辽河特稠原油降粘方法的研究

论文摘要

热采技术主要包括蒸汽吞吐和蒸汽驱,是目前特稠油油田开采稠油的主要方法。然而,单纯的注蒸汽热采在生产中后期存在驱替效率低、采收率低、注汽成本高等问题,另一方面,化学降粘对提高采收率的贡献越来越重要。在稠油热采过程中辅以化学降粘方法,可有效降低稠油粘度,从而提高稠油的采收率。本文以辽河特稠油为主要研究对象,在热采温度（200300℃）条件下,通过实验室高压釜反应器的室内模拟反应,考察了多种过渡金属盐、自由基引发剂和自己开发的复配型稠油化学降粘剂对辽河特稠油的降粘效果,通过反应温度、反应时间、加水量等因素对反应前后稠油粘度、族组成、平均分子量的影响,筛选出合适的复配型稠油化学降粘剂,并对稠油降粘剂的作用机理进行探讨。研究表明:无水体系中,多种过渡金属盐和自由基引发剂对辽河特稠油具有降粘效果,其中以硫酸亚铁和引发剂A的降粘效果最为突出,降粘率均在30%以上,硫酸亚铁、引发剂A复配使用可使降粘率达到50%以上;含水体系中,过渡金属盐、自由基引发剂、表面活性剂、增效助剂等都对稠油降粘有一定的作用,但使用单一的降粘方法很难达到很好的效果。通过筛选复配,确定了耐高温复配型稠油化学降粘剂的基本组成和使用浓度（引发剂A:3000μg·g-1油,乳化剂A:3000μg·g-1油,乳化剂B:2000μg·g-1油,乳化助剂A:4000μg·g-1油,增效助剂A:5000μg·g-1油,四氢萘:30000μg·g-1油）。使用该复配型化学降粘剂,在含水量≧30%的条件下,可使稠油形成O/W型乳状液,降粘率可达96%以上,乳化降粘在此过程中起主要作用。在含水量﹤30%的条件下,可使稠油形成W/O型乳状液,降粘率可达80%以上。这一过程中,水热裂解、去缔合化和稀释降粘可能起主要作用。提高反应温度和含水量、延长反应时间均有利于稠油化学降粘的进行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 稠油降粘开采的背景
• 1.2 稠油的性质
• 1.2.1 稠油的定义和分类
• 1.2.2 稠油粘度的形成机理
• 1.2.3 影响稠油粘度的主要因素
• 1.3 稠油油藏的开采技术和方法
• 1.3.1 掺稀降粘技术
• 1.3.2 热力采油技术
• 1.3.3 水热催化裂解降粘技术
• 1.3.4 表面活性剂降粘技术
• 1.3.5 复合采油技术
• 1.4 稠油热／化学复合驱油的研究现状
• 1.4.1 稠油蒸汽／化学驱技术
• 1.4.2 蒸汽／化学驱油过程中采用的工程技术
• 1.4.3 水热裂解在热/化学复合驱油过程中的作用
• 1.4.4 自由基引发剂在热/化学复合驱油过程中的作用
• 1.4.5 表面活性剂在热/化学复合驱油过程中的作用
• 1.4.6 其它助剂在热/化学复合驱油过程中的作用
• 1.5 本课题研究的目的和意义
• 1.6 本课题的研究设想和方法
• 第二章 实验概述
• 2.1 实验原料和药品
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验所用药品
• 2.2 主要实验仪器
• 2.3 实验装置结构及流程图
• 2.4 实验方法概述
• 2.4.1 脱水稠油的准备
• 2.4.2 釜反应
• 2.4.3 稠油族组成测定流程图
• 2.4.4 平均分子量测定
• 2.4.5 测定粘度过程
• 2.4.6 降粘效果评价方法
• 2.4.7 重质组分结构参数计算方法
• 第三章 蒸汽对稠油的作用
• 3.1 蒸汽对稠油的物理作用
• 3.1.1 温度对稠油及其W/O型乳状液粘度的影响
• 3.1.2 含水量对稠油乳状液粘度的影响
• 3.2 蒸汽对稠油的化学作用——水热裂解
• 3.3 本章小结
• 第四章 无水体系中稠油化学降粘的研究
• 4.1 过渡金属盐对辽河特稠油催化裂解降粘效果的影响
• 4.2 自由基引发剂对辽河特稠油裂解降粘的影响
• 4.3 硫酸亚铁和引发剂A复配使用对辽河特稠油降粘的影响
• 4.4 反应温度对复配型降粘剂降粘效果的影响
• 4.5 反应时间对稠油催化降粘效果的影响
• 4.6 本章小结
• 第五章 低油水比条件下稠油降粘方法的研究
• 5.1 乳化剂选择依据
• 5.2 稠油乳化降粘单剂的初选
• 5.3 稠油乳化降粘单剂的耐高温实验
• 5.4 乳化剂 A 浓度变化对乳化降粘效果的影响
• 5.5 高温条件下乳化剂的复配
• 5.6 油水比变化对复配型乳化剂降粘效果的影响
• 5.7 其它助剂对复配型乳化剂降粘效果的影响
• 5.8 表面活性剂降粘机理初步分析
• 5.9 复配型乳化剂在高油水比条件下的降粘效果
• 5.10 本章小结
• 第六章 高油水比条件下稠油化学降粘的研究
• 6.1 过渡金属盐对于辽河特稠油水热裂解催化降粘的影响
• 6.1.1 阳离子类型对过渡金属盐催化稠油水热裂解反应的影响
• 6.1.2 阴离子类型对过渡金属盐催化稠油水热裂解反应的影响
• 6.1.3 过渡金属盐促进稠油水热裂解降粘反应的机理初探
• 6.2 自由基引发剂在辽河特稠油化学降粘中的作用
• 6.2.1 自由基引发剂对稠油水热裂解降粘反应的影响
• 6.2.2 自由基引发剂促进稠油热裂解降粘反应的机理初探
• 6.3 引发剂与金属盐复配对辽河特稠油降粘的影响
• 6.4 增效助剂对复配型稠油化学降粘剂降粘效果的影响
• 6.4.1 增效助剂对复配型稠油化学降粘剂降粘效果的影响
• 6.4.2 供氢剂对复配型稠油化学降粘剂降粘效果的影响
• 6.4.3 多元复配型稠油化学降粘剂的降粘效果
• 6.5 本章小结
• 第七章 宽油水比条件下稠油化学降粘的研究
• 7.1 降粘剂复配对稠油降粘效果的影响
• 7.2 反应温度对复配型稠油降粘剂降粘效果的影响
• 7.3 反应时间对复配型稠油降粘剂降粘效果的影响
• 7.4 水含量对复配型稠油降粘剂降粘效果的影响
• 7.5 反应前后稠油重组分中元素组成的变化
• 7.6 反应前后稠油重组分中结构参数的变化
• 7.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