稠油降粘技术
稠油井下改质降粘技术的研究进展
含 量相 对较 少 ， 中胶质 和 沥青 质含 量 能 达 到 ５ 其 ０
以上 。稠油 组 分 中对 其 粘 度 的 影 响 度从 大 到小 为 ：
Ｎｉ Ｖ一 胶 质 一残 炭 ≈ 沥 青 质 ＞ Ｎ＞ ｓ 蜡 ＿ 。稠 ＞ ＞ １ ］ 油 的粘 度 大 ， 密度 大 ， 是稠 油 区别其 他 油 的重要 特 这 征 ］ 。常规 油藏 的开采 方法对 稠 油油 藏 的效果 比较
—
稠 油水 热裂 解开 采 稠油技 术 核心 是水 热裂解 反
应 。水 热裂 解 反应 总 的反应 机理 为¨ ： ８ ］
ＲＣＨ ２ ＣＨ ２ ＣＨ ＋ ２ ２ — 一 ＲＣＨ ３ Ｃ０２＋ Ｓ ３ Ｈ Ｏ ＋ Ｈ２ Ｈ ： ＋ ＣＨ ＋ Ｓ
水 热 裂 解 反应 的主 要 物 质之 一 是 有 机硫 化 物 。 Ｈｙ ｅ 。 先提 出 稠 油 在 水 热 裂 解 反 应 中 发 生 Ｃ ｎ 。 最 Ｓ键 断裂 ， 为 有 机硫 化 物 是 关 键 物 质 ， 认 Ｃ—Ｓ键
５Ｏ Ｏ
稠 油井 下改 质降 粘技术 的研 究进 展 机 理是 在 Ｈ。的作 用下 ｃ～ｓ键会 加 速断裂 ， 而促 。 从
进 水热 裂解反 应 的进行 。超 强酸 催化 剂催 化能力 有
可逆 反 应 ， Ｃ—Ｓ键 断 裂 并 生 成 了 Ｃ 、 、 Ｏ。 Ｈ： Ｈ Ｓ和 轻 烃 。陈尔跃 等 人［ 研 究表 明 ， １ 副 水热 裂 解 反应 除 了
石 油
第４ Ｏ卷 第 ５期
与 天 然
气 化 工
４ ９９
ＣＨＥＭ ｌ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ｋ ＆ Ｇ ＡＳ ＯＦ ＯＩ
稠 油 井下 改质 降粘 技术 的研 究进 展
减阻、降粘、防蜡
油溶性减阻剂的研究与应用概述
此后几十年，世界上许多国家都进行了对减阻剂的 科研与应用实践，处于领先地位的有美国CONOCO
公司、Baker Hunghes公司，这些公司使得减阻剂
研发技术得到迅速发展，开发出了性能好、成本低 的减阻剂产品。
油溶性减阻剂的研究与应用概述
尤其是CONOCO公司，该公司的减阻剂产品从
油溶性减阻剂的特点
总之，油溶性高分子聚合物减阻剂在很小的用量 下就可以达到和好的效果，例如， CONOCO公司
的CDR102油相减阻剂在添加0.00005（wt）%时，
就可有9%的减阻率（平均流速2.5m/s，管内径 25mm，介质：0号柴油）。添加0.0001（wt）% 即能达到50%的减阻效率，因此在管道运输行业 中被普遍应用。
3、油溶性减阻剂的研究与应用概述
减阻剂的产生：降低摩阻，提高输量，快速缓 解产量与管线输油能力不足之间的矛盾，加速 原油的开发与利用 。 1972年诞生了第一个减阻剂的专利。1979年是 一个转折点，美国CONOCO公司生产的CDR减 阻剂在进行了大量的试验后，正式工业化生产 并应用于横贯阿拉斯加的原油管道上，揭开了 管道运输应用减阻剂的序幕。
称之为原油本体分散减阻，所用的活性剂称之
原油分散剂(dispersant)。
降粘
还有一类减阻剂称之为降摩阻剂(frictional reducer)。 降摩阻剂与降粘剂不同之处在于： 降摩阻剂一般不掺水或掺少量水(5%～10%)， 它通过改变原油和介质表面的作用力，进而减 小原油的流动阻力。而乳化降粘一般掺水为 30%左右，通过改变原油乳状液的类型，使其 转变为以水为连续相，油为分散相的水包油的 乳状液，进而降低在原油在流动过程中的阻力。 如果条件允许，可以掺稀油（轻油）输送稠油。
超临界CO2稠油降粘输送技术探析
法 刚好 相反 其经 常在 多井 中运 用 ，可 以满足 大规 模 的采 油需 要 。在使 用 中蒸 汽驱 油法 过程 中不 仅 运用 到 了蒸 汽 的热 量与 压力 同 时其还 充 分 借 助了重 力的 作用 ，使稠 油的开 采更加 深入 。
３ ． 火 烧油层
