注蒸汽条件下稠油催化改质降黏实验

利用高温高压反应釜研究了自制油溶性有机镍盐作为催化剂的稠油水热裂解反应,考察了催化剂的加入量、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,优选出最佳改质降黏反应条件,在此条件基础上,对改质降黏反应前后稠油元素进行分析。结果表明,与未添加催化剂的相比,在反应温度为240℃、加水量30%的体系中,添加0.1%的过渡金属有机酸镍催化剂,反应24 h 后稠油的黏度下降明显,沥青质含量下降1.4%,胶质含量下降5.0%,芳香分含量增加3.5%,饱和分含量增加2.9%.     

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。     

超稠油水热催化裂解反应前后性质变化

为了更好地应用水热催化裂解技术对稠油进行开采,明确稠油性质变化的本质,对胜利油田超稠油进行微乳液纳米镍催化降黏剂水热催化裂解实验研究。实验结果表明,水热催化裂解反应后,稠油黏度大幅度降低,稠油中胶质、沥青质的含量下降,硫含量大幅降低,氮含量略减少。稠油氢碳原子比增加,平均分子质量减小。族组分中沥青质的平均分子质量减小幅度最大,说明沥青质裂解对稠油黏度的降低和平均分子质量的减小起到了关键作用。该研究为日后稠油水热催化裂解降黏技术的推广提供了技术参考。     

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.     

金属镍盐对牛圈湖原油水热裂解催化反应影响因素研究

在高温高压反应釜中,以甲酸为供氢体、以金属镍盐催化剂组成催化体系,研究了牛圈湖原油水热裂解反应的影响因素,考察了不同催化剂体系、原油性质及反应温度对水热裂解反应后原油降黏率和原油SARA组成的影响。结果表明,油酸镍、环烷酸镍、硫酸镍催化体系对地面脱气原油的降黏率分别为65.3%、52.6%和55.7%,优选油酸镍催化体系为水热裂解反应的催化剂。水热裂解催化反应后,胶质和沥青质减少,饱和烃和芳香烃增加。原油中的重质组分越多,水热裂解反应越剧烈,原油的降黏效果越明显。水热裂解催化反应后,渣油、地面脱气原油、模拟地层油在45℃下的降黏率分别为90.41%、64.78%和55.78%。原油中胶质和沥青质含量是影响水热裂解反应的主要因素,渣油、地面脱气原油、模拟地层油中胶质、沥青质转化为饱和烃和芳香烃的转化率分别为36.50%、26.51%和16.73%。280℃、220℃、180℃、100℃反应温度下模拟地层油的降黏率分别为56.43%、55.78%、48.23%和14.14%,最佳反应温度为220℃。水热裂解反应后原油中胶质、沥青质断裂成小分子的饱和烃是原油永久性降黏的主要原因。     

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     

磺化型有机金属催化剂在稠油降黏改质中的应用

制备了3种磺化型有机酸金属催化剂,用高温高压反应釜进行了稠油的催化降黏实验,筛选出了最佳催化剂和最佳降黏条件。结果表明,磺化型有机酸铁催化剂的降黏效果最佳,当稠油量为250g时,加入1g该催化剂,加入油层水量为m(油层水)∶m(稠油)=30%,在220℃反应24h,辽河稠油黏度从81 400mPa·s降至3 000mPa·s,降黏率达96.31%。检测了催化降黏前后稠油四组分及不凝气体产物:饱和分含量提高7.5%、芳香分含量提高3.2%,胶质含量降低8.2%,沥青质含量降低2.5%;检测出不凝气相产物含有甲烷、烯烃和二氧化碳等气体,符合稠油水热裂解降黏规律,证明由于催化改质降低了稠油的黏度。     

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     

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     

水热催化裂解对超稠油组成的影响

在稠油热采中,不但稠油物理性质发生变化,而且会发生水热裂解化学反应。为使裂解反应更有利于降低稠油粘度,达到提高稠油开采率的目的,选取了7种金属氯化物或有机络合物在200℃和240℃下对南阳稠油进行催化裂解反应,测试反应产物的粘度、族组成和碳数分布以评价催化剂的催化性能。实验结果表明,所选金属化合物都有不同程度的催化作用,200℃下CA3(Fe3+)具有较好的催化裂解性能,当化合物质量分数在0.2%时,产物相似文献   

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.     

