基于胶体化学和热力学的稠油掺稀降黏试验研究

掺混稀油是稠油降黏的有效手段之一,能有效降低超深井井筒举升过程中井筒摩阻。评价了不同密度稀油的掺稀降黏效果,并综合运用热力学、胶体与界面化学等研究了稠油掺稀降黏过程中稀释焓、Zeta电位、掺稀比的变化以及轻质油与稠油混合溶液的稳定性。研究结果表明,密度0.91g/cm3掺稀油与稠油混合过程中溶解热焓值最低、Zeta电位最高,混合系统能最快地达到热力学平衡,形成的胶体分散系统最稳定,掺稀效果最好。该结果对明晰稠油掺稀降黏机理、提高稠油掺稀降黏效果具有指导意义。     

风城超稠油外输管道掺稀输送工艺

参考国内外应用成熟的稠油降粘工艺，结合克拉玛依石化公司的加工技术，提出了风城稠油掺柴降粘外输方案。重点研究了风城稠油特性，掺柴后的混油特性，掺柴工艺流程，不同输量下管道运行的水力、热力条件，以及最小启输量、最大输量及安全停输时间等。结果表明：掺柴后的混油在一定温度下表现出牛顿流体特性；掺稀工艺满足事故工况和投产初期低输量运行要求，低黏度下满足设计输量的最小掺柴质量分数为20％，高黏度下满足设计输量的最小掺柴质量分数为25％，且低黏度和高黏度下管道外输量适应范围较大。风城超稠油外输管道的顺利投产，可为我国今后设计线路更长、输量更大的稠油外输管道提供参考。     

稠稀油黏度比对混合油黏度预测准确性的影响

稠油掺稀后混合油黏度的准确计算是稠油地面设施及管道工艺计算的基础,为了研究高黏度比(大于1×104)对于混合油黏度预测准确性的影响,首先筛选6个较为常用的混合油黏度计算模型,通过Capella稠油与4种不同物性稀油的现场掺稀测试,对38组共114个混合油黏度实测值和模型预测值进行对比,使用误差分析方法讨论了稠稀油黏度比对不同模型预测准确性的影响。研究表明:黏度比小于3 000时,Cragoe修正模型预测平均误差小于10%;黏度比大于3 000时,推荐采用Lederer改进模型,平均预测误差小于15%;黏度比对于混合油黏度模型预测误差的影响不可忽略,如需对现有模型进行修正,则应在修正式中引入黏度比。     

塔河稠油掺稀粘度预测模型

利用塔河稠油分别掺混4种塔河稀油的粘度测试数据,对Arrhenius粘度模型、双对数粘度模型、Cragoe粘度模型和Lederer粘度模型进行评价,结果显示:Cragoe模型准确度最高,最适合对塔河稠油掺稀粘度进行预测.考虑不同掺稀体积比对Cragoe模型预测结果的影响,将稠油的质量分数作为Cragoe粘度模型的改进参数,分别对稀稠体积比高于和低于1∶1的预测值进行放大和缩小处理,改进Cragoe模型,实现平均误差和最大误差较改进前分别下降43％和32％.     

稠油油田双管掺稀油集输系统的优化设计

双管掺稀油集输流程是稠油油田普遍采用的一种流程,通过对双管掺稀油集;输流程的系统分析,以初始投资与运行费用相结合的等额年费用为优化目标,建立了亿化设计的数学模型,给出了优化设计变量的约束条件及数学模型的求解方法,并编制了相应的求解软件,以实例说明了该软件的应用情况。     

稠油高黏机理及掺稀降黏技术进展与展望

由于石油资源需求的不断增长和常规轻质原油的快速开采及消耗,低品位的稠油油藏日益受到世界各国的重视,如何高效而又经济地开采和利用稠油资源成为国内外研究的热点之一。介绍了常规稠油的主要组成、物理性质,稠油降黏的方法理论及其研究进展,并论述了这些方法理论在现场的应用情况。基于前人关于掺稀降黏的研究成果,探讨并分析了植物油脚及其衍生物——生物柴油在稠油降黏中应用的可行性,丰富了稠油掺稀降黏方法体系,为稠油降黏相关研究和应用提供理论和实践支撑。从掺稀降黏工艺的发展趋势来看,认为采用与环境友好和可再生低成本的油脚皂脚所制备的生物柴油作为掺稀油是未来的一个重要发展方向。     

塔河超深层中质油对稠油降粘的适应性

针对塔河油田超深层油藏地质特点和原油性质,以TK1073、TH10227及TH12312井稠油和4种塔河稀油为研究对象,采用流变学方法,测试分析原油的流变特性及粘温特性,评价不同塔河稠油分别掺入不同量的一厂DK4、一联、1#和2#混合油4种塔河稀油的降粘效果,探讨轻质油及混配中质油对塔河稠油降粘的适应性,以达到扩大稀油源、节约轻质油的目的。研究结果表明：TK1073与TH12312井稠油属超稠油,TH10227井稠油属特稠油,其生产与集输必须采取掺稀等降粘措施;一厂DK4轻质油、一联中质油及1#混合中质油对塔河稠油掺稀降粘具有较好的适应性,而2#混合中质油则相对较差。实际应用证实了室内研究结论的可靠性。     