火烧 油层 法 从理 论 上来 说有 很 多的优 点 ，但 是具 体 在操 作过 程 中 却很 难 实行 ，因此 其仍 在探 索 与研 究阶 段 ，而在 实 际的 稠油 开采 中并 未被 广 泛使 用 。火烧 油 层简 单 的来 说就 是对 油层 进 行燃 烧 ， 但 其 点燃 方 式有所 不 同 ，其是 通过 高 压 的方式 将 含有 一 定氧气 的空气 打入 油层 中 ，升 高油 层 的温度 ，达 到 油层 的燃 点 致使 油层 燃烧 ，以达 到 降低稠
是 循 环注蒸 汽 法 。这 种方 法实 行起 来 十分 简单 ，从 字 面就 可 以看 出其 是 将 蒸汽注 入单 井 利 用蒸 汽的 自然 属性 达 到降 粘 的效果 。 具体 来说 在 循 环注 蒸 汽法整 个 使用 过程 中主要 就是 依 靠蒸 汽 的温度 与 压强 将稠 油 的温度 升高 ，降低 稠油 的粘度使 其便 于开 采 。这 种方法 因其 简便 易行 ， 省钱 高效 而受 到人 们的推 崇 ，但 是 由于其 只针对 近井地 带 的稠 油有效 ， 因此局 限了它 的使 用范 围。
摘 要 ：超 临界 ｃ ｏ ２稠 油降粘输送技 术是新兴 的一种稠 油输送技术 ，因此本文主要 就超临界 ｃ ｏ ２稠油降粘输送技 术进行一 下简单的介绍。 技术
关键词 ：超 － 临界 ｃ ｏ ２ 稠 油降粘运输
资 源紧 张是 全世 界 各 国都将 面 临的 问题 ，甚 至有 些 国家 已经 出现 了 资源 紧缺 的状 况 。因此 如 何满 足 日益发 展 的经 济对 资 源 的需求 是现 在各 国 急需解 决 的 问题 。而 在所 有 资源 中油 类资 源首 当其 冲 受到 了社 会各 界 的普遍 关 注 。 目前 我 国正 在 飞速 的发展 中 ，对 于原 油 的需求 量 正呈 逐年 递增 的态 势 。而 纵观 我 国各 大 油 田，在 原 油的供 应上 已经 出 现 了捉 襟 见肘 的情 形 。因此 近 年 来稠 油 成为 了我 国资 源开 发 的 重 点 ， 如何 有效 的对 稠 油进 行开 采 ，如何 顺 利 的进行 稠 油输 送 成为 了 当前工 作 的重点 。
稠油降粘剂
60℃条件下原油的粘度： 98.2×104mPa·S
原油粘度对解聚效果的影响 ※单56－7－11井 56－ 11井
mPa·S） 2＃复配解聚体系解聚效果评价（27040mPa·S）
解聚体系 处理后原油粘度，mPa·S 降粘率，％
100 处理后原油粘度 m P a . S 处理后原油粘度m 80 60 40 20 0 1 2 3 2 # 与 1 2 ＃ 解聚剂比例 4 5
处 理 后 原 油 粘 度 ， mPa.s
700
600
500
400 0 1 2 3 解聚剂浓度，％ 7 ＃ 解聚剂浓度，％ 4 5 6
浓度对2＃解聚剂解聚效果的影响
浓度对7＃解聚剂解聚效果的影响
2＃和7＃解聚剂处理营47×23井的原油粘度从5280mPas降低到600mPas左右。
原油粘度对解聚效果的影响 ※营47X23井 47X23井
二：稠油分子聚集及解聚机理探讨
☆源相浓度（迁移速度与源相浓度成正比）
影响迁移速率的因素
☆温度（升高温度有利于表面活性剂阴、阳离 子进入膜相并复合成离子对，迁移速度增加）
稠油分子解聚体系渗透迁移入油相并 与油分子键合示意图
＋
稠油分子解聚体系与原油分子 的氢键结合示意图
二：稠油分子聚集及解聚机理探讨
分子结构表征
单56－7－9井原油的红外光谱图
解簇剂分子的红外观谱图
分子结构表征
原油-解簇剂络合体的红外观谱图
几个主要峰的变化
稠油分子的红外光谱 N-H,O-H,C-H C=O C-N 3481-2853cm-1 1602cm 1459cm
- 1600cm 1429cm
100 处理后原油粘度mPa.S 80 60 40 20 0 1 2 3 7 # 与 1 2 ＃ 解聚剂比例 4 5
稠油的类乳化复合降粘作用机理
1 乳化降粘机理
