稠油外輸化學降粘工藝技術探究

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1、稠油外輸化學降粘工藝技術探究　　稠油開采與集輸存在的生產技術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。由于任何熱動力學變化都將影響稠油在油藏條件下的熱力學平衡狀態(tài)，并引發(fā)其流變性的異常變化，從而造成一些稠油生產技術方面的難題，主要歸結為：1.高粘問題。稠油中所含瀝青質是問題的根源，瀝青質的含量與組成對稠油觸變假塑性特性的影響極大。瀝青質的含量越高，稠油中作為分散相的瀝青質微粒形成的結構強度越大，其屈服應力也越高；稠油中膠質的存在可起穩(wěn)定瀝青質微粒的作用。瀝青質結構的顯

2、著變化將增大稠油粘度，并增強其彈性特征；稠油內部組織結構部分地建立在熱物理作用基礎之上，但是利用其熱物理作用的可逆性可以改變稠油物理結構以利于其流動。62.在稠油開采和輸送過程中，任何熱效應、力效應、電效應或其它物理化學因素的變化都可能引起重有機物的沉積。固相沉積將發(fā)生在原油流經的任何場所，如生產油管、輸油管、分離器、油罐以及其它地面設施中，這大大降低了設備和設施的利用率以及生產油管和集輸管道的流通能力，有時會引發(fā)設備故障或管道阻塞，甚至造成災難性事故。針對稠油的特點和存在的技術難題，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：加熱法是世界上實施最早、應用最廣的集輸工藝，目前也仍是國內外原油主要集輸方法，但是其工藝復雜、基建投資大，能耗與操作費用高，占輸量l%以上的原油被燒掉和損耗，經濟損失大。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荷。2.2稀釋法：主要是通過在稠油中摻入適當?shù)南♂寗ㄈ巛p質成品油、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，該技術降粘效果好，工藝操作簡單，在國內外應用廣泛。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，其技術關鍵是液環(huán)的穩(wěn)定性，其技術難題是如何確保液環(huán)過泵增壓時不被破壞。62.5改質降粘法：其原理是使稠油轉化為低粘組分，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，可產生15-17%的輕質油品，減粘率可達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。2.6乳化降粘法：就是設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。但乳化降枯技術存在許多難以克服的缺點。2.7化學降粘法：利用化學降粘劑分子進入稠油膠質、瀝青質的分子之間，把呈層次堆積的分子分散開，使其包裹在稠油中的輕質組分釋放出來，形成輕質餾份包裹膠質、瀝青質聚集體

6、，從而降低稠油的結構粘度。隨著稠油資源的開發(fā)，其在石油領域的潛在作用越來越引起人們的重視?；瘜W降粘技術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經濟價值，因此，稠油化學降粘技術成為國內外稠油降粘輸送的主要研究方向。稠油化學降粘技術主要是基于原油降凝劑開發(fā)技術，針對膠質、瀝青質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，使降粘劑分子“滲”入膠質或瀝青質分子層之間，起到降低粘度的作用。國外對原油輸送化學降粘技術進行了較早的研究及應用。但開發(fā)研究的化學降粘劑主要以降凝劑為主的

7、流動性改進劑，該流動改性劑能有效降低原油的凝點和低溫粘度，改善原油的低溫流動性。1999年7月，在長236公里、輸送獨山子混合油的管線上進行了實驗，加入0.12%（W）ECA-841流動改進劑處理后，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Exxon8806、Exxon8361流動改性劑，在新疆油田外輸管道進行實驗，結果顯示：當加劑量為50mg/L時，原油凝

8、點由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)場實驗的結果與室內實驗十分接近。新疆外輸原油管道已成為我國第一條添加流動改性劑實現(xiàn)常溫輸送的管道。該劑應用于油田時，加劑量為500mg/L時，原油凝點由250C降到2”C，