室内超稠油高温密闭脱水模拟装置构建与应用

针对新疆油田某区块SAGD超稠油采出液呈现温度高、含水率高、粘度大、携泥砂大、油水密度差小、脱水难度大的特点,室内模拟现场高温密闭脱水工艺组建了一套SAGD超稠油采出液高温密闭模拟脱水装置,并利用此装置筛选了对路的除油剂和破乳剂。室内及现场试验结果证实,所组建的高温密闭脱水装置能够满足室内超稠油脱水评价的需求。室内所筛选的一段FCY除油剂和二段FSADG破乳剂均能有效的针对新疆油田某区块SAGD超稠油采出液进行脱水。其中,FCY除油剂加药浓度在300~500mg/L,脱水时间40min,污水含油可控制在2000mg/L左右;FSADG破乳剂加药浓度不小于200mg/L,脱水时间不小于6h,原油含水率降至1%以下。现场应用结果表明,在一段除油温度150~160℃,二段热化学温度130~140℃,FCY除油剂300mg/L,FSADG破乳剂200mg/L的条件下,一段除油罐出口污水含油小于2000mg/L,二段热化学沉降罐出口原油含水率小于0.5%,同室内实验结果保持一致。     

聚表二元驱模拟采出液破乳研究

配制长庆北三区聚表二元驱模拟采出液,其中聚丙烯酰胺1000 mg/L、甜菜碱表面活性剂1667 mg/L,含水率10%~50%。在30%含水率模拟采出液、脱水温度55℃、破乳剂加量100 mg/L、脱水时间40 min条件下进行破乳脱水实验,从28种破乳剂中筛选出破乳效果较好的KL-9、KL-10、KL-14磺酸盐型水溶性破乳剂。在破乳剂加量为50 mg/L时,KL-14在45、50、55℃的脱水率分别为92.6%、97.8%和99.9%,均大于KL-9、KL-10,脱水效果最好。在10%、50%含水率模拟采出液中也得到类似的结果。因此,针对10%~50%含水率模拟采出液,最佳破乳剂为KL-14。破乳温度升高,相同破乳剂加量下的脱水率增加;KL-14破乳剂加量增大,相同温度下的脱水率增加;随脱水时间延长,脱水率增大并逐渐稳定。最佳破乳条件为：脱水温度50~55℃、破乳剂加量100 mg/L、脱水时间30 min。     

洼38稠油热化学沉降脱水和高温脱水试验研究

辽河油田洼38稠油密度大(ρ_(20)为989.6kg/m~3)、粘度高(50℃时为9800mPa·s)、胶质沥青质含量高(分别为29.75和4.58％),这是影响稠油脱水的主要因素。为减小其相对密度和粘度,对洼38稠油掺不同比例的柴油,在70～90℃条件下进行热化学沉降脱水和在110～150℃条件下进行高温脱水试验,找出了稠油掺柴油的最佳掺量比、最佳药剂及其用量、最佳脱水温度和最佳沉降时间。     

孤六联稠油脱水增效破乳剂试验研究

随着稠油开采规模逐步加大,孤六联稠油采出液油水分离问题日益突出。为了提高破乳剂在较低温度下的脱水速度,利用改性淀粉作为起始剂,加入环氧乙烷、苄基氯和有机胺合成了一种破乳增效剂。室内实验表明:破乳剂与破乳增效剂按照6∶4的比例复配投加,在55℃条件下可提高破乳剂脱水速度1倍以上。在孤六联现场实施,将破乳剂与破乳增效剂在二次罐出口按照6∶4复配投加,同时优化现场加药工艺,电脱水器的处理液量由原来的1 600 m3/d降至目前的1 100 m3/d,减少约30%的无效加热液量;在70℃即可保证孤六联合站正常运行,原料油含水率由试验前的32%降至26%,外输原油含水率由1.1%降至0.95%,外输水含油质量浓度由900 mg/L降至800 mg/L,效果显著。     

提高孤六联稠油脱水效率破乳增效剂开发及应用效果

随着稠油开采规模逐步加大,孤六联稠油采出液破乳脱水难度增大,依靠提升脱水温度进行脱水大大增加了能耗,常规的聚氧乙烯、聚氧丙烯醚类非离子破乳剂对孤六联稠油脱水速度偏慢,最终脱水率偏低,严重影响了孤六联的正常生产。通过研制投加提高破乳剂脱水速度和最终脱水率的破乳增效剂,在55℃条件下可提高破乳剂脱水速度1倍以上,降低了原料油含水率,提高了加热效率。孤六联稠油采出液破乳脱水效率大幅提升,现场应用取得明显效果。     

