稠油水热裂解催化降粘
超稠油水热催化裂解反应前后性质变化

(.中国石油大学 , 1 山东 东营 2 7 6 ;.中石化胜利油 田分公司 , 50 12 山东 东营 270 ) 50 0
摘 要 : 了更好 地 应 用 水 热催 化 裂 解技 术 对 稠 油 进 行 开 采 , 确 稠 油 性 质 变 化 的 本 质 , 胜 利 为 明 对
1 3—1 现 场 地层 水 属 于硫 酸 钠 水 型 , 9井 总矿 化 度 为 7 2 5 3 g L, a 7 . 1m / N 与 K 总 含 量 为 22 5 1 5.2 mg L C “ 含 量 为 2 5 8 m / 、 g 含 量 为 / 、a 7 .9 g L M
催化 剂及 其他助 剂 , 使稠 油 中的重 质组 分在 水热 条
件 下 实 现 催 化 裂 解 , 而 黏 度 降 低 而 易 于 采 从
出 ]
力 为 3MP 。反 应 一段 时 问后 停 止 , 却 至 5  ̄ a 冷 0C, 取 出油样 , 测量 油样 脱 水 后 5  ̄ 的黏度 , 算 稠 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱC时 计
12 0
特 种 油 气 藏
第 l 8卷
Ⅲ型元 素分 析仪 , 精度 ( H、 S 小 于 0 1 。稠 C、 N、) .%
油组 分平 均 分 子 质 量 采用 蒸 汽 压 渗 透 法 ( P V O)
1 3 实验 仪器 .
实验 用油 水样 为胜 利油 田单 5 6一l 3—1 9井 超 稠油 样及 地层 水 样 。在 5 ℃ 、C 0 S 4—2 9型 号 转子 、 转 速为 8r r n 力 矩约 5 % 的条 件下 , / i 、 a 0 测得 稠 油黏 度为 6 . a・ , 15P S 稠油 含水 率 为 3 . 6 。单 5 90% 6—
石油行业中的稠油降黏增效技术

石油行业中的稠油降黏增效技术摘要:稠油是石油工业中常见的一种类型,其特点是粘度高、凝点高、流动性低,使得开采这些油相对困难。
降黏增效是成功提取稠油的必要条件。
粘度降低技术可以降低稠油的粘度,便于提取稠油。
为了充分利用降低粘度的附加价值,有必要提供有针对性的技术手段,了解技术原则,深化实质性原则,全面提高厚油层的开采能力。
因此,本文首先讨论了稠油的概念,然后分析稠油开采中降黏增效技术的原则,最后分析稠油开采中降黏增效的物理化学技术。
关键词:稠油开采;降黏增效;工艺技术;分析研究前言稠油是指在层状条件下粘度大于50 MPa /秒的稠油,或在罐壳温度下粘度介于1000 MPa/秒至10000 MPa /秒之间的空气中释放的原油。
世界石油丰富,储量比传统原油多得多。
但是,含油胶和沥青含量高导致粘度高,流动性低。
为了解决稠油开采和运输问题,降黏增效,提高稠油的流动性至关重要。
一、稠油降黏增效原理分析顾名思义,稠油是高粘度、高密度的油,通常在国外称为稠油。
与稀油相比叫它稠油,稠油难流通,稀油像水一样流动。
稠油粘度极高,甚至高达几百万mpas。
从科学角度来看,很难从地下开采,因为太粘稠了。
在20℃环境温度下,地下粘度大于50 %,密度大于0.92的原油通常称为稠油。
在开采和运输过程中,经常使用热油循环、油层燃烧和蒸汽喷射等方法来增加热量和降低粘度,或混合稀有石油、进行模拟和添加活性制剂来降低粘度。
与普通油罐不同,稠油不是液体而是胶状的,这使得稠油开采非常困难。
此外稠油芯是分散沥青束相,分散介质是轻油的分馏和胶的一部分。
因此,为了降低粘度、提高效率和完成采油工作,有必要采取有针对性的办法降低稠油的粘度。
目前最常用的技术是在π-π作用和氢键作用下,通过橡胶沥青与胶分子有机融合。
稠油的高粘度是由于沥青和胶质的相互作用。
因此,分散介质中束中心的组成过程正在逐步演变。
使用这些力减少沥青和胶质之间的力可以降黏增效,提高稠油产量。
稠油降黏新技术的研究进展

朱静等 : 稠油降黏新技术 的研究 进展
一 6 一 5
表 1 近 几年油溶性降黏剂在 国内的应用情况
Ta 1 Do s i p ia i n o i s l b e v s o i e u e si r c n e r b. me tc a pl to f o l o u l i st r d c r n e e t y a c - c y s
景, 进一步研究开发廉价 、 高效降黏剂是今后油溶性
降黏剂 的研 究方 向.
