以通过氢键作用和π-π堆积进入到沥青质片层中,而分子中具有较大位阻的乙氧基能够阻止沥青质聚集,从而分散原油中的重组分,降低原油的黏度。     

特稠原油用新型降粘剂的研究

合成了新型大分子油溶性降粘剂EP系列,加入2 g/L EP-12的辽河特稠(冷东3~#)原油,50℃的降粘率可达87.0％。以收率为指标优化EP降粘剂,较佳的合成工艺条件是:脂肪酸碳链长度为12个碳原子,酸醇摩尔比为1.2:1,催化剂用量为5％,反应时间为16 h,收率为98.0％。初步探讨了降粘剂的组成结构及降粘剂的碳链长度对降粘性能的影响。     

塔河油田油溶性降黏剂的制备

以丙烯酸高碳醇酯苯乙烯共聚物、丙酮、无规聚醚、乙二醇、有机溶剂为原料,制备了适用于塔河油田的降黏剂,确定了降黏剂最佳配方:m(丙烯酸高碳醇酯苯乙烯共聚物)∶m(丙酮)∶m(无规聚醚)∶m(乙二醇)∶m(有机溶剂)=17∶7∶15∶8∶53,并评价了其降黏效果。现场应用结果表明,塔河油田使用降黏剂开采稠油,平均产油量35.1 t/d,平均节约稀油量21.5 t/d。     

两亲性降黏剂合成及性能评价

稠油降黏冷采是一种重要的稠油开采方式,研究合成了两亲性聚合物降黏剂L–A,并利用乌氏黏度仪、电导率仪等对L–A剂进行性能评价,与非离子型降黏剂烷基酚聚氧乙烯醚OP–10和吐温–80、阴离子型降黏剂石油磺酸盐(WPS)和烷基硫酸钠(SDS)相比,L–A剂耐温降黏效果良好,耐温120℃.室内物模驱油实验结果表明,相比单一水...     

河南油田稠油氧化催化降黏剂的研制和评价

针对河南油田稠油特点,确定了氧化催化降黏剂最佳配方:氧化剂PY加量1.0%,催化剂CX-2加量2.0%,质子供体PN加量1.0%。将其添加至原油中,在温度100℃下反应16 h后,加碱中和,最佳碱加量为0.3%～1.5%,降黏后原油黏度≤500 mPa.s,降黏率可达98%以上。     

南海原油胶质、沥青质结构表征及原油降黏研究

南海原油储量丰富,其开发利用具有重要的经济价值和战略意义。从南海原油中分离出胶质和正庚烷沥青质并对其进行表征,合成了含氮长链聚合物型降黏剂,同时考察了合成降黏剂对南海原油的降黏效果。结果表明：南海原油属高胶质、高沥青质原油,胶质和沥青质容易形成缔合结构是其黏度较高的主要原因;胶质和沥青质分子具有由烷基链连接起来的含有侧链的芳香片结构,且含有形成氢键的极性基团,胶质和沥青质的平均相对分子质量分别为760和1 129;构建的南海原油胶质和沥青质平均分子结构式参数与表征结果吻合;添加1 000 μg/g降黏剂的南海原油在15 ℃和40 ℃下的降黏率分别为44.2%和40.2%,屈服应力值从1 070 Pa降至563 Pa,降黏效果显著。     

塔河油田超深井井筒掺稀降粘技术研究

基于热量传递原理和两相流动理论,建立了井筒掺稀油降粘工艺中产液沿井筒流动与传热的热力学模型。计算了产液沿井筒的温度分布和压力分布,同时进行了不同掺稀条件下降粘的室内实验。运用该模型结合实验结果对塔河油田稠油井掺稀降粘效果进行了计算,分析了不同工艺参数对掺稀降粘效果的影响。结果表明,井筒掺稀油降粘工艺适合于含水率低于20%的油井,开式掺稀油反循环比开式掺稀油正循环生产更有利于提高降粘效果,塔河油田井筒掺稀降粘合理的掺稀比率为1:2至1:1。     

The use of a tartaric–Co(II) complex in the catalytic aquathermolysis of heavy oil

A tartaric–Co(II) complex was synthesized and then used in aquathermolysis of heavy oil as a catalyst at relatively low temperature, 180°C. The effects of water amount and catalyst concentration on aquathermolysis were investigated in this work. The crude oil before and after aquathermolysis was fully characterized, and the mechanism of viscosity reduction was discussed at last. The results show that heavy oil can undergo aquathermolysis in the present of water and the tartaric–Co(II) complex at low temperature. Besides, the catalytic aquathermolysis could not only decrease the viscosity of heavy oil, but also remove some heteroatoms, finally making the flow properties better and the quality upgraded.