《YH稠油降粘》PPT課件.ppt

1、第 6 章,稠油降粘,第二篇 采油化學,1）什么是稠油 稠油是指在油層溫度下脫氣原油的粘度超過 100mPas的原油,6.1 稠油,三 個 要 素,油層溫度,脫氣原油,粘度界限,第6章 稠油降粘,高凝油與高粘油,2）稠油的分類： 普通稠油：粘度1001104mPa.s；相對密度0.920 特稠油：粘度11045104mPa.s；相對密度 0.950 超稠油：粘度510410104mPa.s；相對密度 0.980 特超稠油：粘度10104mPa.s；相對密度 1.000,第6章 稠油降粘,6.1 稠油,稠 油 的粘 度 對 溫 度 極其敏感，準確測定稠油粘溫關系數(shù)據(jù)對于提高稠油油藏開發(fā)方案選擇與

2、數(shù)值模擬結果的可靠性是十分重要的。,摘自“稠油油藏流體物性分析方法-原 油 粘 度測定，SY/T 6316-1997”前言,第6章 稠油降粘,6.1 稠油,稠油粘溫曲線,稠油的粘度受溫度影響很大,油層中有溶解氣，可以降低原油粘度,稠油井井下取樣非常困難，取樣時往往會損失溶解氣，而將油樣恢復到相似狀態(tài)困難、成本高,第6章 稠油降粘,6.1 稠油,3）稠油的特點,二 個 特點,粘度高,密度大,粘度從100mPas到幾十萬mPas,相對密度可超過1.0,第6章 稠油降粘,6.1 稠油,稠油物性參數(shù),采油技術手冊，第八分冊，P37,第6章 稠油降粘,我國稠油儲量豐富,4）稠油粘度大的原因,瀝青質,膠

3、質,一般把石油中不溶于非極性的小分子正構烷烴而溶于苯的物質稱為瀝青質，它是石油中分子量最大、極性最強的非烴組分,主要是因為稠油中膠質、瀝青質含量高造成的,膠質是石油中分子量及極性均僅次于瀝青質的大分子非烴化合物，具有很大的多分散性與瀝青質和芳香烴之間并沒有截然的界限,第6章 稠油降粘,6.1 稠油,膠質瀝青質單元片結構示意圖,單元薄片,似晶締合 體微粒,膠 束,超分子,稠環(huán)芳 香環(huán),環(huán)烷環(huán),烷基鏈,雜原子,瀝青質似晶締合體結構示意圖,單元薄片,似晶締合 體微粒,膠 束,超分子,芳香盤,環(huán)烷環(huán)及烷基鏈,膠質瀝青狀組分超分子結構模型,單元薄片,似晶締合 體微粒,膠 束,超分子,膠束,微粒,側鏈束,

4、原油的膠體模型,從稠油粘度與膠質瀝青質含量的相關曲線可以看出：膠質瀝青質含量越高，原油粘度越大（ Fuel, 87(13-14), 2008, 3065-3070,5）稠油粘度大對開發(fā)的影響,影響油層采收率,影響井筒舉升,影響地面輸送,影響三個環(huán)節(jié),剝離難、易指進,抽油機負荷大、耗電量多，機械事故多,輸送困難、麻煩,第6章 稠油降粘,6.1 稠油,第6章 稠油降粘,6.2 升溫降粘法,稠油粘度，mPas； T熱力學溫度； A,B常數(shù),粘度隨溫度的變化規(guī)律可用Andrade公式表示,稠油熱采,第6章 稠油降粘,6.3 稀釋降粘法,加入稀油降低稠油粘度的方法。 稀釋后的粘度可用下面的經(jīng)驗公式計算：

5、 lg(lgd)=xlg(lgl)+(1-x)lg(lgv,d稠油稀釋后粘度，mPas； l稀油的粘度，mPas； x稠油的粘度，mPas； x 稀油與稠油的質量比,在表面活性劑作用下，將稠油乳化成水包油（O/W）乳狀液，粘度可以大大降低,稠油開發(fā)的關鍵： 降低粘度，改善流動性,1）稠油乳化降粘開采的機理,第6章 稠油降粘,6.4 乳化降粘法,2）Richardson公式,乳狀液粘度，mPas 0分散介質粘度，mPas 乳狀液中分散相所占體積百分數(shù)，% k 常數(shù)： 0.74時，k為 7.0， 當0.74時，k為 8.0,第6章 稠油降粘,6.4 乳化降粘法,2）Richardson公式,1）乳