采用合适 的水热裂解催化剂 , 配合适当的注入方式 , 在蒸汽吞吐的条件 下, 可以实现井下催化降黏开采
稠油 的 目的.
2 水 热催 化 裂解 降黏
2 1 降黏 机理 .
稠油水热催化裂解 降黏技术具有用水量少 , 无
21 0 2年 1 月
第2 7卷第 1 期
西安石油大学学报 ( 自然科学版 ) Jun f i nS i uU iesy N tr cec dtn ora o X hy nvrt( a a Si eE io ) l a o i ul .1 . 7 No
文章 编号 :6 304 2 1 )106 -7 17 -6 X(02 0 -040
稠 油 降黏 新 技 术 的研 究进 展
朱 静 李传宪 , 飞 辛培 刚2 , 杨 ,
(. 1 中国石油大学 ( 华东 )储 运与建筑工程 学院 , 山东 青岛 2 6 5 ; 65 5 2 海洋石油工程 ( 岛) . 青 有限公司 , 山东 青岛 2 6 5 ) 65 5
密度大、 流动性差 , 给稠油的开采和输送造成了很大 困难. 传统降黏方法包括加热降黏 、 稀释降黏及乳化 降黏. 加热 降黏输油能耗 高 , 允许 的输量 变化范 围
辽河稠油中胶质在催化水热裂解反应中的降解

二氯 甲烷 ( 学纯 ) 化 在索 氏抽 提 器 内抽 提 一 周左 右 , 待 抽 提器 内的浸 泡液 无 色时 , 将抽 提液 旋转 蒸发 , 可能 尽
赶尽 二 氯 甲 烷 。加 入 10~2 0 m / 5 0 L g正 辛 烷 ( 学 化 纯 ) 充分 搅拌 1 , , 2h 然后 静 置 过 夜 , 心 分离 沥青 质 。 离
2 结果和讨论
2 1 催 化机 理 . 水 热裂解 反 应前 后反 应物 与产 物 的基本 性质 列 于
表Hale Waihona Puke 1 。表 1 水 热 裂 解 反应 前后 反 应 物 和 产 物 的 基 本 性 质
1 实 验
1 1 实 验用胶 质样 品 的分 离 .
实验 用 油取 自辽 河油 田欢 喜岭 采油 厂 。将原 油用
将 离 心得 到 的沥青 质 置 于索 氏抽 提 器 中 , 一 步 用 正 进 庚 烷抽 提 包裹在 沥 青 质 中 的胶 质 等杂 质 , 到抽 提 器 直 内 的浸泡 液无 色为 止 。分离 沥青 质之 后 的原 油经旋 转 蒸发 , 将溶 剂赶尽 , 然后 在填 充有 经活 化 的氧化 铝和 硅 胶 的吸附 柱上 用 石 油 醚 ( 0I 6c :~9 % ) 苯分 离 饱 和 0 和
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石 油
第3 5卷 第1 期
与 天 然
气 化 工
4 9
CHE I M CAL ENGI NEERI NG OF OI & GAS L
辽 河 稠 油 中 胶 质在 催 化 水 燕 裂 麓 反 应 中 韵 降 麓 ‘
陈 尔跃 刘 永 建 闻 守 斌
学 院稠 油研究 室对 于 稠油 的化 学降 粘做 了大 量 的研究 工作 , 研究 开 发 了水 热 裂解 开采 稠 油新技 术 , 室 内和 在 采 油现场 取得 了一 些有 意义 的 研究成 果 。 H n 把 稠油 与 水 蒸 汽 之 间 所 发 生 的一 系 列 反 应 ye
水热裂解开采稠油技术

变 化称 之为 水热裂 解 。他们 研 究 了加拿 大 、委 内瑞拉
稠 油及 沥青 在不 同条 件下 的水 热裂解 ,结果 表 明 ,当
温度 在 2 0 3 0 C范 围 内时 ,油 砂 与 水 之 间 可发 生 0 0
水 驱 、蒸汽吞 吐和蒸 汽驱 ) 、乳 化 降 粘 、稠 油 改 质 降
以厦 合 适 的 催 化 剂 .并 且 设 计 合 理 的 现 场 实施 技 术 和 工 艺 。
