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。     

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。     

原油组成对电场改性效果的影响北大核心

电场改性是一种新型的原油改性方法,其基本原理是电流变效应,机理是蜡晶的界面极化。目前研究发现,不同原油电场改性效果差异较大,机理尚不明确。以胶质、沥青质含量介于4%~23%的8种含蜡原油为实验对象,测试其电场改性效果,发现胶质、沥青质含量少(总质量分数5%以下)的原油,在实验条件下电场降黏效果随累计析蜡量增大呈先升后降趋势;对于胶质、沥青质含量中等的原油(总质量分数10%左右),在实验条件下电场降黏效果随累计析蜡量增大单调上升;对于胶质、沥青质含量较高(总质量分数15%以上)的原油,在实验条件下电场降黏效果不明显。结合界面极化机理,得出电场改性效果强弱与原油中胶质、沥青质的充足程度及聚集程度密切相关。     

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。     

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。     

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。     

风城稠油氧化催化降黏剂的研制与性能评价

风城特稠油由于黏度高、流动性差等原因使得其开发和集输非常困难。在不改变其传统降黏工艺的基础上研制了一种新型氧化催化体系的降黏剂,并对氧化催化体系降黏剂组分评选、配方优化、性能评价等做了系统研究。试验结果表明,风城特稠油中胶质、沥青质占原油近50%,其中胶质含量达到31.58%,原油酸值低至3.14mgKOH/g;研制的氧化催化体系降黏剂在注蒸汽的过程中与原油发生氧化催化反应,促进胶质和沥青质等重组分裂解成饱和烃、芳香烃等轻组分和中间组分;降黏剂最佳配方为0.1%的活性碱+0.2%氧化剂(BOH)+0.3%催化剂(TOM)。降黏剂加量0.8%、反应时间14~24h、反应温度在150~240℃时,稠油降黏率可达98%以上,与原油相比,反应后稠油中饱和烃与芳香烃增加40%,胶质、沥青质下降22%。     

稠油掺稀输送中掺稀比的优化

掺稀油输送是脱水稠油重要的输送方式之一。为了进行掺稀比的优化,降低稠油输送的能量消耗,以稠油输送动能消耗作为优化目标,建立了动能消耗与掺稀比相互关系的数学模型,并以胜利油田陈南集中处理站为例进行了分析计算。结果表明:稠油掺稀是非常有效的降黏方式,可以大幅度降低混合原油黏度;但是随着掺稀比的增大,稀油增加了混合原油的流量,输送动能消耗增加。因此,稠油掺稀输送存在最优掺稀比,掺稀比过大,反而会增加输送能耗。利用双对数模型和当量黏度的计算方法以及稠、稀油的物性,可以对最佳掺稀比进行计算分析。     

稠油乳状液在水浴与微波加热方式下的降黏实验

为了探究稠油乳状液在水浴与微波两种加热方式下的降黏特性及机理,以含水率50％的委内瑞拉稠油乳状液协同纳米降黏剂为研究对象,设计了水浴与微波两种加热方式下的降黏对比实验,包括降黏规律分析、四组分(SARA)分离、全二维气相色谱质谱(GC-MS)分析、傅立叶红外光谱分析(FT-IR)及黏度反弹实验,探究了降黏剂质量分数、加...     

BEM-JN油基降粘剂作用机理与应用试验

根据东营-辛店管道所输混合原油的胶质、沥青质含量和蜡晶分布特点,研制了BEM-JN系列油基降粘剂,主要成分为聚合物和表面活性剂,其中非极性聚合物为降凝剂的有效成分,主要针对原油中的蜡起作用,极性较强的聚合物和表面活性剂则针对原油中的胶质、沥青质起作用,原油粘度的降低是两类组分综合作用的结果。分别考察了BEM-JN降粘剂和BEM-3降凝剂在不同热处理温度下对东营原油库原油的降粘效果,结果表明:相对较高的热处理温度有利于提高两种化学剂的降粘效果,而相对较低的热处理温度和相对较高的测试温度将使降凝剂表现出增粘效果。室内实验和现场应用试验证明:BEM-JN降粘剂对于东营-辛店管道所输混合原油具有较好的降粘效果,其应用可满足该管道低输量安全运行的需要。     

