超声波处理对减压渣油黏度的影响

以超声功率、超声时间和超声温度为影响因素,考察不同处理条件下超声波对渣油黏度的影响,并通过正交实验法、极差分析法和方差分析法来确定以渣油黏度为指标的最佳超声波处理条件。结果表明,3个影响因素中,超声波处理时间对减压渣油黏度的影响最显著,而对实验误差产生的影响不显著。在实验设计条件范围内,为使渣油降黏率达最大,最佳超声波处理条件是:超声时间70 min,超声功率750 W,超声温度70℃。     

减压渣油在柱形超声聚能反应器中的改质降黏

 设计和开发了柱形超声聚能反应器,研究了超声波输出电压、作用方式、作用时间、作用温度对减压渣油改质降黏的影响,还对超声波处理后渣油黏度的恢复、凝点下降和<500℃轻组分体积分数的变化进行了分析。结果表明,超声连续辐照比脉冲辐照对减压渣油改质的降黏效果好;减压渣油黏度随超声波输出电压、作用时间的延长和温度的提高而下降。在20kHz超声波的输出电压250V、温度180℃、时间60min的条件下,减压渣油40℃黏度的降黏率为26.8％,在40℃静置5d后其降黏率仍为24.4％,减压渣油中<500℃轻组分的体积分数增加了1.0％,凝点下降了1℃。     

吉林扶余油田稠油油藏化学驱实验研究

针对吉林扶余油田稠油,选取一种水溶性降黏剂,采用乳化降黏法,改善原油流变性并使其黏度降低,提高了稠油油藏的采收率。采用静态评价与动态评价相结合的方式;对该降黏剂的性能进行评价,利用流变仪测试不同降黏剂浓度、不同油水比条件下的降黏率,以此来考察降黏剂对稠油的静态降黏效果。采用人造岩心物理模拟实验,考察不同降黏剂浓度、注入速度、注入时机对降黏剂动态降黏效果的影响,为矿场实际应用提供理论依据。实验表明,该降黏剂能够有效降低吉林稠油黏度,具有较好的降黏效果。     

委内瑞拉重油冷采新方法室内探索

委内瑞拉MPE3区块油藏重油黏度高、油层厚度极大且非均质性严重,为降低热采方法的成本和碳排放量,使用自制的重油降黏剂和人造岩心进行了重油冷采新技术室内研究,考察了凝胶调剖和降黏剂对岩心驱油效果的影响。结果表明,研制的涂层降黏剂在多孔介质中可剥离重油,产生造粒降黏提高采收率的效果。通过凝胶调剖处理可与降黏剂驱替重油产生协同效应,既扩大降黏剂波及效率可接触新的重油,又有利于重油的造粒降黏。随岩心渗透率增大,泄油后的地层越易形成高渗透水窜通道。采用聚合物凝胶处理或者气体-降黏剂交替注入进行调剖,可以较大幅度地提高重油的采收率。在气液交注吞吐冷采过程中,注入的气液既增加地层能量,又可搅动地层流体,有利于涂层降黏剂与稠油混合形成低黏乳状液,便于吐出。气液交注吞吐冷采过程的采收率增量可达16.10%OOIP。     

用于重油管输的SDY-3型油溶性降黏剂的合成与评价

重油由于胶质、沥青质含量高,导致黏度较高,造成长距离管输困难。油溶性降黏剂分子可渗入胶质或沥青质分子层之间,起到降低重油黏度的作用。以丙烯酸十八酯、醋酸乙烯酯、马来酸酐、引发剂AIBN为原料,甲苯为溶剂,采用原位合成的方法合成SDY-3型油溶性降黏剂。采用委内瑞拉Merey16重油对油溶性降黏剂的性能进行评价,研究了反应单体、反应温度、反应时间、引发剂加剂量对SDY-3型油溶性降黏剂降黏效果的影响。结果表明,在10~50℃温度区间内,当添加降黏剂的质量分数为5%时,降黏率在41.19%~59.47%之间;变剪切速率和定剪切速率实验表明,加入SDY-3型油溶性降黏剂的委内瑞拉重油稳定性较好,降黏剂可用于复杂多变的管输环境。     

提高聚驱井水力旋流器适用性的机械降黏装置的研制与评价

为提高水力旋流器含聚适用性,设计出一种机械降黏装置,利用该装置能使聚合物分子链断裂,减小处理液的黏度,从而减小黏度对水力旋流器分离性能的影响。通过对不同工况条件下的降黏效果分析得出,降黏装置对聚合物溶液降黏效果明显。为验证在不同聚合物浓度条件下,水力旋流器串联降黏装置前后分离性能,开展了室内实验研究。实验结果表明,不同含水率、处理量条件下,水力旋流器串联降黏装置后,质量浓度在300 mg/L以内的聚合物溶液经水力旋流器分离后,油水分离效率均能达到99%以上;在部分工况质量浓度为400 mg/L的聚合物溶液条件下也达到了99%。可见,水力旋流器前端串入机械降黏装置能够拓宽其含聚适用性。     