Aquathermolysis of conventional heavy oil with superheated steam

This paper presents a new aquathermolysis study of conventional heavy oil in superheated steam. A new high temperature autoclave was designed, where volume and pressure could be adjusted. Aquathermolysis was studied on two different conventional heavy oil samples under different reaction times and temperatures. Experimental results show that aquathermolysis does take place for conventional heavy oil. As reaction time increases, the oil viscosity reduces. However, the reaction will reach equilibrium after a certain period of time and won＇t be sensitive to any further reaction time any more. Analysis shows that, while resin and asphaltenes decrease, saturated hydrocarbons and the H/C ratio increase after reaction. The main mechanism of aquathermolysis includes hydrogenization, desulfuration reaction of resin and asphaltenes, etc.     

大庆外围稠油水热裂解地质协同催化降黏研究

为更好地实现稠油就地水热裂解降黏,以油藏矿物、催化剂和供氢剂为催化体系,检测其对大庆外围稠油水热裂解反应的催化作用.实验结果表明,油藏矿物可以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,矿物与油溶性催化剂的协同催化效果好于水溶性催化剂;供氢剂的加入可进一步强化稠油水热裂解反应,与不添加供氢剂相比,反应后胶质...     

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.     

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。     

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。     

Clean aquathermolysis of heavy oil catalyzed by Fe(III) complex at relatively low temperature

In order to develop a clean catalyst for aquathermolysis of heavy oil at relatively low temperature, a series of water-soluble Fe(III) complexes were prepared as the catalysts for the catalytic aquathermolysis of heavy oil. Under the optimized condition, the adding amount of Fe-3 (a complex of Fe(III) and citrate) is 0.1%, the reaction temperature is 180°C, and the reaction time is 24 h, the heavy oil viscosity reduction ratio reaches to 80.1% (40°C). Results of the composition analysis show that the contents of resin and asphaltene decrease and the saturated hydrocarbon and aromatic increase. GC analysis shows that the light components increase remarkably after the aquathermolysis.     

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。     

Catalytic aquathermolysis of heavy oil by coordination complex at relatively low temperature

A series of Mannich base-transition metal coordination complex was synthesized and used for the catalytic aquathermolysis of heavy oil, among which we found that the Ni(II) complex is the most effective one. After reacted under a relative low temperature, 180°C, for 24 h, the viscosity of the heavy oil was decreased by 75.2% using 0.5 wt % Ni(II) complex. The results showed that the content of resin and asphaltenes was decreased, while the content of saturate and aromatic were increased after aquathermolysis reaction. Besides, the catalytic aquathermolysis could both decrease the viscosity of heavy oil, and reduce the content of heteroatoms, resulting in flow properties enhanced and the quality upgraded.     

油酸改性Fe2(MoO4)3用于稠油水热催化降黏的研究

利用自制油酸改性Fe2(MoO4)3催化剂，将其用于新疆克拉玛依稠油水热催化降黏的研究，考察了催化剂加入量、反应温度、反应时间对稠油水热催化改质降黏的影响，得到最佳工艺条件为：催化剂添加量（w）0.4%，反应温度240 ℃，反应时间36 h，此时降黏率为61.21 %。稠油族组成分析结果表明有13.2%（w）的稠油重组分裂解成轻组分，这是稠油黏度降低的主要原因。通过进一步对反应前后稠油重组分进行元素分析、FT-IR、1H NMR谱图分析，发现稠油重组分在反应过程中存在脱硫、脱氮、加氢开环、支链断裂等反应。