塔河油田超深超稠油矿物绝缘电缆加热技术研究

塔河油田稠油具有超深超稠的特点,黏温拐点深度普遍大于2000m,常规电加热工艺由于下深及加热效率问题导致节约稀油效果有限。矿物绝缘加热电缆以连续高品质铜线为发热导体、矿物氧化镁材料为绝缘层、优质不锈钢为护套组合而成,抗拉强度520MPa,耐温-30~600℃,重量0.27kg/m,具有耐温高、发热量大、质量轻、强度高的特点,能更好地适应产液量高、加热深度及发热量要求较高的稠油井降黏需要。该工艺在塔河油田开展现场试验3井次,下深2200~2500m,加热功率250kW,平均井口温度提高37.8℃,节约稀油率66.8%,取得了较好的节约稀油效果。     

含蜡原油乳状液凝胶结构裂降行为模型

在常温或深海低温条件下,含蜡原油与水形成的W/O型乳状液易发生胶凝,容易对管道再启动安全性造成威胁。基于含蜡原油乳状液凝胶复杂的流变行为,分别探讨黏塑性和黏弹性两类含蜡原油触变模型对其乳状液凝胶的适用性。通过对比目前常用于含蜡原油的4种黏塑性触变模型,以及近期发展的黏弹性触变模型,筛选出能够准确描述乳状液凝胶加载后整个流变响应过程的模型。通过实验数据拟合发现,滕厚兴提出的黏弹性触变模型对包括屈服前蠕变和屈服后裂降的整个过程的描述最准确;在黏塑性触变模型中,滕厚兴提出的黏塑性模型对屈服点后裂降过程的描述结果偏差最小,而传统的Houska黏塑性模型对乳状液凝胶裂降过程的描述效果不佳,主要是由于该模型的速率方程与实际裂降过程不符。由于黏塑性触变模型无法描述屈服点之前的黏弹性响应,因此推荐采用滕厚兴的黏弹性触变模型进行管道再启动计算。     

含蜡原油乳状液凝胶结构裂降行为模型北大核心

在常温或深海低温条件下,含蜡原油与水形成的W/O型乳状液易发生胶凝,容易对管道再启动安全性造成威胁。基于含蜡原油乳状液凝胶复杂的流变行为,分别探讨黏塑性和黏弹性两类含蜡原油触变模型对其乳状液凝胶的适用性。通过对比目前常用于含蜡原油的4种黏塑性触变模型,以及近期发展的黏弹性触变模型,筛选出能够准确描述乳状液凝胶加载后整个流变响应过程的模型。通过实验数据拟合发现,滕厚兴提出的黏弹性触变模型对包括屈服前蠕变和屈服后裂降的整个过程的描述最准确;在黏塑性触变模型中,滕厚兴提出的黏塑性模型对屈服点后裂降过程的描述结果偏差最小,而传统的Houska黏塑性模型对乳状液凝胶裂降过程的描述效果不佳,主要是由于该模型的速率方程与实际裂降过程不符。由于黏塑性触变模型无法描述屈服点之前的黏弹性响应,因此推荐采用滕厚兴的黏弹性触变模型进行管道再启动计算。     