提高聚驱井水力旋流器适用性的机械降黏装置的研制与评价彭永刚

为提高水力旋流器含聚适用性,设计出一种机械降黏装置,利用该装置能使聚合物分子链断裂,减小处理液的黏度,从而减小黏度对水力旋流器分离性能的影响。通过对不同工况条件下的降黏效果分析得出,降黏装置对聚合物溶液降黏效果明显。为验证在不同聚合物浓度条件下,水力旋流器串联降黏装置前后分离性能,开展了室内实验研究。实验结果表明,不同含水率、处理量条件下,水力旋流器串联降黏装置后,质量浓度在300 mg/L以内的聚合物溶液经水力旋流器分离后,油水分离效率均能达到99%以上;在部分工况质量浓度为400 mg/L的聚合物溶液条件下也达到了99%。可见,水力旋流器前端串入机械降黏装置能够拓宽其含聚适用性。     

聚合物污水配制液的微波降黏

影响聚合物水溶液黏度的因素有很多,主要包括聚合物自身的性质和配制用水的性质.为了简化试验条件,掌握微波降黏程度并考查该方法的实践可行性,在室内研究用污水配制聚合物液体.对污水配制的HPAM水溶液进行了微波降黏实验,得出了不同流量和不同水溶液浓度下黏度随功率的变化曲线.结果表明,随着水溶液浓度的增加,黏度下降的幅度也越来越大,即降黏效果也越显著;微波在处理污水配制的HPAM水溶液时存在着最佳的微波作用功率;污水配制的HPAM水溶液微波降黏的效率比清水配制的HPAM水溶液低.     

稠油乳化降黏剂高温稳定性室内评价

稠油开采具有黏度高、开采困难、耗费资金高等特点,本文对两种稠油乳化降黏剂AOS和MES开展评价,通过Attension表面张力仪分析了高温处理前后的表面张力变化。以降黏率与破乳脱水率为指标进行了乳化降黏效果评价,接着利用Turbiscan Lab型分散稳定性分析仪测定了高温处理前后的动力学不稳定性参数TSI,并采用STDEV函数处理求得S分离值。实验结果表明:AOS在高温处理前后表面张力变化仅为0.86%,MES则为12.38%;两种降黏剂的降黏率均达到97%以上,浓度0.3%的AOS沉降脱水率为86.67%,1.0%的MES为81.67%;两种浓度的AOS在高温处理前后的TSI变化量为0.02和0.27,MES对应为0.13和0.64。AOS对应的S分离值为0.066 8和0.130 0相对小于MES的0.187 4和0.236 4,AOS总体上稳定性均优于MES。     

原油超声波降黏实验研究

采用自行研制的全波长聚能型压电超声换能器及变幅杆浸入式反应器,对原油油样进行了超声降黏处理,测定了黏-温曲线。分析超声处理时间、换能器工作电流和含水率对原油超声降黏效果的影响。结果表明：当超声处理时间为3 min及换能器工作电流为0.36 A时,油样在温度为25 ℃、黏度低达200mPa·s时能够维持原油常温下的连续输送。但当超声处理时间过长时,原油黏度反而升高。其中,含水率为60%和75%的原油经超声处理后,降黏率大于60%。采用扫描电镜(SEM)观察了不同参数条件下的蜡晶形态,证明了原油超声降黏的可行性和不可回复性,为超声降黏装置的研制提供了理论依据。     

超声波对油层作用效应的实验研究

利用超声波可以改变介质渗流特性和流体流变性的原理,研究了超声波作用前后岩心渗透率变化曲线和压力梯度变化曲线,探讨了超声波在油层中作用的有效距离。研究结果表明,超声波处理后,原油的视粘度显著降低,反映了明显的声流变特性;超声波的作用功率越高,原油的降粘作用越大;超声波作用频率越低,原油的降粘幅度越大;原油粘度越高,降粘幅度越大。      

超声波对重油热反应的影响

探索了超声波对重油热反应的影响。讨论了超声波作用对重油的粘度、残炭和沥青质含量的影响，并探讨了其作用机理。结果表明，超声波作用大大增加了重油热反应的反应动力。随着超声波作用时间的增加，降粘率增大，残炭值升高，沥青质含量下降，表明油样发生了裂化和缩合反应。作用时间小于1h，油样性质变化较快；1h后变化较慢。超声波对不同油样的热反应影响效果不同。     