稠油降黏减阻及其流变学性质

针对稠油的管道输送问题,从降黏减阻的角度开展研究工作。采用管流实验和流变仪测试相结合的方法,探讨了升温、充气和掺混稀油对稠油降黏减阻的作用效果。结果表明:对于具有牛顿流体本构关系的稠油,升温和掺混稀油均具有明显的降黏减阻作用,其减阻效果呈指数关系衰减;充气减阻仅在大流量、低温度的条件下发生,且黏度的降低幅度不大。针对掺稀油减阻,提出了一个指数关系式对混合黏度进行预测,该公式是稠油黏度、稀油黏度及稀油体积含率的函数,通过与实验数据进行对比,证明了其预测精度较高。     

渣油掺稀降黏实验及模型

为研究非石油基组分油用于渣油掺稀降黏的机理和黏温模型,测定了页岩油、水上油和煤柴油3种非石油基组分油用于辽河减压渣油掺稀降黏的黏温数据。实验结果表明,3种稀油对渣油降黏效果显著。分析认为:沥青质基本片层结构之间的缔合作用力是影响渣油掺稀降黏效果的重要因素。将张克武导出的液体黏度理论方程拓展应用于渣油掺稀混合油的黏温关系描述。基于实验和分析,提出渣油掺稀降黏包括沥青质稀释和解缔两种机理,并建立了渣油掺稀降黏模型。该模型计算值与实验值吻合较好。模型参数反映了混合油的构成和稀油对渣油沥青质缔合作用的影响,具有一定的物理意义。     

螺杆泵输送掺稀稠油性能的现场测试

螺杆泵经过多年的使用,零件出现不同程度的磨损。为了探究螺杆泵特性曲线发生的变化,有必要对泵性能曲线进行测试校核。根据相关规范,对某原油管道泵站的螺杆泵开展了现场试验,获得了该螺杆泵输送掺稀稠油时的流量-压差和效率-压差特性曲线。基于螺杆泵出厂时的不同运动黏度下的流量-压差、功率-压差性能曲线和现场试验结果,利用线性插值方法得到试验油品对应运动黏度下螺杆泵的出厂性能曲线。螺杆泵的实测性能曲线与出厂性能曲线对比结果表明,使用多年的螺杆泵,效率出现不同程度的降低,下降幅度在1.1%~14.0%之间;在相同压差下,螺杆泵流量也有所损失,下降幅度在3.7%~15.6%之间,且随着压差增大,流量下降幅度增大。现场测试得到的螺杆泵性能曲线可为今后该原油管道输送掺稀稠油的工艺计算和能耗分析提供依据。     

加拿大SAGD油砂乳状液掺稀脱水实验

为优化加拿大SAGD油砂乳状液脱水处理工艺,研究了加拿大SAGD油砂样本物性,理论分析了SAGD油砂乳状液的稳定性,开展两种典型稀释剂的稀释特性实验,获得了各自的稀释脱水特性,为脱水处理工艺的完善与优化提供指导。研究结果表明,以石脑油为代表的芳香族稀释溶剂的经济技术掺稀比为20%,石脑油掺稀降黏增大密度差的效果较好,但是对于水滴聚结的作用效果不明显,造成整体脱水效果较差,因此实际应用时仍需要加破乳剂。而以正庚烷为代表的脂肪族溶剂由于黏度、密度比石脑油大,因此降黏效果较差,但在超过一定比例后,能使SAGD油砂乳状液中的沥青质沉积,稀释特性表现为从掺稀降黏作用转变为沥青质沉积,掺稀比为1.8时可以完全脱除油砂乳状液中的水滴。     

混合原油粘度计算模型

高粘原油降粘通常采用稠油与轻质原油混合输送的方式。针对目前混合原油粘度的计算还没有普遍适用的粘度计算模型问题,通过参考各种文献,给出了常用的混合原油粘度计算式及其适用范围。以吐哈—南疆—北疆(重质油)混合原油为例,给出了粘度模型筛选过程,从而为实际应用提供了参考。     

日东原油管道高黏油掺混输送工艺

日东原油管道通过使用静态掺混装置实现了高黏油的在线掺混输送,并积累了大量的生产数据和经验。介绍了日东原油管道的掺混工艺、输送油品的物性、掺混界面的移动对运行参数的影响及油品静置对启输的影响。以黏度异常事件为例,对比分析了事件前后管道流量、压力、黏度及水力坡降等重要参数和数据,最终确定高稠油掺入比和部分管段沉积的杂质颗粒黏团为两个关键影响因素。为确保管道的运行安全,避免再次发生黏度异常事件,建议结合生产实际情况,以取样数据为依据,严格控制掺混比例和黏度等运行参数,明确清管频次,进一步优化管道生产运行。研究成果可为管道安全输送掺混油提供技术支持。     