含蜡原油乳状液凝胶结构裂降行为模型北大核心

在常温或深海低温条件下,含蜡原油与水形成的W/O型乳状液易发生胶凝,容易对管道再启动安全性造成威胁。基于含蜡原油乳状液凝胶复杂的流变行为,分别探讨黏塑性和黏弹性两类含蜡原油触变模型对其乳状液凝胶的适用性。通过对比目前常用于含蜡原油的4种黏塑性触变模型,以及近期发展的黏弹性触变模型,筛选出能够准确描述乳状液凝胶加载后整个流变响应过程的模型。通过实验数据拟合发现,滕厚兴提出的黏弹性触变模型对包括屈服前蠕变和屈服后裂降的整个过程的描述最准确;在黏塑性触变模型中,滕厚兴提出的黏塑性模型对屈服点后裂降过程的描述结果偏差最小,而传统的Houska黏塑性模型对乳状液凝胶裂降过程的描述效果不佳,主要是由于该模型的速率方程与实际裂降过程不符。由于黏塑性触变模型无法描述屈服点之前的黏弹性响应,因此推荐采用滕厚兴的黏弹性触变模型进行管道再启动计算。     

管输原油沥青质沉积机理与预测模型

阐述了对沥青质沉积过程的认识,总结了静态条件下的沥青质沉淀、聚集和沉积模型,指出了沥青质静态模型的准确度和适用范围,介绍了沥青质沉积模型在单相管输中的应用。由于多相混输管道中的流体流动状态变化和沥青质沉积与体系温度、压力、油气组分等密切相关且相互影响,因而,不同于静态沉积和单相流管道,多相混输管道沥青质沉积需要考虑输送过程中的动态多级沉积过程和流型改变对沉积的影响。进一步分析了静态沥青质沉积模型运用于多相混输时存在的问题。     

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％.     

库姆克尔原油胶质、沥青质组分对其流变性的影响

利用氧化铝吸附色谱分离库姆克尔原油中的胶质、沥青质,然后利用碱性氧化铝和酸性氧化铝吸附色谱分离胶质、沥青质中的酸性组分、碱性组分和中性组分。利用傅里叶变换红外光谱和核磁共振波谱研究了胶质沥青质分离组分的有机官能团,结果表明：中性组分的极性官能团含量很少,酸性组分的极性官能团含量较多,碱性组分的极性官能团含量最多;中性组分为烷烃物质,碱性组分含有氮、氧杂原子,表现为有机胺、有机醚,并含有酯基,酸性组分的特征官能团为羧酸,亦含有氮、氧等杂原子。将分离组分按1%的质量分数添加到原油或加剂原油中,研究其对原油或加剂原油流变性的影响,结果表明：对库姆克尔原油粘度产生不利影响的是胶质沥青质中的酸性组分。添加可以与酸性组分相互作用的降凝剂,可以明显降低库姆克尔原油的粘度,抑制酸性组分对原油流变性的恶化作用。     

辽河油田稠油集输技术现状及发展方向

辽河油田所产的稠油品种繁多,物性较差,相对集输处理的难度较大.通过分析辽河油田稠油的特点,总结出了单管加热、掺稀油降粘、平台拉油集中处理、裂化降粘采集输一体化、超稠油乳化降粘等适合辽河油田稠油特点的地面集输工艺和几种稠油脱水工艺流程.指出应在提高集输系统的密闭率、提高稠油的脱水温度等5个方面进行科技攻关,保持稠油集输与处理技术的国际领先地位.     

不同土壤改良措施对烟叶品质的影响

为了探索黏质土壤最适宜的土壤改良措施,通过大田小区试验研究了一定比例掺砂、掺稻壳对烤烟品质的影响。结果表明,黏质土壤掺砂对烤烟产量、产值均有显著提高,分别比对照提高31.35%、33.94%,香气物质含量提高了4.85%,但烤烟化学成分和感官质量评价不够突出。黏质土壤掺稻壳处理的经济效益显著高于对照,产量、产值分别提高了10.98%、21.74%,最大程度地提高了烟叶的外在品质,化学成分最为协调,香气物质积累较对照提高了12.74%,感官质量评价最好。综合考虑,黏质土壤掺砂对烤烟经济效益有显著提高,而掺稻壳对烟叶品质提升效果明显,优于掺砂处理,综合评价较好,具有一定的推广应用价值。