开采与集输过程中稠油降粘技术研究进展

４稠油改质降粘法
４．１
在大庆、中原、胜利、江汉和任丘等油田添加降凝剂综
合处理后，可使凝固点降低１０—１５℃，低温降粘率达
８０％以上。
井下改质降粘开采法 井下改质降粘开采法就是将地层作为一个廉价可
利用的井下改质降粘反应器，通过向油层中注入高温 高压蒸汽，同时加入适当的催化剂、供氢体及其他助 剂，使稠油的大分子裂解为小分子，不可逆地降低稠油 粘度，提高稠油品质口ｊ。井下改质降粘技术主要有三 种：稠油水热裂解降粘技术、稠油注空气低温氧化降粘 技术和稠油离子液体改质降粘技术。 将水热裂解降粘技术应用于辽河油田杜８４块 馆陶组８口井，降粘率在初期达到８０％以上，３０ ｄ内 保持在５０％以上［８］。西南石油大学先后在曙光采油 厂１０口稠油井使用专利中的方法进行注空气低温催 化氧化采油试验。其中６口水平井合计增产１
２化学剂降粘法
２．１化学驱油法 化学驱油法通常采用表面活性剂、聚合物及碱溶
注入水中以降低与石油问的界面张力，同时提高注入剂 粘度、波及系数和采收率。由于复合驱中的聚合物、碱及 表面活性剂之间有协同效应，并在协同效应中起到各自
万方数据
。叭…ＡＳ ＴＲＡＮＳＰＯＲＴＡＴＩＯＮ麓姜蓝麓Ｉ油与储运ｆ ０３
２０％一１；。
世界能源供应日趋紧张，有效、经济地开采稠油越来 越受到重视。稠油密度大、粘度高、轻油含量少、流动 阻力大，不易开采和输送，其突出的特点是含沥青质、 胶质较高。稠油的特殊性质决定了其开采、集输、炼制 必然是围绕降低稠油度进行的。常用的降粘方法
目前蒸汽吞吐在美国、委内瑞拉、加拿大等国广 泛应用于开采稠油油藏；在我国蒸汽吞吐工艺开采稠 油的比例占８０％。近几年，使用各种助剂改善吞吐效 果的技术逐渐发展，注入的助剂主要有天然气、高温 泡沫及溶剂。 １．１．２蒸汽驱
液等，单独或综合使用。 ２．１．１表面活性剂驱 表面活性剂驱降粘机理主要有三种：乳化降粘、 破乳降粘及吸附降粘。这三种机理往往同时存在，但 条件和表面活性剂不同时，主要的降粘机理可能不 同［３。。常用于开采稠油的表面活性剂有：水玻璃、
ＮａＯＨ、ＡＢＳ（烷基苯磺酸钠）、２０７０（聚氧乙烯聚氧丙烯
二醇醚）、平平加、ＳＰｌ６９、ＡＰ２２等。为了既能降粘又能 脱水，多采用ＡＰ２２和ＳＰｌ６９。 该技术在委内瑞拉、美国、加拿大均有应用。由于 储运和长距离运输过程对乳状液稳定性的要求较高， 目前这种在井下形成的乳状液一般不能直接作为产 品外输，若外输需重新处理。 ２．１．２聚合物驱 聚合物驱是一种改善水驱方法，利用高分子量水 溶性聚合物增加注水的粘度以及在油层孔隙中滞留， 降低油水流度比，减弱粘性指进，提高波及效率和采 收率。有两类聚合物进行了矿场试验且效果较好：即 ＨＰＡＭ（部分水解聚丙烯酰胺）和ＸＧ（黄胞胶）。 我国目前是世界上使用聚合物驱技术规模最大、 增产效果最好的国家，聚合物驱规模以及早产油量已 居世界首位，许多研究成果达到世界先进水平。我国 聚合物驱的主战场在大庆油田。孤岛油田的稠油开发 也主要采用聚合物驱方法。 ２．１．３碱性水驱 碱性水驱是将碱掺入到注入水中，与原油的有机 酸反应生成表面活性剂物质，这类活性物质能降低水 与油之间的界面张力，使油水乳化，在一定条件下改 变岩石润湿性，溶解界面薄膜，提高采油效率。碱性水 驱用碱，除一般具备碱结构的物质（如ＫＯＨ、ＮａＯＨ、 ＮＨ４０Ｈ）外，还包括盐（如Ｎａ２Ｃ０３、Ｎａ２Ｓｉ０３、Ｎａ４Ｓｉ０４ 等）。碱性水驱时，它们在水溶液中的浓度为０．０５％～ ５％。相对密度在０．９３左右、粘度低于２００ ｍＰａ・Ｓ、酸值 大于０．５的原油都适合碱性水驱。４］。 国外目前仍在使用单一的碱化物或其混合物，取 料方便、价格便宜，具有一定效果，适合于化学工业不 发达的产油国。碱水一表面活性剂驱、碱水一聚合物驱 以及碱水一聚合物一表面活性剂复合体系应用效果良 好，但成本较高。 ２．１．４复合驱 复合驱是将低浓度的碱、表面活性剂、聚合物加入