表面活性剂水溶液与稠油形成的 OPW 乳状液 的粘度, 主要取决于分散介质( 即水外相) 的粘度, 内 相的体积分数也有相当大的影响。根据不同实验方 法得到的描述乳状液粘度的经验公式很多, 其中较 常用的有 3 个[1~ 4] 。
1. 1 Einstein 公式 当分散相( 油内相) 的体积分数 < 小于 0. 02 时,
1. 3 Richardson 公式
水包油乳状液的粘度也可用 Richardson 指数公 式来表示:
G= G0 exp ( k<)
( 3)
式中 k 称为 Richardson 常数。由于实验的条件性很 强, 不同研究者研究不同体系得出的 k 值有很大的 差别( 表 1) 。但无论 k 取何值, 式( 3) 均说明随着内 相体积分数的增加, 乳状液粘度呈指数增加趋势。
3 12
油田 化学
2002 年
1. 2 Hatschek 公式
对较浓的乳状液, Hatschek 公式比较合适:
G= G0P[ 1- ( h<) 1P3 ]
( 2)
式中 h 为一校正系数, 称为体积因素, 一般随内相浓 度的增加而降低, 对乳滴分布不均的 OPW 乳状液, h 多取 1. 3 左右。这说明 G 与 G0 成正比, 且随 < 变 化很大, 比如 <= 0. 1 时, GPG0 = 2; <= 0. 5 时, GPG0 = 7. 5; <= 0. 85 时, GPG0= 29. 5。< 愈大, GPG0 的增加幅 度愈大。
稠油催化降粘体系及其作用机理
稠油催化降粘体系及其作用机理摘要：稠油在中国的石油资源中所占比例较大，随着常规油藏可采储量的减少以及石油开采技术的不断提高,21世纪稠油开采所占的比重不断增大，但由于稠油粘度高使得稠油开采非常困难，稠油改性降粘技术成为提高稠油油藏开采效果的重要前提。
特稠油或超稠油体系在蒸汽开采中具有被催化降粘的可能性，不同催化剂体系的催化效果差别很大; 催化剂质量分数、催化反应温度和时间共同影响催化剂体系的降粘效果。
当温度升高至一定程度时，稠油中的胶质和沥青质等大分子化合物的化学结构会发生改变，催化剂可降低这类反应发生的起始温度，加快反应速度。
在稠油油藏注蒸汽开发过程中，加入含有某些过渡金属可溶性盐使稠油粘度降低。
关键词：稠油催化降粘催化剂降粘率影响因素目前，在稠油油藏开发中，由于稠油的粘度高, 流动性差，开采难度大, 无法进行常规开采。
蒸汽吞吐、蒸气驱是通过高温蒸气提高稠油的温度, 降低稠油分子间的作用力来降低粘度, 但地层温度下降后，稠油粘度会大幅反弹, 降低蒸气吞吐开采的效果。
虽然稠油区块存在较大潜力, 但由于稠油粘度问题, 限制了稠油区块采收率的提高。
稠油催化降粘技术是通过注入催化剂, 使蒸气吞吐中的高温水蒸气与地层中的稠油发生水热裂解反应, 从而不可逆地降低稠油的粘度, 改善稠油性质,增加稠油的流动性, 达到提高稠油采收率的目的。
1.稠油催化降粘体系1.1稠油体系的组成稠油元素除C、H外, 还有O、S、N 等杂原子,它们主要分布在胶质和沥青质中, 对稠油的性质影响最大。
一般来说, 胶质、沥青质含量越多, 粘度越大。
稠油中主要的含硫有机物有硫醇类( RSH )、硫醚类( RSR)、噻吩类; 主要的含氧有机物有( RCOOH )、酚( ArOH )、醚( ROR )、酮( RCOR)、醇( ROH)、醛( RCOH ); 其中酸、酚含量相对较多, 其他含量较少; 主要的含氮有机物有喹啉类、吡啶类、吲哚类、咔唑类。
稠油水热裂解催化降粘
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。
采用点滴降粘工艺提高稠油产量
人净 荷码 率 高达 ３ ／，能够 满足 ＨＤＴ ’ ３Ｍｂｓ Ｖ Ｊ‘ 摘 要 求 ；克 服 了数字 电视 的： 效应 ，使 Ｄ ． 悬崖 ＭＢＴ
既能 ｙ Ｄ ＶＪ 播，也可 丁数据通信。 － Ｔ ‘ 、 （） ３支持蜂窝单频网，这意味着 邻近 的电视