关 键 词 : 油 开采 ;裂 解 ; 注 蒸 汽 ;影 响 因素 ; 化 剂 稠 催
中 图分 类 号 :T 3 7 4 E 5.4 文 献 标 识 码 :A 文章 编 号 : 10 —8 0 (0 6 0—0 卜 4 0 10 9 2 0 ) 20 6 O
( 国 石 油 大学 ( 东 ) 油 工 程 学 院 . 东 东 营 中 华 石 山 27 6 ) 50 1
摘
要 :水 热 裂 解 降 粘 开 采 稠 油 技 术 ,是 在 注 入 蒸 汽 的 条 件 下 ,借 助 于 稠 油 与 蒸 汽 之 间发 生 的 化 学反 应 ,降 低 稠
油的粘度 ・从 而达到 井下 降粘 开采稠 油的 目的。从水热裂解反应 、催化水热裂解反应 、水热裂 解反 应影 响 因素 、开采 技 术的 可行性 以及催化水热裂解反应机 理等 方面介绍 了稠油 水热裂解 开采技 术的研 究进展 ,发现 反应 时 间、反 应温
水 蒸汽在 加 入 适 当 的水 热 裂 解 催 化 剂 条 件 下发 生 反
应 ,即首 先采用 适 当的 注入方式 预先 将催 化剂 注入 油 层 ,再 配合蒸 汽加热 产生 的热 驱动 条件 ,使 稠油在 催 化剂 的作 用下 ,降低 反应 活化 能 ,并 发生 部分 裂解 反
稠油热采催化降粘剂室内研究及评价

稠油热采催化降粘剂室内研究及评价【摘要】稠油尤其特超稠油由于粘度高、在地层流动性差,难以流入井筒,导致生产周期短、开采效益不好,为了保证稠油在地层有较好的流动性能,研究了稠油热采催化降粘剂。
本文通过研究不同催化剂对原油的催化作用,分析了反应后原油组分的变化情况及粘度变化情况,通过影响因素研究,优化了催化剂配方,为现场实施提供了有效的降粘手段。
【关键词】稠油;催化;降粘剂;性能;评价0 引言稠油由于粘度高、在地层流动困难,其开采大多采用注蒸汽吞吐或蒸汽驱的方法。
特超稠油由于粘度特别高,仅依靠注蒸汽热采难以实现在地层的流动和井筒的举升,这部分储量都存在难动用问题。
河南油田稠油通过多年的吞吐开采,稠油老区已进入高周期生产阶段,挖潜能力有限,然而在新区和部分老区却有相当的储量由于原油粘度高无法进行正常开采。
该技术针对原油粘度高、流动性差的情况研究出可在地层条件下原油发生催化反应,降低原油中大分子的含量,永久降低原油粘度,对特超稠油的运移、举升、输送等都有较好的作用,从而达到对特超稠油的经济有效动用。
1 原油粘温性质测定取一定量的稠油,放入恒温水浴锅中,分别在30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃时恒温半小时,测定原油的粘度,结果见表1。
由表1可以看出,稠油的粘度随温度变化出现了一个拐点,在拐点前稠油粘度随温度升高,急剧降低;拐点后稠油的粘度随温度的升高,降低趋势变缓,拐点在40℃左右。
2 稠油催化裂解反应评价2.1 反应前后族组成的变化为了考察反应前后重质组分是否发生改变,用棒色谱测定了反应前后稠油的族组成,结果见表2。
由表2可以看出,反应后胶质、沥青质重质组分减少,饱和烃、芳香烃轻质组分增多。
这说明一部分大分子的胶质、沥青质发生了加氢裂解反应,生成了小分子的饱和烃、芳烃。
2.2 反应前后胶质沥青质的元素分析用元素分析仪(Elementar Analysensteme GmbH VarioEL)对反应前后胶质沥青质中的有机元素进行了分析,结果见表3。
催化氧化法在高黏度稠油降黏中的应用
催化氧化法在高黏度稠油降黏中的应用在石油工业中,高黏度稠油是一种储量丰富的资源,但由于其黏度高,流动性差,开采、运输和使用都存在很大的困难。
为了解决这个问题,催化氧化法被越来越多地应用于高黏度稠油的降黏处理。
催化氧化法降黏的原理是基于稠油中高分子有机物的热反应和氧化反应。
