超深層稠油降粘的適應(yīng)性

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1、超深層稠油降粘的適應(yīng)性.freel,所產(chǎn)原油屬于超深層稠油。這些稠油在地層條件下粘度小,可以順利流入井筒,但隨著油流沿井筒舉升,油溫逐漸降低,致使其在井筒中的流動(dòng)性不斷喪失,這給塔河超深層稠油的開采及地面集輸帶來極大困難。目前,國內(nèi)外常用的稠油降粘減阻的方法主要有加熱法、稀釋法、乳化降粘法等2-6,其中摻稀降粘效果顯著、工藝操作簡單,.freelin,測定油樣在剪切速率由低到高旋轉(zhuǎn)作用下的剪切應(yīng)力。再以1℃/min速度降溫,恒溫在下一溫度點(diǎn),測試相應(yīng)的剪切應(yīng)力。測試溫度為50~90℃,間隔10℃。2結(jié)

2、果與討論2.1塔河稠油流變及粘溫特性根據(jù)流變測試結(jié)果,繪制TK1073、TH10227及TH12312井稠油在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)的流變曲線,均為過坐標(biāo)系原點(diǎn)的曲線,并且可用冪律流動(dòng)模型(n1)很好擬合,相關(guān)系數(shù)大于0.99(表2)。表明其在實(shí)驗(yàn)條件下呈明顯的非牛頓流體特性,表觀粘度與溫度、剪切速率等因素密切相關(guān)。隨著溫度降低,稠油的流變指數(shù)n總體趨勢減小,逐漸偏離1,即流體偏離牛頓流體的程度增大,非牛頓特性增強(qiáng);稠度系數(shù)k增大,流體粘度大幅升高,流動(dòng)性變差。塔河油田稠油呈非牛頓特性的原因可能是:瀝青膠質(zhì)含

3、量高,膠狀粒子相互作用強(qiáng),以及5%~25%乳化水的作用。根據(jù)擬合公式,繪制3種塔河稠油在剪切速率為10s-1和50s-1時(shí)的粘溫曲線(圖1),可見3種塔河稠油均具有明顯的剪切稀釋性。曲線其余特點(diǎn)包括:①3種稠油粘溫曲線均存在拐點(diǎn),溫度范圍在70~80℃。當(dāng)溫度低于拐點(diǎn)溫度時(shí),稠油表觀粘度隨溫度升高而大幅降低,表明在低溫區(qū)間稠油粘度對(duì)溫度非常敏感。②溫度高達(dá)80℃時(shí),10s-1剪切速率下稠油的表觀粘度仍然非常大,在2506~11288mPa?s之間,遠(yuǎn)大于400mPa?s的期望最高管輸粘度7,因此,塔河

4、稠油采用直接加熱工藝,難以滿足其開采和集輸?shù)陌踩?jīng)濟(jì)要求,必須結(jié)合其他降粘措施。由于塔河油田目前同時(shí)生產(chǎn)大量稀油,故稀釋降粘成為塔河超深層稠油降粘的首選方式。2.2塔河稠油摻稀降粘效果評(píng)價(jià)由于TH12312與TK1073井稠油均屬于典型超稠油,且粘度相差不大,因此,僅選取TK1073井超稠油和TH10227井特稠油,摻入4種塔河稀油進(jìn)行降粘實(shí)驗(yàn)(表3)。摻稀比(稀油與稠油50℃體積比)為1:1、1.5:1、2:1,實(shí)驗(yàn)溫度為90~50℃,間隔10℃。當(dāng)摻稀條件相同時(shí),不同稀油的降粘效果不同,輕質(zhì)油一廠

5、DK4油最好,中質(zhì)油一聯(lián)油與1#混合油次之,2#混合油最差。在80℃、摻稀比為1:1的條件下,可將TK1073井稠油粘度分別降至122.2mPa?s、176.5mPa?s、364.1mPa?s及849.8mPa?s,降粘率依次為98.92%、98.44%、96.77%及92.47%;對(duì)TH10227井稠油也有類似顯著的降粘效果,可見一聯(lián)油與1#混合油兩種中質(zhì)油對(duì)塔河超深層稠油降粘具有較好的適應(yīng)性。此外,在相同的溫度條件下,摻稀比越大,摻稀混油粘度越低,流動(dòng)性越好,與常規(guī)流體的稀釋降粘規(guī)律一致。但隨著稀

6、油量增加,管道負(fù)荷增大,經(jīng)濟(jì)性降低,因此,在滿足產(chǎn)量和輸量的情況下,應(yīng)盡量減少稀油摻量,節(jié)約稀油資源、提高稀油利用率。2.3稀油密度對(duì)塔河稠油降粘效果的影響為直觀說明4種不同密度等級(jí)的稀油對(duì)塔河油田稠油降粘的適應(yīng)性,以TH10227井稠油為例,繪制稀油20℃密度對(duì)其摻稀混合油的30℃粘度影響曲線(圖2)。曲線存在一個(gè)明顯的拐點(diǎn),將其對(duì)應(yīng)的密度定義為臨界密度,約為0.91kg/m3。當(dāng)稀油密度低于該臨界值時(shí),隨著稀油密度的增加,摻稀混油的粘度略微增大;當(dāng)密度高于該臨界值時(shí),隨著稀油密度的增加,摻稀混油的

7、粘度顯著增大。也就是說,密度低于臨界值的中質(zhì)油對(duì)塔河稠油降粘具有較好的適應(yīng)性。在此,中質(zhì)油一聯(lián)油與1#混合油對(duì)塔河稠油有較好的降粘效果,在摻稀比為1:1的條件下,可將TH10227稠油的30℃粘度分別降至593.9mPa?s和1376mPa?s。因此,在滿足采油與集輸要求的情況下,可以考慮使用中質(zhì)油,以便有效擴(kuò)大稀油來源、緩解稀油資源緊缺的壓力。然而,2#混合油的密度高于臨界值,在相同的摻稀比條件下,只能將TH10227井稠油的30℃粘度降至17451mPa?s,降粘效果明顯較差,不適合塔河超深層稠油

8、的摻稀降粘。密度低于臨界值的中質(zhì)油對(duì)塔河超深層稠油的降粘效果較好,其原因可能是:中質(zhì)油中所含芳烴及膠質(zhì)分子對(duì)塔河超深層稠油中的瀝青質(zhì)分子具有一定的溶解作用;但對(duì)于密度過高的稀油,其瀝青質(zhì)、膠質(zhì)含量也相當(dāng)高,對(duì)超深層稠油的稀釋作用及降粘效果急劇降低。因此,有待進(jìn)一步系統(tǒng)分析塔河超深層稠油和稀油的關(guān)鍵組分,從本質(zhì)上揭示中質(zhì)油對(duì)塔河稠油摻稀降粘的適應(yīng)性。3應(yīng)用實(shí)例2008年9月油田將密度為0.83g/cm3的三聯(lián)稀油與密度為0.96g/cm3的稠油混配成密度為