风城超稠油动态掺柴油试验结果及分析

目前风城油田超稠油外输项目已启动,在1号特稠油联合站建设外输首站,由于超稠油外输采用掺柴长输工艺,特1联将具备掺柴油的条件,若将柴油掺入点提前,由外输阶段提前至稠油处理阶段,在1号稠油联合站开展现场动态掺柴油试验。进一步验证了掺柴油对稠油脱水处理的效果,较为显著的降低了加药量,可提高超稠油脱水效率20~25%。     

稠油高压高频电脱水技术试验研究

稠油脱水普遍采用两段热化学沉降脱水工艺,该工艺运行稳定,脱水效果好,但存在脱水时间长,占地面积大、加药量大、热能消耗高等问题。为降低稠油脱水成本,辽河油田开展了高压高频电脱水技术试验研究,采用高压高频电场代替化学药剂破乳,其技术路线为两段电脱水工艺,一段为不加热电场破乳,二段将加热与电场破乳相结合。经现场中试试验得出:原油进口含水率为50%～90%,一段脱水温度为50～60℃时,一段原油出口含水率为6%～12%;二段脱水温度75～80℃时,原油出口含水率≤1.5%。试验结果证明,高压高频电脱水技术应用于普通稠油脱水效果较好,与热化学沉降脱水工艺相比,吨液处理成本降低50%。     

基于偏心因子修正的孤北稠油粘度预测模型

为避免开展复杂的地层稠油粘度测试,简化PR粘度预测模型求解过程并提高预测模型的适用性,建立了一种基于偏心因子修正的孤北稠油粘度预测模型。通过稠油脱水、掺水实验及不同含水率下的粘度测试,建立可用于PR粘度预测方程的地面脱气原油粘度与含水率和温度的计算关联式,简化地面脱气原油粘度测定实验;通过修正Edmister偏心因子的求解误差,提高PR粘度预测方程的预测准确性。针对孤北1-38井稠油建立粘度预测模型,以多因素、多水平数的地层稠油环境参数为初始条件,进行地层稠油粘度数值模拟。实验和模拟结果表明,重质馏分含量高,导致地层压力升高,轻质组分降粘效果不明显,温度、含水率和气液比是影响地层稠油粘度的主要因素。     

红山油田稠油破乳剂筛选及应用优化研究

红山油田稠油50℃粘度7 299mPa·s左右,属于特一超稠油范围,处理难度大,新井大规模投产导致油田采出液化学成分更加复杂,加剧了原油处理难度。针对这些问题,通过开展破乳剂室内筛选评价、最优脱水温度分析、端点加药工艺适应性分析等,确定了最优破乳剂、最优脱水温度和端点加药可行性。     

超稠油采出液预脱水剂PDB-Ⅱ研制与应用

以辽河油田杜84块馆陶油层SAGD采出液为研究对象,研制出一种具有较强适用性的预脱水剂PDB-Ⅱ。室内实验显示该预脱水剂具有良好的油水分离效果,与破乳剂有良好的协同效应,在温度为150~160℃、加入量为300 mg/L、作用时间为3 h的条件下,可使处理后的采出液净化油含水达到低于20%、污水含油低于5 000 mg/L的预期效果。预脱水剂PDB-Ⅱ已成功应用于SAGD中试试验站,现场应用该预脱水剂试验结果表明,在与室内实验温度、加入量、作用时间同等条件下可使净化油含水低于10%,污水含油低于5 000 mg/L,可满足生产设计要求。该预脱水剂的研制成功填补了该领域国内空白,对SAGD技术的大规模推广具有极其重要的意义。     

原油热化学脱水工艺技术试验

原油热化学脱水是将含水原油加热到一定温度,并在原油中加入适量的原油破乳剂,降低油水界面膜的表面张力,从而破坏乳状液的稳定性,以达到油水分离的目的。轮一联原油采出液油品性质较好,采出液乳化不严重,油水容易分离,采用复配的破乳剂TDE-LN破乳效果较好,在一定的温度和加药量条件下,可以实现采出液的破乳。推荐游离水脱除工艺参数为:沉降时间为20 min,脱水温度55℃,破乳剂投加量低于50mg/L。脱后油中含水率低于30%,水中含油量低于500 mg/L。现场试验表明,在来液含水率70%～80%时,沉降20 min,很容易达到油中含水率小于10%的技术指标。     