通过催化剂的作用,高分子有机物在较低的温度下就能进行氧化反应,生成低分子有机物,同时释放出热量。
这些低分子有机物一般具有较高的挥发性,可以使稠油的黏度降低。
具体实施过程可能包括以下步骤:1. 预处理:对稠油进行预处理,如过滤、分离等,以去除其中的杂质和水分。
2. 催化剂添加:将适量的催化剂添加到稠油中,催化剂可以促进有机物的氧化反应。
3. 加热:将混合物加热到适当的温度,以触发氧化反应。
这个温度通常需要低于稠油的烟点,以防止燃烧和爆炸。
4. 氧化反应:在催化剂的作用下,高分子有机物会发生氧化反应,生成低分子有机物。
5. 分离:将反应后的混合物进行分离,分离出低分子有机物和催化剂。
6. 产品处理:对分离出的低分子有机物进行处理,如储存或进一步加工。
这种方法具有以下优点:1. 可以显著降低高黏度稠油的黏度,使其更容易运输和使用。
2. 通过调整催化剂的种类和用量,可以控制氧化反应的程度和产物,以满足不同的需求。
3. 与其他降黏技术相比,催化氧化法不需要大量的水和化学药剂,因此对环境的影响较小。
然而,催化氧化法也存在一些挑战和限制:1. 催化剂的选择和制备可能会比较复杂和昂贵。
2. 氧化反应可能会产生一些有害的副产物,如酮、醛等,需要进行有效的分离和处置。
3. 对于某些特殊的高黏度稠油,可能需要进一步研究适合的催化体系和反应条件。
总的来说,催化氧化法是一种有效的降黏技术,可以应用于高黏度稠油的处理。
通过进一步的研究和改进,这种技术可能会在未来得到更广泛的应用和发展。
稠油催化改质降黏实验研究
稠油催化改质降黏实验研究彭旭【摘要】稠油催化改质是在350 ~400℃的稠油中加入催化剂,使其分子中的C-C 键发生断裂,大分子变成小分子,稠油平均分子量降低,胶质和沥青质总含量减少,以达到大幅度降低稠油黏度、改善稠油流动性和实现稠油管道常温输送的目的.通过控制反应条件,可以抑制缩合结焦副反应.选择油酸铁作为催化剂,在较优操作条件下(油酸铁质量分数0.1%,反应温度370℃,反应时间30 min),对稠油进行催化改质降黏.改质稠油黏度由原始的21 040 mPa·s下降到336 mPa·s,降黏率为98.7%,胶质和沥青质分别减少了11.3%和20%,饱和烃和沥青质分别增加了约16.1%和15.2%.凝点从20℃下降到-5℃,平均分子量从620降至450,有利于常温管道输送.【期刊名称】《重庆科技学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(016)005【总页数】4页(P20-23)【关键词】稠油;催化改质;降黏;集输【作者】彭旭【作者单位】中国石油辽河油田公司,辽宁盘锦124010【正文语种】中文【中图分类】TE832.3+32稠油是指在地面脱气黏度大于50 mPa·s(50℃),密度大于0.85 g/cm3的原油。
稠油的族组成特点是饱和烃、芳烃含量低,胶质和沥青质含量高。
常温下,稠油流动阻力大,给开采和集输造成较大困难,需要进行降黏处理。
稠油降黏集输常用的方法有:掺稀降黏法、加热降黏法、乳化降黏法、加减阻剂、微生物降黏法和改质降黏法等[1-2]。
其中掺稀降黏效果最好,但是稀油与稠油掺稀质量比高达(1.0~1.5)︰1,稀油需求量大,存在稀油供应问题,而且掺稀后,所含稠油和稀油质量均下降[3]。
加热降黏因热传导损失,能耗高,不适用于长距离稠油集输[4];乳化降黏则存在破乳困难和废水处理的问题[5]。
添加减阻剂降黏在国内外受到高度重视,但与多种原油匹配的减阻剂尚不存在,必须针对每一种原油研制其适用的减阻剂,所以成本较高,减阻能力也有限[6]。
稠油化学降粘方法研究进展
稠油化学降粘方法研究进展范晓娟 王 霞 陈玉祥 范 舟(西南石油大学,四川成都610500)摘 要 综述稠油化学降粘方法(井下水热催化裂化降粘、表面活性剂降粘、油溶性降粘剂降粘、降凝剂降粘)的研究与应用,阐述了这些化学降粘技术作用机理和存在的问题,指出降粘剂的发展趋势。