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。     

超稠油原位催化改质提高采收率实验

针对蒸汽吞吐、蒸汽驱的低渗透区超稠油流动阻力大、开采困难等问题,提出低渗透区超稠油原位催化改质降黏技术。采用反应釜法和物模实验法,筛选高效原位改质催化剂,研究催化剂的注入方式,并筛选5种催化剂及其改质条件。研究表明:以有机锌为催化剂,催化剂用量为0.1%、稠油含水率为50%时,超稠油具有较好的改质降黏效果;物模实验法原位催化改质降黏效果优于反应釜法,稠油含水率为50%、催化剂用量为0.1%、反应温度为240 ℃、填砂管回压为8~10 MPa和反应时间为24 h条件下,稠油黏度由145 000 mPa·s降至54 260 mPa·s,降黏率达62.58%;物模实验法改质油的密度和酸值下降,重组分(胶质和沥青质)含量减少10.85%,300、500 ℃前馏分分别提高了6.75%、17.29%。在240 ℃、10 MPa条件下,采用自制生物质基调剖剂封堵优势渗流通道,将催化剂注入低渗填砂管后水驱,改质稠油黏度降至68 450 mPa·s,降黏率达52.79%,流动阻力减少19.74%,采出率达到95.22%,稠油综合采出率由46.94%增至85.13%。该方法为超稠油蒸汽吞吐、蒸汽驱低渗透区域的稠油进行原位催化改质降黏提高采收率提供了借鉴。     

Effect of ultrasonic irradiation on rheological properties of asphaltenic crude oils

In this work, the rheological changes of several crude oil samples exposed to ultrasonic waves for different time intervals in addition to the effect of temperature on viscosity behavior of heavy crude oils were investigated using a series of steady shear flow and oscillatory tests. The colloidal structural evolutions of flocs in oil samples were illustrated by analysis of the size distribution of flocculated asphaltene particles (confocal microscopy tests). The rheological investigations indicate that the ultrasonic irradiation dissolved heavy components in crude oil. After ultrasonic treatment, the Kouh-e-Mond crude oil was found to be pseudoplastic. In addition, confocal microscopy confirms that there was an optimum duration for ultrasonic irradiation, at which the viscosity and flocculation rate of asphaltenic crude oils reduced to the minimum values. The optimum was found to be approximately 40 min for the Kouh-e-Mond crude oil. Experimental results illustrate that the ultrasonic irradiation could disaggregate heavy colloid components in crude oil, and breakdown of asphaltene molecules would only occur in a specific time interval of irradiation. Also according to the temperature sweep test, the oil temperature rise caused by ultrasonic irradiation was not the main reason for rheological changes of the crude oil and this alteration may be due to physical and chemical phenomena induced by sonication in crude oil.     

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。     

新型稠油流动性改进剂制备与评价

以脂肪酸和多胺为原料,制备了聚氨酰胺,将其作为稠油流动性改进剂评价了其对稠油凝点和粘度的影响。结果表明,所合成的聚氨酰胺型稠油流动性改进剂有一定的降凝作用,最高达4.1℃。所合成的聚氨酰胺型稠油流动性改进剂中胺的种类与结构对稠油的降粘效果影响较大,脂肪酸的种类与结构对稠油降粘效果影响小。聚氨酰胺分子中主链含氮数少时侧短链烷基结构的作用效果略好于侧长链烷基结构,然而,随着主链含氮数增多时侧长链烷基结构对稠油降粘效果增加。主链含氮原子数少且侧短烷基链的聚氨酰胺的降粘效果最高达23.1%。     

稠油活化剂降黏机理及驱油效果研究

稠油降黏冷采是海上油田开发的主要方式,为深入认识稠油活化剂的降黏机理及其在原油黏度为150～1 000 mPa·s的稠油油藏中的应用效果,通过室内物理模拟实验和耗散粒子动力学模拟技术,研究了稠油活化剂对稠油的降黏机理及驱油效果。结果表明,稠油活化剂可提高水相黏度、降低油水界面张力,能有效降低常规可流动稠油的黏度。分子尺度上的研究结果显示,稠油活化剂分子对沥青质聚集体有明显的阻聚-分散效果,其活性基团能增大沥青质芳香盘的层间距和链间距,减小沥青质聚集体堆积高度和堆积层数,削弱沥青质间的相互作用,破坏稠油重质组分聚集结构,分散稠油,从而增强原油流动能力。稠油活化剂的多种机理协同作用使其在室内岩心驱替实验和矿场应用中,均可起到良好的降水增油效果。该研究从分子层面明确了活化剂降低稠油黏度机理,为稠油活化剂现场应用提供理论指导。     

甲醇对稠油热裂解降黏过程的影响

将甲醇引入稠油热裂解降黏过程,在高压反应釜中模拟井下开采稠油的温度和压力,考察了甲醇添加量、反应时间和反应温度对稠油降黏率的影响。实验结果表明,最佳反应条件为甲醇添加量(基于100g稠油)4mL、反应温度150℃、反应时间4h。在此条件下,稠油降黏率达到36.49%,而在相同反应温度和时间下,不加甲醇时的稠油降黏率仅为15.67%,表明甲醇对稠油热裂解降黏过程有促进作用。对反应后得到的甲醇相进行气相色谱分析,分析结果显示,甲醇相中存在硫化物,几乎不含烃类物质,甲醇溶解了稠油热裂解生成的硫化物,促进了稠油热裂解反应的进行,从而降低了稠油的黏度。     

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。