氮气泡沫驱对原油破乳脱水的影响及对策

对氮气泡沫驱采出液与常规采出液按不同比例混合,进行对比破乳实验,发现随着油样中氮气泡沫驱采出液比例的提高,不同时间下脱水率均会下降。其中氮气泡沫驱采出液的脱水率最低,其2 h脱水率最低仅为46.16%。按不同比例向常规采出液中加入起泡剂,进行破乳实验,当氮气泡沫驱起泡剂质量浓度低于100 mg/L时,起泡剂对原油破乳的影响很小;当起泡剂质量浓度高于100 mg/L时,原油脱水率急剧下降,在破乳剂加量120 mg/L条件下,起泡剂质量浓度200 mg/L时较空白组脱水率下降了64.30%。通过破乳剂筛选实验发现,优选出的AR型油溶性破乳剂对氮气泡沫驱采出液的破乳效果优于现场样,2 h脱水率为91%,脱出水中含油质量浓度为398 mg/L,脱水率较现场在用破乳剂提高12%,16 h净化油含水率降至0.42%。通过改用AR型破乳剂,优化现场工艺,外输原油含水率降至0.5%以下,达到现场原油脱水要求。     

稠油掺稀油室内热化学脱水试验

对英买力油田集输系统所辖6个区块试采油井的混合油及东一联外输油取样,进行稠油掺稀油的混合油室内热化学脱水试验,来确定适合该区块原油的脱水工艺,以及一段和二段热化学脱水工艺合理的脱水温度、脱水时间、破乳剂类型和投加量等技术参数.一段热化学脱水试验中,沉降温度为35℃时,模拟采出液的含水率为30％、50％和80％,破乳剂加药量80 mg/L时,沉降120 min以上,脱后油中含水率均可以达到低于20％的技术指标,水中含油量也均低于1 000 mg/L.二段热化学脱水试验中,破乳剂加药量100 mg/L,温度65 ℃,沉降120 min时,可以实现油中含水率低于1％的技术指标.     

高含水期原油低温集输处理技术研究

低温集输处理技术研究的目的就是设法降低原油处理过程中的温度,在免加热或微加热的条件下,达到正常的脱水效果。风城油田乌尔禾区块来液平均含水达65%,夏子街区块来液平均含水达80%,通过室内实验分析,来液混合后原油的密度和粘度有了明显的降低,低温脱水具备了一定的物性条件,2010年6月进行了不加热脱水试验,一段脱水温度由原平均45℃降为常温25℃,二段处理温度由70℃降低至60℃,实现了低温脱水,既简化了集输工艺、减少原油挥发、节约了成本,同时细菌的繁殖力减弱,系统结垢趋势减缓,对水质的稳定有利。实行低温脱水后,年节约成本282.24万元。     

风城油田SAGD循环预热采出液处理技术

风城油田SAGD循环预热采出液使用常规破乳药剂无法实现油水分离,进入稠油处理站后,易造成净化原油含水升高、脱出污水净化困难。通过物性分析、显微照相和Zeta电位测定等手段研究了循环预热采出液的稳定机理,认识了循环预热采出液的胶体分散特性,并研制出复合净水药剂进行破胶,结合工艺优化实现了循环预热采出液的油水分离、浮油脱水和污水净化,形成了"汽液分离+喷淋降温+油水分离+浮油回收"的循环预热采出液处理工艺技术。该技术为SAGD规模开发提供了技术保障,为同类油藏的开发提供了借鉴。     

永平油田稠油自发乳化降粘剂的筛选及驱油效果评价

针对永平油田稠油粘度大、油层厚度薄、原始含油饱和度低及热采投产后产油量低的现状,筛选出一种能使稠油在地层中发生自发乳化的降粘剂,使稠油以较低粘度的乳状液被采出,从而提高稠油的采收率。针对不同乳化降粘剂对永平油田稠油的乳化效果评价结果表明,自发乳化降粘剂NS在质量分数为2%、温度为45℃的条件下,可将油水界面张力降至10-3mN/m数量级以下,并可完全自发乳化等体积的永平油田稠油,降粘率达99.74%。NS自发乳化驱油实验结果表明,经过后续水驱后,自发乳化驱的采收率在水驱基础上提高了38.18%。     

