水热裂解开采稠油技术

水热裂解降粘开采稠油技术，是在注入蒸汽的条件下，借助于稠油与蒸汽之间发生的化学反应，降低稠油的粘度。从而达到井下降粘开采稠油的目的。从水热裂解反应、催化水热裂解反应、水热裂解反应影响因素、开采技术的可行性以及催化水热裂解反应机理等方面介绍了稠油水热裂解开采技术的研究进展，发现反应时间、反应温度、催化剂、催化剂加量、油层矿物等都影响稠油水热裂解反应；稠油水热裂解开采技术在理论上、油层催化裂化和催化剂选择的广泛性上都是可行的。对该技术的发展进行了探讨，认为水热裂解开采稠油技术具有广泛的发展前景，是未来开采稠油油藏的主要技术之一，指出当前水热裂解开采稠油技术的主要研究方向是研究高温水的特性及其作用以及合适的催化剂．并且设计合理的现场实施技术和工艺。     

用镍合物和石油磺酸盐强化稠油降粘

稠油占我国石油总储量的15％，粘度高给开采、集输和加工带来很大困难。研制能在较低温度下催化水热裂解反应的油溶性高效催化剂，同时又能将高、中和低分子量的原油混合成为均匀一相的体系具有重要的实际意义。近年来研究开发出的水热裂解新技术在室内和现场都取得了较为理想的效果。该技术是通过向油层加入适当的催化剂，使稠油在水热条件下实现部分催化裂解，不可逆地降低重质组分含量或改变其分子结构，从而降低稠油粘度。     

化学剂强化稠油水热裂解降黏研究进展

介绍了稠油水热裂解反应及其机理。基于反应机理讨论了化学剂对稠油水热裂解降黏的强化作用，并从催化剂、供氢体、助剂等方面综述了国内外关于用化学剂强化稠油水热裂解降黏的研究情况。指出了用化学剂强化稠油水热裂解降黏的研究方向:以具体油藏矿物和稠油为基础，研发价格低、活性高、选择性高、反应条件宽的稠油水热裂解反应催化剂；寻找供氢效果好、来源广、可工业化应用的供氢体；优选合适的助剂，如表面活性剂，发挥乳化降黏等协同作用；与油藏堵水调剖技术相结合，充分发挥外加化学剂的作用。     

稠油水热裂解催化降粘的室内研究

研制和合成一种新型水热裂解催化剂,并将其用于新疆油田稠油的水热催化裂解降粘反应,应用柱层析法对反应前后稠油的族组成进行了测定,研究结果表明：新型稠油水热裂解催化剂可以使新疆油田稠油在反应温度为200℃,催化剂用量0.4%时,粘度降低达到91.1%,并有8.94%的重质组分裂解为轻质组分。使用气相色谱仪对反应前后的饱和烃...     

水热裂解反应对稠油粘度影响的实验研究

蒸汽吞吐是目前开采稠油的主要方法,在吞吐过程中蒸汽与稠油在高温下发生的水热裂解反应能够达到使稠油就地改质的目的。通过对辽河稠油样品进行实验,考察了在不同反应条件下,水裂解反应对稠油粘度的影响。结果表明:当无催化剂存在时,辽河稠油发生水热裂解反应的条件是:加入水量30%、反应温度大于等于200℃、反应时间大于等于36小时,经水热裂解反应,稠油的粘度可以降低28%以上;当有催化剂存在时,加入水量30%、催化剂加量0.05%、反应温度大于180℃、反应时间大于等于24小时,稠油的粘度可以降低82.4%以上。上述结果说明催化剂的存在,加速了稠油的水热裂解反应,从而大幅度降低了稠油粘度。     

地下水热催化裂化降粘开采稠油新技术研究

针对辽河油田的3种稠油,筛选陋一种合适的水热裂解催化剂（过渡金属盐）,确定了水热裂解的最佳条件,在0．2％该催化剂顾在下,3种稠油样在240℃经水热裂解反应24h后,50℃粘度分别下降89．9％－77．7％,饱和烃和芳香烃含量大幅上升,胶质,沥青质含量下降,烃碳数分布移向低碳数方向,产生大量气体和少量固体,在辽河油田曙光采油3口蒸汽吞吐井进行的地下稠油催化剂水热裂解降粘开采现场试验获得成功,采出的稠油粘度大同度降低。     

孤岛稠油水热裂解影响因素的试验研究

稠油具有高黏度和高凝固点特性,目前国内外对稠油开采一般采用注蒸汽热力采油法。研究了注蒸汽开采稠油中的水热裂解反应及稠油的降黏机理,分别考察了反应温度、油水体积比、油层矿物等因素对稠油水热裂解的影响,重点研究了水热裂解产生H2S的规律,为热采工艺优化和H2S的防治提供参考数据。     