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天熟号与石油
ＮＡＴＵＲＡＬ ＧＡＳ
ＡＮＤ ＯＩＬ
２０１２年１２月
株式会社的“全部重油残渣改质精炼法（ＣＨＥＲＲＹ— Ｐ）”用以生产城市煤气、轻质燃料油和炼钢用焦。用热
微生物降粘法和井下改质降粘法应用前景很好。 微生物降粘剂特点是无毒、价格低等，如果能培养合
裂化和重整工艺来加工减压渣油，取代常用的降粘裂
３０％。
ｔ稠
油（单井日产量平均提高４８％），４口垂直井合计增产
１ １０７
ｔ稠油（单井１３产量平均提高２５％）。
４．２改质降粘输送法
３掺稀降粘法
３．１掺稀开采法 掺稀开采法是在稠油中加入石油产品、液化石油 气或低粘原油等稀油，降低沥青质、胶质的含量以降 低粘度。稀油除了可较好地与稠油混合，产生稀释降 粘作用，还可避免因掺水污染油层，减少原油脱水费 用。粘度低于１００ ｍＰａ・Ｓ的稠油，可用掺稀油常规方 法开采。 对塔河油田的７Ｋ６１２井进行掺稀试油开采，效果
剂，以降低原油凝点、粘度、屈服值和结蜡强度，改善
原油的低温流动性能，实现不加热输送。目前使用较 多的是乙烯一醋酸乙烯酯共聚物（ＥＶＡ）和丙烯酸高碳 醇酯共聚物。工程应用中，可将加降凝剂和热处理两 种方法联合使用［５］。 国外已有１０条输油管道采用了加降凝剂输送 法，由于工艺中没有考虑热处理的作用，注入量较大， 大致为２００～３００ ｍｇ／ｋｇ。国内降凝剂的试制试验先后
的作用，因此复合驱比单一驱有更好的驱油效果。 国内已完成不同表面活性剂的驱油机理和先导 试验研究。大庆油田工业化矿场试验效果显著，较之 水驱采收率提高２０％以上；克拉玛依油区化学复合驱 利用石油磺酸盐作为驱油体系，采收率提高２４．５％， 达到国际领先水平。 ２。２加添加剂输送法 原油管道内所加添加剂主要有两种：一种是降凝 剂，也称流动改进剂；另一种是减阻剂。 ２．２．１加降凝剂输送 加降凝剂输送是在原油中加入一定浓度的降凝 良好，此法是塔河油田稠油井试油及开采的一种有效 技术措施Ｉ ３｜。胜利油田某稠油藏经试验得出，生产井含 水率在０％～５０％时，２５％～５０％的掺油比最佳。含水率 高于５０％的油井无需掺人轻质油即可正常生产。 ３．２稀释输送法 原油稀释输送法是指在稠油中加入低凝点或低 凝度的稀释剂，使原油粘度降低，改善原油流动性的 输送方式。稀释剂主要有石油产品、轻质原油、液化石 油气及有机稀释剂等。中高粘度稠油宜采用掺稀释剂 降粘的集油流程。 稠油的开采与输送采用稀释工艺比较经济合理， 该法已在加拿大、美国、委内瑞拉及我国得到广泛应 用。如加拿大的洛伊德莱姆尼斯一哈尔吉斯基长１６ ｋｍ，直径２１９ ｍｍ的输油管道输送高粘原油就掺人 ２２．５％的凝析油。我国新疆、胜利、河南等油田较远距 离的接转站，均采用掺稀油降粘方法。但若稀释剂缺 乏，用此法输送将会增加成本晒］。
化和延迟焦化。辽河油田运用改质降粘法解决高含 蜡、高凝固点原油降凝集输问题，凝固点从５７．５℃降
６９２
