稠油降黏采油工艺技术特点与实际应用

2019-07-24 10:33邢旭辉闫福信张淑梅
智富时代 2019年6期
关键词:技术特点实际应用稠油

邢旭辉 闫福信 张淑梅

【摘 要】稠油油藏具有埋藏深、压力高、黏度大的特点,是世界经济发展的重要资源。又被称为“不能流动的石油”。稠油生产的工艺技术较之稀油生产更为复杂。为了油田的可持续发展,油田开发工作者就要面对稠油开采的难题,进行技术攻关,提高稠油开发的效果和經济效益。本文就稠油降黏采油工艺技术特点与实际应用进行了初步的探讨。

【关键词】稠油;降黏;采油工艺;技术特点;实际应用

稠油也叫“重油”,又被称为“不能流动的石油”。稠油油藏具有埋藏深、压力高、黏度大的特点,稠油是世界经济发展的重要资源。稠油生产的工艺技术较之稀油生产更为复杂。为了油田的可持续发展,油田开发工作者就要面对稠油开采的难题,进行技术攻关,要坚持把科技进步和创新不做加快发展稠油开采的重要手段,全力展开自主创新、集成配套和成果转化,抢占未来发展的制高点和主动权。

无论是热力采油还是加热降黏技术、掺稀降黏技术、乳化降黏技术,都是通过降黏降低油层中稠油的黏度,使得稠油能够流动,从而将其开采出来的技术。本文重点介绍了稠油降黏采油工艺技术特点与实际应用情况。

1.热力采油工艺技术

1.1蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)在稠油开采中的应用

蒸汽辅助重力泄油技术属于热力采油法中的蒸汽驱形式,它是开发稠油乃至超稠油的一项前沿科学技术,该方法的原理是向注汽井中注入蒸汽,蒸汽向上超覆在地层中从而形成蒸汽腔,蒸汽腔向上面和侧面扩展,同油层中的稠油进行热交换,加热后的原油和蒸汽冷凝水依靠重力的作用流至下面的水平生产井中,从而开采出来。具体来讲,蒸汽辅助重力泄油要通过注汽井(位于采油井的上部)和采油井来实现。

1.2蒸气吞吐在稠油开采中的应用

蒸汽吞吐也属于热力采油法,是一个复杂的综合过程,也是一个不同流动梯度的稳定渗流过程。其原理是:对于稠油进行加油,使其黏度下降,降低界面张力,改善液阻和气阻,使流动阻力减小。油层如果压力较高,通过加热,可使稠油的弹性能量变为驱动能量释放出来。经过高温蒸汽的作用,使油层孔隙体积减小,增加产量,还可以有效减少污染,起到解堵作用。

1.3火烧油层技术在稠油开采中的应用

火烧油层技术也叫地下燃烧,是通过多种点火方法把注气井的稠油层点燃,随继持续往油层中注入空气或氧气等氧化剂促使其燃烧。经过一定时间,形成加热带,周边的原油受热黏度降低、蒸馏后的轻质油、蒸汽以及燃烧过程中的烟气继续向前方驱动,使得未被蒸馏的重质碳氢化合物在高温下裂解,形成焦炭。而焦炭又为维持油层的燃烧提供的燃料,良性循环,让油层不断燃烧,扩大受热面。在高温下作用下稠油地层束缚水裂解生成的氢气与注入的氧气合成水蒸汽,携带大量的热量传递给前方的油层,把原油驱向生产井。如此,不断往复,受热的通道就为可流动的原油到达生产井提供流路,伴随着油藏的不断点火燃烧,从而能够降低稠油黏度,便于开采,有较高的经济效益。

1.4其它新型热力采油方法应用

注热段塞:当向稠油层注入蒸汽时,会在井底形成加热带,随即注冷水将加热带推向生产井。从而便于开采。

注蒸汽加溶剂:向蒸汽中添加可完全蒸发的溶剂,降低稠油黏度和热水带中的残余油饱和度,从而便于开采。

注热碱水:对含油饱和度低的地层,通过对加热带注入注碱性溶液之方式使其沿地层推进,结合了热作用和化学作用的长处,降低稠油黏度,利于开采。

另外还有高温聚合物驱、在注蒸汽和聚合物结合的方式、在煤层加热法、向活性水驱等多种热力方式降低稠油黏度,提高原油开采率的方式。

2.加热降黏工艺技术

2.1降黏机理

稠油加热输送方法主要是通过加热的方法提高稠油的流动温度,以降低稠油黏度,从而减少管路摩阻损失的一种稠油输送方法。稠油中胶质与沥青质分子的结构特点及相互作用,使稠油体系形成了一定程度的Π键和氢键,随着温度的升高,体系获得足够的能量时,Π键和氢键被破坏,使得稠油黏度大幅度降低。