关键词 稠油 化学降粘 催化裂化 表面活性剂 油溶性降粘剂 降凝剂收稿日期:2006-12-25作者简介:范晓娟(1977~),女,硕土生。
E -mail :fanxiaojuan99@yahoo 1com 1cn ;王霞(1966~),女,博士,副教授,主要研究应用纳米材料对稠油降粘Advances in Chemical Viscosity -R educing MethodsFan X iaojuan Wang X ia Chen Y uxiang Fan Zhou(S outhwest Petroletun University ,Sichuan Chengdou 610500)Abstract The research on reducing viscosity by chemical methods including catalytic aquathermal cracking ,viscosityreduction with surfactants ,oil -s oluble viscosity reducers and viscosity reduction by depressants were reviewed 1Mechanism of reducing viscosity as well as the problems were als o discussed 1At the end of the article the prospect of the chemical vis 2breaking method was investigated 1K eyw ords heavy oil chemical viscosity reducer catalytic cracking surfactant oil -s oluble viscosity reducer depressant 稠油常用的降粘方法有加热降粘、掺稀油降粘、化学降粘(井下水热催化裂化降粘、表面活性剂降粘、油溶性降粘剂降粘、降凝剂降粘)。
复合催化降粘技术在河南油田超稠油藏的应用
催化降粘技术在河南油田的应用催化降粘技术是针对特超稠油动用难的问题开发出来的一项集表面活性剂降粘、水热裂解催化降粘和氧化催化降粘剂降粘等功能为一体的地下复合催化降粘技术。
其中加入表面活性剂可以有效改善注汽效果、初步降低原油粘度;加入的催化剂可以裂解原油重质成分、增加轻质成分川、永久降低原油粘度。
根据催化剂与原油的配伍性和注汽情况既可单独使用,又可组合使用。
使大分子的原油在地下断链,降低原油粘度,提高原油在地层的流动性,从而提高原油生产周期和原油产量。
2现场注入工艺2.1催化剂的选型试验采用活性剂、低温氧化催化剂和水热裂解催化剂复合而成。
活性剂优势在于对地层温度要求低,可以对特超稠油起到初步降粘作用,便于后续催化剂与原油的接触;低温氧化催化剂其优势在于反应温度低;水热裂解催化剂的优势在地层对原油进行改质、降粘效果好,因此,催化剂的选型方案如下:对于施工井,先注入活性剂清洗炮眼附近的稠油,初步降低原油粘度,然后再注入氧化催化剂,向地层注入一定量的蒸汽,预热地层,接着注入水热裂解催化剂段塞。
当原油粘度特别高或者地层厚度较大时,可以辅助注入氮气或可产生气体的化学剂段塞,以提高复合催化降粘剂和蒸汽的作用半径和波及体积。
2.2 现场注入工艺根据地层温度场分布研究、各种催化剂组合后对温度的适应性和提高采油速度情况综合考虑,采用以下几种组合工艺。
(1)井口段塞式注入复合催化降粘剂溶液工艺。
在井口,先停注蒸汽,利用水泥车将罐车或配液罐内配置好的复合催化降粘剂溶液注入地层,再恢复注汽。