２．２．２加减阻剂输送 减阻剂是某些高分子聚合物，如聚一对一异丁基苯 乙烯（ＰＩＢＳ）、聚甲基丙烯酸月桂酯（ＰＬＭＡ）。当一定量 的减阻剂加入原油中，能在紊流状态下减少流动阻 力。减阻剂在层流状态时不起作用，在紊流状态作用 显现。 减阻剂抗剪能力差，经泵剪切失效后需要再次加 剂；减阻剂价格较高，用于应急或短期的增输场合瞪］。 目前国内新研制出的油相减阻剂已接近国外同类产 品的水平。美国阿拉斯加州、墨西哥弯沿海、中东、印 度等原油管道应用减阻剂比较多，输量可提高１０％一
左毅２
２．中国石油新疆油田公司，新疆克拉玛依８３４０００
０前言 稠油在世界油气资源中所占比例较大，据统计，
世界稠油、超稠油和天然气沥青的储量约１
０００ｘ１０８
ｔ。
热水驱、火烧油层。其中，蒸汽吞吐和蒸汽驱为主要开 采稠油的方法。 １．１．１蒸汽吞吐 蒸汽吞吐是一种单井作业，在同一口井中，先将 大量的蒸汽以较高的速度注入，然后关井焖２～７ｄ， 再开井排液采油。蒸汽吞吐的采收率一般为１５％～
收稿日期：
２０１２——０３—．０２
基金项目： 国家８６３计划课题（２００６ＡＡ０９２３２５） 作者简介： 王治红（１９７４一），男，副教授，硕士，主要从事天然气处理与加工、石油炼制与加工的教学和科研工作。
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０２ Ｉ悉慧熏黎Ｉ
２０１２，２月
转入蒸汽驱。蒸汽驱采收率较高，一般为３０％一５０％。 世界上许多油田试验证实了蒸汽驱在目前开采 稠油技术中是应用最有效和广泛的。中国石油新疆油 田公司六区、九区是我国最大稠油面积区生产基地， 蒸汽吞吐转蒸汽驱井组累积达７００多个，蒸汽驱年产 量在９０×１０４ｔ以上。 １．１．３热水驱 热水驱即注热水开采是注热流体中最简便的方 法，利用已有的流水设施，应用在粘度较小的稠油油 藏开发中。向油层注热水进行驱替，在保持油层压力 的同时，也保持油层温度，避免油层孑Ｌ隙中出现凝固 和析蜡现象。 由于热损失大，开发效果不如蒸汽驱好，通常不
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开采与集输过程中稠油降粘技术研究进展
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１．西南石油大学，四川成都６１０５００
摘要： 稠油具有密度大、粘度高、轻油含量少、流动阻力大的特点，使得开采和输送稠油的工艺难度 大，增加了成本，为了能够合理、经济地开采和输送稠油，必须进行降粘。综述了稠油开采和集输过 程中常用的降粘方法（包括加热降粘法、化学剂降粘法、掺稀降粘法、稠油改质降粘法、微生物降粘 法等）的降粘原理及技术应用情况，比较了开采和集输在具体条件下降粘方法的特点。分析认为，化 学剂降粘法因工艺简单、成本较低易于实现，具有一定的优势，建议优先考虑。 关键词： 稠油；开采；集输；化学剂降粘；加热降粘；微生物降粘 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６—５５３９（２０１２）０６—０００１—０４
改质降粘输送法是在稠油输送前，用加氢或除碳 方法使高分子烃分解为小分子烃来降低稠油粘度的输 送方法。除碳过程主要为热加工和催化加工。稠油改质 降粘输送法从根本上降低稠油粘度，改善原油的流动 性［９］ｏ 近年来，国外采用建立于油田内的一套稠油改质 装置。例如法国的加氢降粘裂化法：原油在油田进行 加压加氢处理，粘度降至可用管线输送，并在下游炼 油厂用普通炼油方法加工。日本瓦斯株式会社和三菱