从 泵 组剑 井 口的高压 管线 、 ． 阀 、 截Ｉ 卜 单流 阀组 成 。
２ ２单 升效 果 ．
系统 可采 Ｊ相 同 的天线 、Ｊ 发射 机利 调 谐器 。 ｛ ｊ 捅
（） ２高数 据码 率 ，在 ８ＭＨ 也视 频道 中，最 ｚ｝
选取高 ｌ ８块某单井进行试验，该井经过 ６
擒
要
点 滴降粘是一种新型的降粘工艺技 术，采用降粘剂滴注技术将稠 油降粘荆随蒸汽 同步滴入
油层，降粘剂均匀分散 于蒸汽 中，使蒸汽加热稠油的同时，降粘剂与原油充分接 触，扩 大降 粘剂的波及 面积 ，达到降低原 油粘度 ，提 高原油产量 目的。
关 键词
点滴
降粘
工艺 提 高 产量
高升 油 田 自 １８ 开始 蒸汽 吞吐 试验 ， 目 ９ ２年 前 已进 入吞 吐 中后期 ， 气油 比 由 １８ ９９年 ５８ｍ ／ ４ ｔ
油组分充分剁离，通过分散作川采出地面。
（） ２ 降粘荆吸附丁岩 表面后，改变汕藏岩 的润湿性能使柒油转变亲水 ，便 丁原油流动。
第 ３期
吴峻 ： 采用点滴降柚 ｒ艺提高剥油产量
（） ３在蒸汽的热能与表面活性剂的协同作川
下 ，降 低油 水 界面 张力 ，形成 粘度 较 低 的水包 油 乳状 液 ，减 少 原油 流动 阻 力 。 （） ４ 降粘 剂 还 能增 人储 层 岩 的渗 流孔 道 ， 降低 渗 流 阻力 。
浅谈进行稠油降粘的方法
２ ０ １ ３ 年３ ５ 期
【 关键词 】 稠 油； 降粘方法； 稀 油； 表 面活性剂பைடு நூலகம்； 改质 ； 加热
引起原 油凝 固点高， 此类原油在其凝 固点 以上温 度时原油粘 度 稠油是指在 油层 温度下粘度大于 １ ０ ０ ｍ Ｐ ａ ＃ ｓ 的脱 气原油。 但通 常 含量高。 都在 １ Ｐ ａ ＃ ｓ 以上 稠油 由于粘度高， 流动阻力 大， 不 易开采， 其突 出的特 并不大． 而且 对温度不敏感 ， 但当温度 降到原油凝 固点 以下时， 粘度 急 点是含沥青质 、 胶质较高 目前 国内外在稠油开采过程 中常用 的降粘 骤上升所 以如能将原 油凝 固点 降低， 就能大幅度降低粘度。 蜡 晶改进 剂作用机理蜡 晶改 进剂是一种分 子结构 中具有 和原油 方法有： 加热法 、 掺稀油法 、 稠油改质降粘及化学药剂降粘 法。 中蜡分子 结构 相同或相近的正构烷烃。 并带有极性基 团的高分子化合 １ ． 掺稀油降粘 物 它 的作用是在熔点温度下分子排列发 生变化 ， 对 石蜡结晶产生特 １ ． １降粘原理 即在成核和蜡晶生长过程中阻止蜡晶的生长， 或在 生长 中 般当稠 油和稀油 的粘度指数接 近时， 掺稀油降粘的实测值与计 殊改进作用。 算值接近 。我 国辽河 高升油 田的稠油中， 掺入 １ Ｐ ３的稀油量， ５ ０ ｅ 时粘 的蜡晶边侧结合上一个 蜡晶改进剂 其作用机理 的解 释可归纳为 三 点： 度由２ ～ ４ Ｐ ａ ＃ ｓ 降为 １ ５ ０ ～ ２ ０ ０ ｍＰ ａ ＃ ｓ ｆ １ １ 分散作 用 蜡晶改进剂在原油析蜡点温度 以上 析出， 起晶核作 １ ． ２降 粘 规 律 成为蜡分子吸附生长的中心。 使原油 中生成 的小颗粒蜡增多 。 （ １ ） 轻油掺人稠油后可起 到降凝 降粘 作用＇ ｆ 旦 对于含蜡量 和凝 固点 用。 ｆ ２ ） 共 晶作用 。蜡 晶改进剂在原油析蜡点温度时析出， 与蜡共晶， 破 较低而胶质 、 沥青质含量较高的高粘原油， 其降凝 降粘作用 较差。 生成分枝的“ 过 滤残 晶形态” （ ２ ） 所掺轻油的相对 密度 和粘度越小， 降凝降粘效果也越好 ； 掺入 量 坏石蜡结晶的方向性． ｆ ３ １ 吸附作 用 蜡 晶改进剂在 略低 于析蜡温度 以下析出， 被吸附在 越 大， 降凝 、 降粘作用也越显著 降低晶体间的粘附作用 。 （ ３ ） 一般来说， 稠油与轻油的混合温度越低 ， 降粘效果越好 。混合温 蜡 晶上改变蜡结 晶的方 向性， 由于石蜡 结晶过程是一个连续 的过程 原 油 中的蜡和加入 的结 晶 度应高 于混 合油的凝 固点 ３ ～ ５ ｅ ， 等 于或低于混合 油凝 固点时． 