注蒸汽条件下稠油催化改质降黏实验研究

以自制的油溶性有机镍盐作为催化剂进行稠油水热裂解反应.考察了催化剂加量、反应温度、反应时间和加水量对催化水热裂解反应前后稠油黏度、族组成的影响.催化水热裂解反应的最佳条件为:反应温度240℃,反应时问24 h,加水量30％,催化剂质量分数0.1％.对反应前后稠油的元素分析结果表明,与水热裂解反应相比,加入催化剂后的稠油黏度由11000 mPa·s降至3414 mPa·s,沥青质、胶质含量分别降低1.7％、1.6％,芳香分、饱和分含量分别增加0.8％、2.5％,稠油中C含量降低,H含量增加,H、C原子数比提高,而杂原子与C的原子数比降低.图4表6参8     

稠油的甲酸供氢催化水热裂解改质实验研究

在0.3升高温高压反应釜中,以甲酸为供氢体、以油溶性有机镍盐为催化剂,研究了辽河稠油的水热裂解反应,考察了水热裂解前后稠油的黏度、族组成及硫含量变化.所用催化剂为绿色黏稠液体,nD(25℃)=1.4737,由环烷酸和硫酸镍制成,介绍了制备方法.所用稠油黏度的温敏性强,50℃、44.11/s黏度为3716 mPa·s.水热裂解反应条件如下:油水质量比4∶1,催化剂加量以稠油质量计为0.1%,反应温度280℃,时间24 h,初始充氮压力8.1MPa.催化水热裂解的降黏率为64.69%,使饱和烃、芳香烃由24.32%、36.89%增至26.12%、38.08%,使胶质、沥青质及硫含量由30.27%、8.52%及0.5650%减至28.27%、7.53%及0.3365%;加入1%～7%甲酸使降黏率增至69.16%～87.02%,使饱和烃、芳香烃增至27.73%～31.12%、39.68%～41.26%,使胶质、沥青质及硫含量减至26.29%～24.12%、6.66%～3.50%及0.3095%～0.0742%.红外光谱分析结果表明,稠油组分在供氢催化水热裂解中发生了脱羧反应且芳环数减少.讨论了甲酸作为供氢体在稠油催化水热裂解中的作用及其机理.图4表2参8.     

油层矿物对蒸汽作用下稠油组成与粘度变化的影响

实验考察了辽河田曙光采油厂的两种稠油在有和无油层岩心存在时水热裂解反应产物的差别,裂解反应温度240℃,反应时间24小时,油层岩心岩石矿和粘土矿物组成已知,作为对照,还考察了相同条件下的热裂解反应产物。实验结果表明该油层矿物对低含硫稠油的水热裂解有催化作用,与单纯水热裂解结果相比,有油层矿物参与的水热裂解使两种稠油的饱和烃芳香烃组分含量增加,胶质,沥青质组分含量减少,稠油平均相对分子质量略有下降,沥青质组分的平均相对分子质量有较大幅度下降,气体（H2,C1－C3烷烃,CO2及H2S）生成量增加,两种稠油的粘度（初始值88．5和124．3Pa.s)在水热裂解后分别下降13．4％和10．6％,在油层矿物参与下水热裂解后则分别下降25．6％和23．4％,这一实验研究结果有助于研制高效的稠油水热裂解催化剂。     

稠油水热催化改质降黏催化剂研究进展

稠油水热催化改质降黏开采技术是一项极具潜力的稠油开采新技术。在介绍稠油水热催化改质降黏开采重要性和必要性的基础上,综述了稠油水热催化改质降黏催化剂的研究进展,并对稠油水热催化改质降黏方法和催化剂的发展趋势进行了分析。稠油水热催化改质降黏催化剂的发展方向是开发高活性的催化剂体系,使稠油在更为温和条件下即能发生水热催化改质反应;将水热催化剂与其它降黏方法配合使用,开发复合型、集成型降黏工艺,发挥多种降黏手段的协同作用。     

利用供氢体对稠油进行水热裂解催化改质的研究进展

基于对稠油水热裂解反应机理的分析,讨论了供氢体改质稠油的机理,综述了国内外利用供氢体对稠油进行改质研究的思路及其进展,介绍了无机、有机供氢体,并对其优缺点进行了评述。指出了高芳烃重质石油馏分及异丙醇等醇类作为经济型供氢体的可行性。稠油井下水热裂解改质技术的关键之一是寻找供氢效果更好、来源广泛、适宜的工业用供氢体。表1参42。     

Aquathermolysis of heavy oil in reservoir conditions with the use of oil-soluble catalysts: part I – changes in composition of saturated hydrocarbons

Abstract

This paper is devoted to the study of aquathermolysis processes of heavy oil produced by CSS technology on Boca de Jaruco oil field. Various catalysts based on cobalt, nickel, iron and copper were used for intensification of in-situ upgrading processes of heavy oil. The first paper in series is presented results of transformation of crude oil and its saturate fraction after thermal treatment with and without catalysts by SARA analysis, MALDI mass-spectrometry, FTIR-spectroscopy and gas chromatography. It is revealed, that catalysts provide more deep conversion of asphaltenes and resins into lighter hydrocarbons. Particularly, for the given heavy oil, catalysts based on iron and nickel organic salts are more effective to reduce the content of high molecular weight components (asphaltenes). Saturates fraction after thermal treatment in presence of the catalysts is enriched with lighter alkanes in comparison to the crude oil treated without catalysts. Obtained results show that crude oil recovered by catalytic aquathermolysis processes will be better quality than the original oil in the place.     