原油黏度非均质分布稠油油藏数值模拟新方法

受成藏条件、原油组成变化等因素影响,稠油油藏地层原油黏度一般呈非均质分布。以稠油油藏油井最低黏度和最高黏度原油作为基准原油,基于Arrhenius黏度混合模型,提出了油藏数值模拟中原油黏度非均质分布表征方法。以王庄油田T82区块为典型油藏进行蒸汽吞吐数值模拟研究,根据36口井原油黏度测试数据,分别建立了该油藏原油黏度均质分布模型和非均质分布模型,并进行了蒸汽吞吐开发模拟对比。结果表明,原油黏度非均质分布场与实际原油黏度分布一致,在含水率和累计产油量整体拟合较好的情况下,原油黏度非均质分布模型相对于均质分布模型单井拟合率提高27.3%,能够更准确地对注采参数进行优化,提高开发方案预测效果。     

风城超稠油掺柴油长距离输送方法

针对新疆风城超稠油长距离管道的输送难题,结合超稠油特性及下游克拉玛依石化公司的加工工艺要求,对比分析了掺稀输送工艺常用稀释剂的优势与不足,提出了风城超稠油掺柴油降粘输送方法。以风重010井与重59井原油为研究对象,采用流变学法与瓶试法,同时依据相关测试标准,测试分析两种原油脱水前后的基本性质、流变特性与粘温特性,评价其掺柴油的脱水效果及其脱水前后掺柴油的降粘效果。结果表明:两种风城原油属于典型的超稠油,选用0#柴油作为稀释剂具有明显的安全经济优势;两种超稠油掺0#柴油不仅可以显著降低其表观粘度,而且有助于脱水;在0#柴油掺入体积分数为20%～25%、输油温度为80～90℃的条件下,两种超稠油掺混0#柴油处理后均具有较好的流动性与可泵送性。     

原油混合输送的技术问题

不同原油的混合输送是解决我国原油进口量不断增长的技术问题之一.结合国内原油管道的现状,研究并分析了原油混合输送的特点,给出了原油混合输送过程中的基本要求和常用操作方法,对混油的运行管理和配制方式进行了说明,提出了需要注意的问题.     

河口稠油掺水降粘输送试验研究

由于胜利油田河口稠油粘度高、密度大,因此稠油的开采、输送和加工处理都比其它石蜡基原油困难得多.为了寻求更经济、有效、可靠的稠油输送方法,通过大量的室内环道试验和现场试验,研究分析了稠油掺水输送的技术条件及降粘效果,并通过优化得出了河口稠油的最佳输送工艺参数,表明了稠油掺水降粘输送是一种比较经济、有效的稠油输送方法.     

昌吉油田冷采稠油回掺热水降黏集输工艺

昌吉油田所辖区块油藏具有原油黏度高,储层中低渗的特点,采取管网远距离集输工艺,存在井口高回压甚至凝管等问题,而采取井口单罐生产收油车倒油至集中处理站的集输方式,存在收油车卸油困难、单罐电伴热能耗高、收倒油运费高、巡检管理不便、影响原油连续生产等问题。为此,采用回掺热水降黏集输工艺,使昌吉油田实现了稠油的管网集输,吨油运行成本降低46％。探讨了该工艺在实际运行过程中暴露的问题,提出了停加降黏剂、在各回掺水配水站增加燃气水浴炉、使用伴生气代替CNG作为相变加热炉燃料等解决方法,取得了显著的经济效益和社会效益。（图8,表1,参11）     

不同油种多向精密配输工艺

针对进口原油和胜利原油不同比例混合输送问题,分析了罐内混合和泵后混合输送工艺的特点,提出采用泵后混合及综合调节技术相配合,可以实现进口油和胜利油的多方向不同比例混合输送。实践证明,该精密配输工艺可行性强,具有良好的应用前景。     

萨北开发区稀油油藏聚合物驱后蒸汽驱试验研究

利用蒸汽热采可以改善原油的流动性,且具有超覆驱的特征,能有效驱动厚油层顶部剩余油。在室内研究和数值模拟的基础上,综合分析了聚合物驱后油层开展蒸汽驱的可行性,并优选了注采参数,优化了注汽方案。现场应用结果表明,蒸汽驱的注入压力先下降后稳定,采油井见效以增液为主,含水下降幅度不大,原油轻质组分增加,驱油效率得到提高;蒸汽驱的吸汽剖面调整显著且连续性好,产液剖面均匀动用程度得到提高,是试验取得较好效果的主要原因。