降粘效 改进 剂又是不 同分子结构和大小 的混合 物， 所以蜡晶改进剂 的作用 过 果 反 而 变 差 作用机理不同． 蜡晶上存在 的蜡 晶改 进剂 分子 （ ４ １ 在低 温下掺入轻油后可改变稠油流 型． 使 其从 屈服假塑性体或 程也是一个连续 的过程． 位 置不同 结 晶形态也不 同， 原油 的倾 点， 屈服值 和表观粘度也不 同， 试 假塑性体转变为牛顿流体 验证明． 蜡晶改进 剂作 为晶核或 与蜡共 晶时原油 流动性 好． 而起吸附作 １ ． ３优缺点 轻质稀原 油不仅有好 的降粘效果， 且 能增加产油量 ， 并 对低产 、 间 用时流动性差 ３ － ２稠油催 化降粘 隙油井输送更有利 。在油井含水升高后， 总液量增加， 掺输管可改作 出 在蒸汽驱或者蒸汽吞吐的注蒸汽阶段油层温度达 １ ５ ０ ～ ３ ０ ０ ｅ ， 若在 油管， 能适应油 田的变化 。 因此， 在有稀油源的油 田轻 油稀释降粘具 有 此温度范围 内， 加入少量 的催化剂如 Ｖ Ｏ Ｓ Ｏ ４ ， Ｎ ｉ Ｓ Ｏ ４ ， Ａ １ Ｃ Ｉ ３ ， Ｆ ｅ Ｃ １ ３ 等， 可 更好 的经济性和适应性 采用此种方法 大规模地开采稠油时． 选用 的稀释剂必然 是稀原油。 使稠油 中的胶质沥 青质在硫键处断裂产生理想的降粘效果 。 ３ ． ３ 表面活性剂降粘 因为稀原油来 源广泛 ， 可提供 的数量大， 因此也带来一些问题 。 首先， 稀 ３ ． ３ ． １ 降粘原理 原油掺人前， 必须经过脱 水处理， 而掺 人后， 又变成 混合含水油 ， 需 再次 表 面活性剂 降粘通常归结为三种机理 ： 脱水， 这就增加 了能 源消耗； 其次， 稀 原油作为稀 释剂掺人稠油后 ， 降低 ｆ １ １ 乳化降粘。 即在 活性剂 作用下使油包水型乳状 液反 相成为水包 了稀油的物性 。稠油与稀油混合共管外输时， 增加 了输 量， 并对炼油厂 工艺流程及技术设施产生不利影响； 此外 ． 鉴 于稠油与稀油在价格等方 油型乳状液而降粘 ｆ ２ １ 破乳降粘， 即活性剂使油包水型乳状液破乳而生成游离水， 根据 面存在 的差异， 采用掺稀油降粘存 在经济方 面的损失 。因此， 高粘原 油 形成“ 水套 油心” ， “ 悬浮油 ” ， “ 水漂油 ” 而 降粘 。 加烃类稀释剂 进行 降粘集输。 并 非完善 的方 法－ 应综合考 虑其 经济性 、 游离水量和 流速， ｆ ３ ） 吸附降粘。 即活性剂分子吸附于管壁上或油层问而减少摩擦 阻 可行性， 必要时可采用别的更好的方法
稠油外输化学降粘工艺技术研究
… 一
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ
中国 化工贸易
寇霆基
稠油 外输 化 学 降粘 工 艺技 术研 究
唐卫江
（ 新疆油 田新港 公司 ）
稠油 开采 与集 输存 在 的生 产技 术难题 世 界稠 油油 藏分 布很 ０ ０ 米 之 间 ，主要 储 层为 砂
沥青 质 分 子 呈层 次 堆 积状 态 ，借助 高温 或溶 剂 作 用 下堆 积层 隙 “ 疏 松” 的特 点 ，使 降粘 剂分子 “ 渗 ”入胶 质或沥 青质分 子层 之间 ，起 到 降低粘 度 的作用 。国外对 原 油输送 化学 降粘 技术进 行 了较早 的研 究及 应用 。但 开 发研 究 的化 学降 粘剂 主要 以降凝 剂为 主 的流 动性 改 进 剂 ， 该流 动改性 剂能 有效 降低 原 油的凝 点和 低温 粘度 ，改善 原 油的低 温 流 动性 。１ ９ ９ ９ 年７ 月 ，在 长 ２ ３ ６ 公 里 、输 送独 山子混 合油 的管线 上进行 了实 验 ，加 入 ０ ． １ ２ ％ （ ｗ） Ｅ Ｃ Ａ一 ８ ４ １ 流 动 改进 剂处 理 后 ，混合 原 油 ｌ ｏ ℃ 的屈服值 由 ８ ． ６ Ｐ ａ降 到 １ ． ０ Ｐ ａ ，１ ０摄 氏 度 时 的 塑 性 粘 度 由 １ ５ ８ ｍＰ ａ ・ ｓ 降到 ５ ４ ｍＰ ａ ・ ｓ ，降粘率 为 ６ ５ ． ８ ％，在 ｌ ２ — １ ２ ． ５ 摄 氏度 下 ，混 合原 油顺利地 通过 了管线 。 ２ ０ ０ ６年 ，从 国外 引进 Ｅ ｘ ｘ ｏ ｎ ８ ８ ０ ６ 、Ｅ ｘ ｘ ｏ ｎ ８ ３ ６ １ 流动 改性剂 ，在新 疆 油 田外输 管道进 行实 验 ，结果 显 示 ：当加 剂 量为 ５ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ时 ，原 油 凝点 由 １ ６ ｏ Ｃ 降到一 ３ ． ５ ” ｃ ，降幅 ｌ ９ ． ５ Ｃ；剪 切速率 为 ｌ ３ ． ５ ｓ ，８ ”Ｃ 的粘 度 由 １ ６ ０ ４ ． ７ ｍＰ ａ ， ｓ 降到 ３ ６ ｍＰ ａ ・ ｓ ，降粘 率为 ９ ７ ． ７ ％ ；现 场实 验 的 结果 与室 内实验 十 分接 近 。新 疆外 输原 油管 道 已成为我 国 第一条 添 加 流 动 改 性 剂 实 现 常 温输 送 的 管 道 。 该 剂 应 用 于 油 田 时 ，加 剂 量 为 ５ ０ ０ ｍｇ ／ Ｌ时 ，原 油凝 点 由 ２ ５ ｏ Ｃ 降到 ２”Ｃ ，降幅 ２ ３ ℃ ；剪 切速率 为 ２ Ｏ ． ４ ｓ 一 ５ ０ 。 Ｃ 的粘 度 由 １ ２ ． ５ ｍ Ｐ ａ ・ ｓ降 到 １ ０ ｍ Ｐ ａ ・ ｓ ，降 粘 率 为 ２ Ｏ ％。
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稠油降粘技术目前常用的稠油（包括特稠油和超稠油）降粘方法（包括掺稀油降粘、加热降粘、稠油改质降粘、乳化降粘、微生物降粘技术等五种）的降粘原理及其优缺点。
掺稀油降粘存在着稀油短缺及稠油与稀油间价格上的差异等不利因素；加热降粘则要消耗大量的热能，存在着较高的能量损耗和经济损失；改质降粘要求较为苛刻的反应条件，同时使用范围较窄；乳化降粘使用范围相对较宽（包括油层开采、井筒降粘、管道输送等领域），同时工艺简单，成本较低，易于实现。
分析认为，采用化学降粘方法进行稠油降粘具有一定的优势，建议优先考虑。
一、掺稀降粘掺稀降粘采油工艺是通过油管或油套环空向油井底部注入稀油,使稀油和地层产出的稠油充分混合,从而降低稠油粘度和稠油液柱压力及稠油流动阻力,增大井底生产压差,使油井恢复自喷或实现机械采油的条件。
掺稀油方式有空心抽油杆注入、单管柱注入、油管注入和套管注入4 种。
空心抽油杆注入: 稀油由空心抽油杆注入井下, 在泵筒内与地层稠油混合后由油管举升到地面(见图1) , 减小了流动阻力。
单管柱注入: 平行于油管下一条管柱, 将稀油注入到泵下与地层液混合, 经油管将混合液采出(见图2)。
图1空心杆注稀油降粘示意图图2油管注稀油降粘示意图套管注入: 稀油从油、套环形空间注入, 在泵下与地层稠油混合后经油管举升到地面(见图3)。
油管注入: 稀油从油管注入与地层液混合,经抽油泵上的带孔短节进入油、套环形空间被举升到地面(见图4)。
图3套管注稀油降粘示意图图4油管注稀油降粘示意图一般来说，稠油与轻油的混合温度越低，降粘效果越好。
混合温度应高于混合油的凝固点3—5℃，等于或低于混合油凝固点时，降粘效果反而变差。
确定合理的掺油比应根据油井的原油粘度、温度、含水、含砂等情况而定。
给稀油管输温度，是决定掺油量的重要因素。
辽河金马公司通过多年摸索发现，当管输温度保持在50摄氏度左右时，稀油黏度降至最低，能够充分带动井内稠油举升至地面。
为此，他们在偏远井站的稀油干线上增装了5座加热炉，保证了稀油入井温度在40摄氏度以上；同时对4座采油站的稀油干线进行了合并，减少了零散输送带来的热损失。
通过这两项举措，日减掺稀油78吨。
在保证油井正常生产的前提下，使油井产量、泵效最高，经济效益最好。
井筒掺稀油循环工艺不仅能提高产液的温度,还可以通过提高井筒混合液的含水量来降低粘度。