聚表二元驱采出液流变性研究

用长庆油田北三区原油、油田采出水、聚丙烯酰胺、甜菜碱表面活性剂配制了聚表二元驱采出液。采出液含水率为10%~90%,高浓度采出液含1000 mg/L聚合物、1667 mg/L表面活性剂,低浓度采出液含400 mg/L聚合物、600 mg/L表面活性剂。考察了含水率、聚合物浓度、表面活性剂浓度、剪切速率、温度等因素对聚表二元驱采出液流变性的影响。结果表明,10%~20%含水率高浓度采出液的乳状液类型为W/O型、25%以上含水率的采出液为O/W型,转相点在含水率20%~25%之间,而低浓度采出液的转相点在含水率25%~30%之间。温度升高,采出液黏度降低。当含水率较低时,随着聚合物表面活性剂浓度的降低,相同温度下的采出液（W/O型）黏度保持不变;当含水率较高时,随着含水率的增大和聚合物表面活性剂浓度的降低,相同温度下的采出液（O/W型）黏度逐渐降低。无论采出液为W/O型或O/W型,温度在反常点以下时,随着剪切速率的增大,采出液黏度降低,表现出剪切稀释性。     

水溶性降黏剂和油溶性降黏剂对油水界面膜的影响

为揭示水溶性和油溶性降黏剂对采出液破乳脱水的影响,研究了聚氧乙烯醚型水溶性降黏剂（SH）和不饱和酸酯聚合物型油溶性降黏剂（SL）对胜利油田陈庄稠油采出液破乳的影响,通过扩张流变法和扫描电镜从界面膜角度分析了两种降黏剂对稠油采出液稳定性的影响机理。结果表明,SH浓度由0 增至3 g/L 时,采出液油水界面扩张模量由20.09 mN/m降至3.02 mN/m,脱水率由47.62%增至66.67%,界面黏性模量和弹性模量降低,相角由18.43o增至29.43o,SH分子可增大沥青质之间及胶质与沥青质之间的距离,使界面膜强度减小。SL 浓度由0增至3 g/L 时,油水界面扩张模量由20.09 mN/m增至34.76 mN/m,脱水率由47.62%降至6.80%,界面黏性模量降低的同时弹性模量增加,相角由18.43o降至9.83o,SL可增强沥青质分子之间的相互作用,沥青质表面呈现“鱼鳞”形状的规则排布,结构紧密,界面膜强度增强。SH有利于稠油采出液破乳脱水,而SL不利于稠油采出液破乳脱水。图12 参14     

风城油田 ＳＡＧＤ 循环预热采出液处理技术

风城油田 ＳＡＧＤ 循环预热采出液使用常规破乳药剂无法实现油水分离,进入稠油处理站后,易造成净化原油含水升高、脱出污水净化困难。 通过物性分析、显微照相和 Ｚｅｔａ 电位测定等手段研究了循环预热采出液的稳定机理,认识了循环预热采出液的胶体分散特性,并研制出复合净水药剂进行破胶,结合工艺优化实现了循环预热采出液的油水分离、浮油脱水和污水净化,形成了“汽液分离＋喷淋降温＋油水分离＋浮油回收”的循环预热采出液处理工艺技术。 该技术为 ＳＡＧＤ 规模开发提供了技术保障,为同类油藏的开发提供了借鉴。     

风城油田SAGD循环预热采出液处理技术

在风城油田SAGD循环预热采出液处理中使用常规破乳药剂无法实现油水分离,采出液进入稠油处理站后,易造成净化原油含水升高、脱出污水净化困难。随着超稠油SAGD开发规模的不断扩大,亟待解决循环预热采出液的处理难题。通过物性分析、显微照相和Zeta电位测定等手段研究了循环预热采出液的稳定机理以及循环预热采出液的胶体分散特性,并研制出复合净水药剂进行破胶,结合工艺优化实现了循环预热采出液的油水分离、浮油脱水和污水净化,形成了"汽液分离+喷淋降温+油水分离+浮油回收"的循环预热采出液处理工艺技术。该技术为SAGD规模开发提供了技术保障,为同类油藏的开发提供了借鉴。