该工艺优点是注入简单、操作方便,适应活性降粘剂和氧化催化降粘剂的注入。
(2)伴蒸汽注入复合催化降粘剂溶液工艺。
在井口,利用计量泵将储液罐内配置好的复合催化降粘剂溶液小排量打进注汽管线内,复合催化降粘剂溶液随蒸汽进入注汽井。
该工艺的优点是,复合催化降粘剂溶液可以随蒸汽均匀进入油层,保证催化剂与油层均匀接触而且保证有较高的温度,适应水热裂解催化降粘剂的注入。
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反应前后变化
1.粘度降低。
2.稠油中重质组分含量降低,轻质组分含量上升。
3. 元素分析,胶质沥青质中含硫量下降。
4. 沥青质平均相对分子质量下降。
5.热解气中出现了二氧化碳、烷烃、烯烃等。
前景展望
1
2
自供氢水热裂解催化剂的研制 Click to add Title
金属催化中心内部结构与催化性能的联系 Title 双金属催化剂的研制
3
稠油被誉为“21世纪的主要能源” 。世界稠油储量占石油总量的70%, 我国稠油资源也很丰富,已探明储量为 1.81×109t。近年来,随着常规原油 的逐渐枯竭,稠油的开发和利用越来越 引起人们的重视。然而稠油中重质组分 :沥青质、胶质的含量较高导致其粘度 较高,密度较大,硫、氮、氧、金属等 杂原子含量较高,对其开发和利用造成 不便。因此提高稠油的采收率,降低其 粘度,成为石油工作者的研究热点。目 前的一些开采方法:蒸汽吞吐、蒸汽驱 、轻油稀释、原油降粘剂、微生物采油 、火烧油层。
稠油水热裂解催化降粘剂
c
LOGO
目录
1
2
Click to add Title 背景 Click to add Title 原理 Click to add Title 催化反应结果 Click to add Title 催化剂设计 Click to add Title 前景展望
1 3
2 4 1 5
背景2Βιβλιοθήκη 总方程式: RCH2CH2SCH3+2H2O→RCH3+CO2+H2+ H2S+CH4
3
包括:碳硫键断裂、水气转化、加氢裂 解、加氢脱硫
原理
(1)高温下水的酸碱性增强,有利于稠油水热裂解反应的进行。 (2)过渡金属化合物对稠油的催化作用,加速了稠油的水热裂解反 应。 (3)在注蒸气开采稠油的条件下,油层矿物对水热裂解反应具有协 同作用。 (4)水热裂解反就过程中产生的H2,可以发生井下加氢反应,改善 了稠油的质量。 (5)水热裂解过程中产生的轻烃,可以降低稠油的粘度。 (6)稠油经水热裂解反应后,其平均相对分子质量和杂原子含量降 低,减弱了分子间的相互作用力,降低了稠油的粘度。
背景
1
与日俱增的能量需 求;世界上拥有超 过6万亿桶的稠油储 量,随着常规石油可 采储量的日益减少, 稠油将变成21世纪 的主要能源
2
但是,稠油粘度大 ,流动性差,对开 采和运输带来极大 困难
3
目前的一些开采方法
蒸汽吞吐 蒸汽驱 轻油稀释 原油降粘剂 微生物采油 火烧油层
水热裂解催化降粘
1
该项技术是将油层作为一个天然的反应器,利用蒸汽 的热量,在催化剂的作用下,使稠油中的重质组分发 生裂解反应,降低重质组分的含量,增加轻质组分的 含量,从而部分改变稠油的品质,不可逆的降低稠油 的粘度,达到开采稠油的目的。
催化剂设计
总体设计思路:
Diagram
高效催化中心的有机修饰。 即设计的催化降粘剂具有如下的结构:催化中 心+有机配体
作用:
1. 催化中心是用来催化裂解石油分子混合物的; 2.有机配体用来负载催化中心,利用自身与稠油分 子的相似相溶原理增加催化中心与稠油的接触,同时 降低催化中心发挥高效催化作用的反应温度,拓宽其 适用条件,较高粘度的配体还可以在一定程度上改善 工艺过程中的诸如粘性指进等不利现象,廉价的有机 配体则可以大大的降低带有昂贵催化中心的催化降粘 剂的成本。