在确定掺稀深度时,原油的拐点温度是个非常重要的量。
原油在井筒中被举升的过程中,温度不断降低。
当原油温度接近拐点温度时,其流动性明显变差时开始掺稀,所以确定掺稀深度实际上就是计算井筒的温度分布。
由于稀油密度低,掺稀后混合液密度也降低,掺入深度越深,井筒流动阻力越小,井口压力越高。
在井底掺稀时,不需要加封隔器,操作工艺相对简单,实际上一般在井底掺稀。
不同类型稠油拐点温度测算公式为:T 0= 8.6lgμ+ 22.5 式中: T0为稠油拐点温度，μ为地面脱气原油在50℃时测得的粘度值, mPa.s。
掺稀工艺的优缺点：轻质稀原油不仅有好的降粘效果，且能增加产油量，并对低产、间隙油井输送更有利。
在油井含水升高后，总液量增加，掺输管可改作出油管，能适应油田的变化。
因此，在有稀油源的油田，轻油稀释降粘，具有更好的经济性和适应性。
采用此种方法大规模地开采稠油时, 选用的稀释剂必然是稀油, 因为稀油来源广泛, 可提供的数量大, 因此也带来一些问题。
首先, 稀油掺入前, 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, 这就增加了能源消耗; 其次, 稀油作为稀释剂掺入稠油后, 降低了稀油的物性。
稠油与稀油混合共管外输时, 增加了输量, 并对炼油厂工艺流程及技术设施产生不利影响; 此外, 鉴于稠油与稀油在价格等方面存在的差异, 采用掺稀油降粘存在经济方面的损失。
因此, 高粘原油加稀油进行降粘集输, 并非完善的方法, 应综合考虑其经济性、可行性。
二、加热降粘目前国内外油田应用的电加热采油方式主要有电热杆加热、电缆加热、电热油管加热三种方式。
其工作原理是通过对井下电加热工具供电, 将电能转化为热力学能, 使井下电加热工具发热, 提高井筒原油的温度, 利用稠油粘度的温度敏感性, 降低原油的粘度, 提高原油的流动性, 使油井恢复生产能力。
电热杆降粘工艺电热杆采油工艺中除常规采油工具外, 主要由电热杆、电三通、电控柜等组成, 工作时通以交流电即可。
与其它井筒加热工艺相比, 该工艺具有投资少、热效率高、对地层无损害的特点。
电热杆由空心杆及电缆芯等组成, 电缆芯通常采用直径5mm 左右铜丝、外包绝缘体, 固定于空心杆内, 在空心杆与电缆之间充满淀子油, 目的为平衡电缆芯工作温度, 避免局部温度过高而烧坏。
目前, 电热杆加热采用自控温装置, 自控温电热杆工艺可自动控制温度, PT C自控温电热杆可使每一单位的温度自控自限, 使整个伴热段温度一致, 消除低温区和过热点, 增加原油的流动性, 减少电热损失。
电热杆规格: Φ34m m×6m m,硬度> 224HB,抗拉强度较大, 工作温度可达到260℃, 加热深度最大可达2500m。
由于故障率较高, 该技术正逐步被空心杆电加热取代。
电缆加热降粘工艺电缆加热采油工艺管柱如图4 所示。
在生产高凝油和稠油的油井中, 将三芯加热电缆利用卡箍固定在油管外部, 电缆接在三相电源两线之间, 通电后电缆发热, 热量通过油管传给井筒内的原油, 达到加热井筒稠油的目的。
可控温度为705℃, 功率为40～60W/ m。
该工艺最大的优点是下入深度深, 但与电热杆等相比, 加热效率低, 同时, 电缆绑在油管外面, 作业等过程也可能对其造成损害, 该工艺的应用越来越少。
电热油管降粘工艺工作原理: 当电流通过导体时, 导体因本身具有的阻抗而发热, 产生的热量与电流的平方成正比。
油管加热系统主要是基于此原理设计而成的。
优点: 电热转化效率比电热杆高, 达96%, 电热杆的电热转化效率为70%。
电热油管降粘工艺技术特点:①电热油管加热利用油井的生产管柱做发热体, 加热功率大;②油管抗拉强度较高, 下入深度大, 且不影响机械采油的实施, 但油管加热要采取措施, 保证油套环空绝缘, 对高含水和原油含盐较高的油井不适用，油井含盐量高,含水矿化度高,加速对油管的腐蚀;另外,井内流体导电性强,易发生漏电事故。