辽河稠油水热裂解催化及化学强化降黏研究

为确保稠油就地水热裂解降黏技术更好地实施,选取辽河油田齐40、齐108和杜32区块为研究目标,以油藏矿物、硫酸镍、环烷酸镍和甲酸供氢剂为催化体系,开展了对油藏矿物地质催化性能及其与外加化学剂协同催化作用的实验研究。实验结果表明,油藏矿物可催化稠油水热裂解反应,并可与催化剂协同催化稠油水热裂解。矿物组成不同,其协同效果不同。油砂矿物存在时,环烷酸镍与硫酸镍结合使用后的催化效果更强,并可节省环烷酸镍用量。甲酸供氢剂的加入可进一步强化稠油水热裂解反应。     

稠油水热裂解反应催化剂适应性研究

以辽河油田的稠油为原料,环烷酸钴、环烷酸镍、柠檬酸钴或柠檬酸镍为催化剂,研究了稠油水热裂解反应催化剂在地层中的适应性。结果表明,催化剂与地层水的配伍性良好,不会对地层造成伤害。以柠檬酸钴为催化剂,稠油催化改质的反应条件为:温度240℃,时间24 h,稠油100 g,地层水30 g,催化剂摩尔浓度9×10-3mol/L;在此条件下,稠油降黏率最高(达到66.82%)。外加催化剂与油藏矿物具有协同效应,催化剂的加入能够强化矿物催化的稠油水热裂解反应。     

井下裂解提高稠油油藏蒸汽吞吐采收率

开展了井下裂解就地改质稠油,提高稠油油藏蒸汽吞吐采收率的室内模拟实验和矿场应用试验。研究表明,油藏矿物可催化稠油水热裂解反应,其中黏土矿物的催化效果优于其他矿物,可使稠油黏度降低30%以上,黏土矿物含量越高,越有利于水热裂解反应;注入催化剂硫酸镍和供氢剂四氢萘溶液段塞后,蒸汽吞吐最终采收率大幅度提高,比单纯蒸汽吞吐提高8.8%,产出油降黏率增加51.7%,饱和烃、芳香烃含量分别增加38.0 mg/g 和26.3 mg/g,胶质、沥青质含量分别降低41.9 mg/g 和41.1 mg/g. 矿场试验结果表明,井下裂解就地改质稠油技术可延长蒸汽吞吐周期生产时间、提高日产油量、提高油汽比和回采水率,较大程度地改善蒸汽吞吐开发效果。     

低硫超稠油水热裂解反应的研究

研究了反应温度、反应时间、加水量对辽河曙一区超稠油水热裂解反应的影响。结果表明，随反应温度、反应时间和添加物料中水油比的增加，水热裂解反应后油样的饱和份、芳香份的含量逐渐增大，沥青质、胶质含量逐渐减小；在反应温度为240℃、反应时间24小时、添加的水油质量比为0.5时，超稠油水热裂解反应基本完成，50℃粘度由超稠油原样的147.5Pa·s降低到115.4Pa·s，平均相对分子量由超稠油原样的674降低到550。由此可知，含硫量仅为0.45m%的辽河曙一区超稠油能够通过水热裂解反应降低其粘度，实现降粘开采。     

稠油井下改质降粘技术的研究进展

综述了三种稠油井下改质降粘技术：水热裂解降粘技术、注空气低温氧化降粘技术和离子液体改质降粘技术。分析了三种稠油改质降粘技术的作用原理、研究成果和优缺点。着重介绍了已经应用的水热裂解降粘技术和注空气低温氧化降粘技术。笔者认为稠油注空气低温氧化降粘技术具有更大的优势,并指出了稠油井下改质降粘技术所面临的问题。     

Aquathermolysis of heavy crude oil with ferric oleate catalyst

Oil-soluble catalysts could be of special significance for reducing the viscosity of heavy crude oil, because of their good dispersion in crude oil and high catalytic efficiency toward aquathermolysis. Ferric oleate was synthesized and applied as catalyst in the aquathermolysis reaction of Shengli heavy oil. It was found that ferric oleate was more efficient for heavy oil cracking than Co and Ni oleates. Besides, it was superior to oleic acid and inorganic ferric nitrate and achieved the highest viscosity reduction rate of up to 86.1%. In addition, the changes in the components of Shengli heavy oil before and after aquathermolysis were investigated by elemental analysis, Fourier transform infrared spectrometry, and ¹H nuclear magnetic resonance spectroscopy. Results indicated that ferric oleate contributed to a significant increase in the content of light components and decrease in the content of resin, N and S. The as-prepared ferric oleate showed good activity for reducing the viscosity and improving the quality of the heavy crude oil, showing promising application potential in aquathermolysis of heavy crude oil.