稠油外輸化學(xué)降粘工藝技術(shù)探究

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1、稠油外輸化學(xué)降粘工藝技術(shù)探究　　稠油開采與集輸存在的生產(chǎn)技術(shù)難題世界稠油油藏分布很廣，類型很多，埋藏深度變化很大，一般在10～400米之間，主要儲層為砂巖。由于任何熱動力學(xué)變化都將影響稠油在油藏條件下的熱力學(xué)平衡狀態(tài)，并引發(fā)其流變性的異常變化，從而造成一些稠油生產(chǎn)技術(shù)方面的難題，主要?dú)w結(jié)為：1.高粘問題。稠油中所含瀝青質(zhì)是問題的根源，瀝青質(zhì)的含量與組成對稠油觸變假塑性特性的影響極大。瀝青質(zhì)的含量越高，稠油中作為分散相的瀝青質(zhì)微粒形成的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越大，其屈服應(yīng)力也越高；稠油中膠質(zhì)的存在可起穩(wěn)定瀝青質(zhì)微粒的作用。瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)的顯

2、著變化將增大稠油粘度，并增強(qiáng)其彈性特征；稠油內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)部分地建立在熱物理作用基礎(chǔ)之上，但是利用其熱物理作用的可逆性可以改變稠油物理結(jié)構(gòu)以利于其流動。62.在稠油開采和輸送過程中，任何熱效應(yīng)、力效應(yīng)、電效應(yīng)或其它物理化學(xué)因素的變化都可能引起重有機(jī)物的沉積。固相沉積將發(fā)生在原油流經(jīng)的任何場所，如生產(chǎn)油管、輸油管、分離器、油罐以及其它地面設(shè)施中，這大大降低了設(shè)備和設(shè)施的利用率以及生產(chǎn)油管和集輸管道的流通能力，有時會引發(fā)設(shè)備故障或管道阻塞，甚至造成災(zāi)難性事故。針對稠油的特點(diǎn)和存在的技術(shù)難題，其集輸工藝也在不斷更新，主要包括以下

3、幾種：2.1加熱法：加熱法是世界上實(shí)施最早、應(yīng)用最廣的集輸工藝，目前也仍是國內(nèi)外原油主要集輸方法，但是其工藝復(fù)雜、基建投資大，能耗與操作費(fèi)用高，占輸量l%以上的原油被燒掉和損耗，經(jīng)濟(jì)損失大。對于特超稠油，必須加熱到1000C左右才能滿足其管輸流動性要求，現(xiàn)有管道系統(tǒng)難以承受如此高的熱負(fù)荷。2.2稀釋法：主要是通過在稠油中摻入適當(dāng)?shù)南♂寗ㄈ巛p質(zhì)成品油、液化氣或稀原油等），使管壁潤濕減阻或稠油粘度因大分子濃度減小面降低，該技術(shù)降粘效果好，工藝操作簡單，在國內(nèi)外應(yīng)用廣泛。2.3摻熱水或活性水法：就是在稠油中摻大量的熱水、活性

4、水或污水使其漂浮或分散在水中，從而達(dá)到降粘和便于管輸?shù)哪康摹?.4低粘液環(huán)法：就是在高粘油與管道內(nèi)壁問形成一層低粘液環(huán)，使體系流動阻力大大降低，其技術(shù)關(guān)鍵是液環(huán)的穩(wěn)定性，其技術(shù)難題是如何確保液環(huán)過泵增壓時不被破壞。62.5改質(zhì)降粘法：其原理是使稠油轉(zhuǎn)化為低粘組分，從根本上解決稠油降粘問題，其形式多樣，主要包括熱裂解、加氫或催化裂化、激光改質(zhì)等，新疆新港公司稠油的減粘裂化研究表明：在370-410攝氏度和1-3小時停留時問的條件下，稠油主要發(fā)生裂化反應(yīng)，可產(chǎn)生15-17%的輕質(zhì)油品，減粘率可達(dá)90%左右，且符合200號燃料

5、油的粘度要求。Wichert等人在堿濃度為0（即蒸餾水）～10%wt溫度為80～175攝氏度、總壓為0.2-6.5MPa、運(yùn)行時間為3～24天等條件下，對hthabasca瀝青（bitumen）作了193個低溫氧化試驗(yàn)。2.6乳化降粘法：就是設(shè)法使稠油較均勻地分散在水中形成較穩(wěn)定的O/W（水包油）型乳狀液，其降粘效果顯著。但乳化降枯技術(shù)存在許多難以克服的缺點(diǎn)。2.7化學(xué)降粘法：利用化學(xué)降粘劑分子進(jìn)入稠油膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的分子之間，把呈層次堆積的分子分散開，使其包裹在稠油中的輕質(zhì)組分釋放出來，形成輕質(zhì)餾份包裹膠質(zhì)、瀝青質(zhì)聚集體

6、，從而降低稠油的結(jié)構(gòu)粘度。隨著稠油資源的開發(fā)，其在石油領(lǐng)域的潛在作用越來越引起人們的重視?；瘜W(xué)降粘技術(shù)能夠改善稠油流變性能，操作容易，對原油加工無影響，其對稠油輸送最具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)價值，因此，稠油化學(xué)降粘技術(shù)成為國內(nèi)外稠油降粘輸送的主要研究方向。稠油化學(xué)降粘技術(shù)主要是基于原油降凝劑開發(fā)技術(shù)，針對膠質(zhì)、瀝青質(zhì)分子呈層次堆積狀態(tài)，借助高溫或溶劑作用下堆積層隙“疏松”6的特點(diǎn)，使降粘劑分子“滲”入膠質(zhì)或?yàn)r青質(zhì)分子層之間，起到降低粘度的作用。國外對原油輸送化學(xué)降粘技術(shù)進(jìn)行了較早的研究及應(yīng)用。但開發(fā)研究的化學(xué)降粘劑主要以降凝劑為主的

7、流動性改進(jìn)劑，該流動改性劑能有效降低原油的凝點(diǎn)和低溫粘度，改善原油的低溫流動性。1999年7月，在長236公里、輸送獨(dú)山子混合油的管線上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，加入0.12%（W）ECA-841流動改進(jìn)劑處理后，混合原油10℃的屈服值由8.6Pa降到1.0Pa，10攝氏度時的塑性粘度由158mPa·s降到54mPa·s，降粘率為65.8%，在12～12.5攝氏度下，混合原油順利地通過了管線。62006年，從國外引進(jìn)Exxon8806、Exxon8361流動改性劑，在新疆油田外輸管道進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示：當(dāng)加劑量為50mg/L時，原油凝

8、點(diǎn)由160C降到一3.5”C，降幅19.5C；剪切速率為13.5s，8”C的粘度由1604.7mPa·s降到36mPa·s，降粘率為97.7%；現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)十分接近。新疆外輸原油管道已成為我國第一條添加流動改性劑實(shí)現(xiàn)常溫輸送的管道。該劑應(yīng)用于油田時，加劑量為500mg/L時，原油凝點(diǎn)由250C降到2”C，