2.2存在问题

用加热降黏技术输送稠油是传统的输送方法,在许多国家和地区都得到了广泛应用,委内瑞拉从I955开始采用这种技术。但最大缺点是当管线温度降至环境温度时,常发生凝管事故,且其能耗高,输量1% 以上的原油被烧掉和损耗,经济损失大。因此,应逐渐减少或取代加热降黏输送。

电伴热法在印尼苏门答腊的扎姆鲁得油田已成功应用多年,国内多用于干线解堵、管道附件和油气集输管线。

3.掺稀降黏工艺技术

3.1降黏机理

利用有机溶剂相似相溶的原理,在稠油进入管道前,将一些低黏液态碳氢化合物作为稀释剂,与稠油混合在一起,降低稠油的输送黏度,从而以混合物的形式进行输送。通常掺入的稀释剂为轻质油,主要包括天然气凝析液、原油的馏分油、石脑油等。向稠油中掺入稀油得到混合物的黏度与稀油的掺入量之间成指数关系。稀释剂的注入量主要取决于稠油稀释剂的相容性。例如。掺入到稠油中的凝析油的比例为5%~35%(体积),如果用轻质原油作为稀释介质,则掺入量更大。例如胜利草桥油田,其含蜡原油的掺入量为100~150%。

3.2降存在问题

在油井含水量升高后,总液量增加,掺输管可改作出油管。因此,在具有稀油资源的油田,稀油稀释降黏具有更好的经济性和适应性。但掺稀油降黏也存在不足,首先,受到稀油资源的限制,由于稀油储量有限,且产量呈下降的趋势;其次,稀油掺人前,必须经过脱水处理,而掺入后,又变成混合含水油,需再次脱水,增加了能源消耗;再次,稀油用作稀释剂掺人稠油后,降低了稀油的物性。稠油与稀油混合共管外输时,不但增加了输量,并对炼油厂工艺流程及技术设施产生不利的影响。所以掺稀油降黏有一定的局限性。

目前新疆、胜利、河南等油田对距离较远的接转站,均采用掺稀油降黏流程。

4.乳化降黏工艺技术

4.1降黏机理

乳化降黏就是在表面活性剂作用下,使稠油从油包水(W/O)型乳状液转变成水包油(O/W)型乳状液,达到降黏的目的。其降黏机理主要包括乳化降黏和润湿降阻两方面。乳化降黏中使用水溶性较好的表面活性剂作乳化剂,将一定浓度的乳化剂水溶液注入油井或管线,使原油分散而形成O/W型乳状液把原油流动时油膜与油膜之间的摩擦变为水膜与水膜之间的摩擦,黏度和摩擦阻力大幅度降低,润湿降阻是破坏油管表面的稠油膜。使表面润湿亲油性反转变为亲水性,形成连续的水膜,减少输送过程中原油流动的阻力。

4.2存在问题

虽然目前研究乳化剂的配方很多,但存在许多问题。采出后破乳困难,污水处理难度大;由于稠油组成的差异,乳化剂对稠油的选择性强;稠油组成如何影响乳化降黏效果,乳化降黏剂的结构与其性能关系如何,都没找到确切答案。还有降黏剂的高抗温、抗盐、抗矿化度的能力有限,即使效果较好但成本较高,不经济。因此研究廉价的耐盐、耐高温的降黏剂是今后乳化降黏技术的一个重要方向。

近年来,有关乳化降黏剂的配方研究十分活跃,主要有非离子型一阴离子结合型.阴离子型.阳离子型及复配型等四种类型。乳化降黏技术在美国、加拿大等应用已较成熟,国内20世纪90年代,对辽河、胜利、大港等油田也进行了此项技术的试验,积累了许多经验,取得了初步的成果。

5.结语

综上,本文简要地概述了稠油降黏开采的工艺技术与方法,这些技术方法对于稠油取得了良好的开发效果。但是从长远的稠油开采中,归根结底是要在井下对稠油降解,将高分子的稠油变为低分子的轻质油,再开采到地面上来,减少中间环节,节约能源,提高稠油开发的效果和经济效益。

【参考文献】

[1] 曾艳涛,宋换新.南陵―无为地区下三叠统海相烃源岩评价与标定[J].海相油气地质,2010,(04)

[2] 杨杰,陈丽华.利用荧光光谱进行原油测定及对比的方法[J].石油勘探与开发,2012,(06)

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