油管和套管形成回路,构成牺牲阳极的阴极保护,加速油管腐蚀,导致油管腐蚀严重。
③一次性投资大;④加热功率0- 200kW , 加热深度最深2500m。
三、稠油改质降粘稠油改质降粘是一种浅度的原油加工方法，以除碳或加氢使大分子烃分解为小分子烃来降低稠油的粘度。
除碳过程大致可分为热加工和催化加工，热加工有减粘裂化、焦化等，催化加工以催化裂化为代表。
此外，还有溶剂脱碳，如脱沥青和脱金属等过程。
加氢过程有加氢热裂化和加氢催化裂化等。
稠油经改质后除了得到低粘、优质的合成原油外，所得的副产品渣油可用来产生氢气、加热蒸汽驱动汽轮机发电、加热蒸汽锅炉产生蒸汽进行蒸汽吞吐和蒸汽驱生产等。
四、乳化降粘乳化降粘就是在表面活性剂作用下，使稠油的w／o型乳状液转变成O／w 型乳状液，从而达到降粘的目的。
乳化降粘的主要机理包括乳化降粘和润湿降阻两方面。
乳化降粘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o／w 成型乳状液，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，粘度和摩擦阻力大幅度降低；润湿降阻是破坏油管或抽油杆表面的稠油膜，使表面润湿亲油性反转变为亲水性，形成连续的水膜，减少抽吸过程中原油流动的阻力。
乳化降粘的关键是选择质优、价廉、高效的乳化降粘剂。
较好的降粘剂应具有以下两个特性：一是对稠油具有较好的乳化性，能形成比较稳定的o／w乳状液，降粘效率高；二是形成的o／w 乳状液不能太稳定，否则影响下一步的原油脱水。
近年来，有关乳化降粘剂的配方研究十分活跃，其中有非离子型一阴离子结合型，阴离子型，阳离子型及复配型。
复配型配方多是根据协同作用原理采用多元乳化剂。
常用的非离子乳化剂有烷基酚聚氧乙烯醚(OP系列)、环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物(PEO-PPO)及脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)等；阴离子乳化降粘剂中具有代表性的有，烷基苯磺酸盐(ABS)和脂肪醇硫酸盐(AS)；阳离子型的多为季胺盐由于会与地层中带负电的粘土颗粒作用造成乳化降粘剂的大量损失，用途不及前两种广泛。
单一的降粘方式有种种不足，难以获得既经济又理想的降粘效果，而采用最多是复合降粘措施。
以具有特定表面活性的乳化剂将油溶性降粘剂配成乳状液，将这种乳状液注入井下，乳状液破乳后油溶性降粘剂与稠油作用，降低稠油粘度，粘度降低的稠油易被乳化，因而可达到很高的降粘效率。
复合降粘的作用机理既不同于油溶性降粘机理，又有别于乳化降粘机理，其基本特征是乳化剂加量极少，水外相比例低，油溶性降粘剂加量影响内相粘度，形成的乳状液既非O／W 型，也非W／O型，而是介于二者之间的过渡型。
经过试验，该方法适用于含水率大于20%，井温小于300℃的油井。
目前，能够用于高温和高矿化度油藏条件下的乳化降粘剂还不多，即使有一些文献报道，但大都成本较高。
因此，研究廉价的耐盐、耐高温的降粘剂是今后乳化降粘技术的一个重要发展方向。
五、微生物降粘技术利用微生物降解技术对原油中的沥青质等重质组份进行降解，可以降低原油粘度，提高油藏采收率，该技术的理论依据是使用添加氮、磷盐、铵盐的充气水使地层微生物活化。
其机理包括：①就地生成以增加压力来增强原油中的溶解能力；②生成有机酸而改善原油的性质；③利用降解作用将大分子的烃类转化为低分子的烃；④产生表面活性剂以改善原油的溶解能力；⑤产生生物聚合物将固结的原油分散成滴状；⑧对原油重质组份进行生化活性的酶改进从而改善原油粘度。
但微生物降解技术的局限性在于微生物在温度较高、盐度较大、重金属离子含量较高的油藏条件下易于遭到破坏，微生物产生的表面活性剂和生物聚合物本身有造成沉淀的危险性，并且培养微生物的条件不易把握。
因此，该法的发展方向是培养耐温、耐盐、耐重金属离子的易培养菌种。