6、狀液粘度取決于分散介質粘度,2）乳狀液粘度取決于分散相所占體積分數(shù),啟 示,第6章 稠油降粘,6.4 乳化降粘法,2）Richardson公式,50時稠油的粘度為2000mPaS，水的粘度為0.55mPaS。在表面活性劑的作用，將稠油乳化成水包油乳狀液，求分散相質量分數(shù)分別為0.7和0.8時所形成乳狀液的粘度,練習,1）若=0.70,則k=7.0 =0.55mPaS 2.7187.0 0.7=73 mPaS,2）若=0.80，則k=8.0 =0.55mPaS 2.7188.0 0.80=3.3102 mPaS,第6章 稠油降粘,6.4 乳化降粘法,3）稠油乳化降粘技術的關鍵,1）必須形成水包油

7、（O/W)乳狀液,油井產(chǎn)出液含水率大于10,適應條件,兩個關鍵,2）產(chǎn)出液必須有一定含水率,第6章 稠油降粘,6.4 乳化降粘法,防止反型乳化,A.主要成分是表面活性劑,聚氧乙烯壬基苯酚醚-10,十八酸鈉,十二烷基苯磺酸鈉,第6章 稠油降粘,6.4 乳化降粘法,A.主要成分是表面活性劑,羧甲基聚氧乙烯壬基苯酚醚-10,聚氧乙烯壬基苯酚醚硫酸酯鈉鹽-10,聚氧乙烯壬基苯酚醚乙基磺酸鈉-4,第6章 稠油降粘,6.4 乳化降粘法,烯烴磺酸鹽,1）非離子表面活性劑主要適應溫度不高、粘度不大的普通稠油降粘,2）一些羧酸鹽和磺酸鹽表面活性劑具有較高的耐溫、耐鹽能力,說 明,第6章 稠油降粘,6.4 乳化降

8、粘法,3）表面活性劑在水溶液中的質量分數(shù)一般是0.02%0.5,4）好的稠油降粘劑和表面活性劑的HLB值、油水界面張力沒有對應關系,烯烴磺酸鹽對幾種稠油的界面張力,好的稠油降粘劑應達到的要求,1）流動分散；（2）靜止分層,容易乳化和破乳,B.堿性物質也可以作為乳化降粘劑,NaOH、Na2CO3、復合堿、造紙黑液等,堿可以和原油中的石油酸反應，生成石油酸鹽，起到乳化劑的作用,可用的堿性物質,乳化降粘的機理,第6章 稠油降粘,6.4 乳化降粘法,乳化劑0.2-0.5%,稠油：水70：3080：20,說 明,堿是發(fā)現(xiàn)最早的稠油降粘劑,堿和外加的表面活性劑往往產(chǎn)生協(xié)同效應,堿的降粘作用具有廣譜性,堿有

9、最佳使用濃度，有時會形成油包水乳狀液,在堿的作用下形成的乳狀液往往比較穩(wěn)定,第6章 稠油降粘,6.4 乳化降粘法,4）稠油降粘劑的使用工藝,A.地面加藥方式,1）人工間歇加藥,三種方式,2）井口加藥裝置加藥,3）集中配置、管線注入,第6章 稠油降粘,6.4 乳化降粘法,連續(xù)自滴加藥裝置示意圖,1總閥門；2套管閥；3排放閥；4進氣閥； 5連通閥；6加藥閥；7放空閥,第6章 稠油降粘,降粘劑集中配置示意圖,第6章 稠油降粘,B.井筒加藥部位,1）環(huán)空加入,兩種方式,2）空心桿加入,第6章 稠油降粘,6.4 乳化降粘法,圖7-9 環(huán)空摻化學劑舉升工藝示意圖（1,泵,抽油桿,喇叭口,89mm油管,油

10、層,人工井底,環(huán) 空 摻 入,6.4 乳化降粘法,第6章 稠油降粘,環(huán) 空 摻 入,第6章 稠油降粘,空 心 桿 摻 入,第6章 稠油降粘,6.5 氧化降粘法,原理： 加入氧化劑，使瀝青質中稠環(huán)部分間連接的碳鏈或含雜原子碳鏈斷裂，減小其形成結構的能力，達到降粘的目的。 氧化產(chǎn)物產(chǎn)生醇醛酸。 常用的氧化劑（主劑）NaIO4（高碘酸鈉、過碘酸鈉、偏高碘酸鈉）和30的H2O2。 助劑：可提供H+物質加速氧化反應的進行，NaH2PO4、CH3COOH。 如： NaIO4 NaH2PO41：1 30的H2O2 CH3COOH1：10,第6章 稠油降粘,6.6 催化水熱裂解降粘法,原理：在高溫和催化劑的作用下，稠油中的活性組份（稠環(huán)部分連接的碳鏈中有硫鍵的膠質和瀝青質）與水發(fā)生一系列反應，導致粘度的降低。 催化劑：FeSO4、NiSO4、VOSO4（硫酸氧釩）等。 適用溫度：250300。 產(chǎn)物檢測：二氧化碳、氫、硫化氫和烴氣等,1