稠油油溶性降黏剂ASAM/C/O的合成与评价

分析了造成稠油高黏的原因及降黏剂的降黏机理,对降黏剂的分子结构进行设计.先以丙烯酸(A)、苯乙烯(S)、丙烯酰胺(AM)为原料合成了中间产物——三元共聚物ASAM,然后以ASAM、多元醇、长链烷基酸为原料通过两步酯化反应合成了一种稠油油溶性降黏剂ASAM/C/O.通过正交实验确定出中间产物ASAM的最佳合成条件:单体质量比m(丙烯酸)∶m(苯乙烯)∶m(丙烯酰胺)为6∶3∶2,引发剂质量分数1.3%,反应时间为6 h.降黏剂ASAM/C/O的最佳合成条件∶m(ASAM)∶m(C)∶m(O)取6∶2∶1.5,长链烷基酸的碳链长度取18,反应温度在110～120℃之间,反应时间为6 h左右.降黏剂ASAM/C/O具有较好的降黏效果;降黏率与温度有关,随温度降低,降黏率升高;加剂处理后稠油体系的活化能大幅度降低,说明体系内的结构强度减弱.     

王庄稠油乳化降黏剂的筛选

针对胜利油田王庄稠油黏度大、开采难的问题,对其进行了降黏实验研究.首先测定了不同温度下王庄稠油的黏度.原油的黏温实验表明:王庄原油在温度超过60℃时,黏度随温度的升高变化趋缓.为王庄原油研制了降黏剂JDLH.影响降黏剂JDLH对王庄稠油降黏效果的因素有:降黏剂加量、油水比、降黏温度和矿化度等.实验结果表明:降黏剂JDLH最佳加入量为0.3%,最佳油水体积比为7∶3,降黏温度为50℃;降黏剂JDLH可耐盐15 000 mg/L.用5种不同的降黏剂对王庄稠油做了降黏实验,实验结果表明,降黏剂JDLH的降黏效果最好.     

河南特稠油降黏剂及其性能研究

针对河南特稠油开采难题研制出耐高温复合降黏剂WP,其既可随高温蒸汽注入井下实现蒸汽吞吐、蒸汽驱采油,也可随热水注入井下达到热水驱采油,能有效降低油水界面张力,其所形成的特稠油乳状液在高温和常温下均能保持低黏度和均匀稳定性,为实现特稠油乳化降黏低温开采和常温输送提供了依据.实验结果表明:WP加入量为0.128 mg(以每克特稠油计)时,30 ℃时可使2#河南特稠油的黏度由252.0 Pa·s降至其乳状液时的9.6 mPa·s,降黏率达99.99%;考察了WP的耐高温性能以及影响WP表面性能和降黏性能的因素,并初步探讨了其表面性能和降黏性能的关系,对WP的降黏机理及其所形成特稠油乳状液的稳定机理也进行了探讨.     

粘多糖乳化降黏稠油的研究

利用本实验室生产的粘多糖A对辽河重质稠油进行乳化降黏试验,系统考察油水质量比、多糖浓度、乳化温度、乳化转速和乳化时间对稠油乳化降黏的影响。结果表明：将油水质量比6：4,多糖质量浓度150 mg/L的稠油溶液放入温度25 ℃、转速160 r/min的摇床乳化6 h,稠油黏度由87000 mPa·s降至310 mPa·s,降黏率达到99.6%。此外,通过对乳化降黏后稠油破乳处理研究发现,稠油在室温静置24 h后即可实现油水分离,且破乳后的多糖水溶液可以重复使用2批次,显著降低了多糖乳化剂及后续稠油脱出水处理成本。因此,该粘多糖A可广泛应用于稠油乳化降黏开采和输送领域。     

油溶性特稠原油降黏剂——PAEH的研制

首先合成了一定分子量的聚丙烯酸,然后再分别连续投加山梨醇和硬脂酸,通过两步酯化反应合成了一种聚丙烯酸高碳醇酯衍生物油溶性稠油降黏剂———PAEH.研究了合成条件对产物降黏效果的影响,得出了最佳合成条件:丙烯酸、多元醇、硬脂酸的物质量比为1∶0.6∶0.6,合成温度110~115℃,合成时间5~7h.讨论了该降黏剂加量和温度对其降黏效果的影响.结果表明,当其浓度为0.8g/L,温度在42.5~50.0℃时,具有最佳降黏效果.PAEH稠油降黏剂生产工艺简单,产率高,对高稠原油降黏效果明显.     

东辛稠油反相乳化降黏集输试验

针对胜利油田东辛稠油掺水集输成本高、后续污水处理量大等问题,提出采用乳化降黏集输的方法,并筛选出一种适合东辛稠油的反相乳化剂.结果表明:温度50 ℃、乳化剂质量分数0.85%、有效体积含油率65%～70%、搅拌强度120 r/min、搅拌时间10 min为反相乳化集输乳状液的最佳制备条件;乳化集输的现场试验效果明显好于原掺水方法;乳化降黏集输具有良好的经济效益,每年可节约成本200万元.     

彰武地区稠油黏度与温度、含水率关系的研究以及降黏剂的优选评价

以彰武地区稠油为研究对象,以室内实验为依据,讨论了温度、含水率对该地区稠油黏度的影响。实验表明,该区块稠油黏度对温度比较敏感,随着温度的升高呈现指数式减小,黏温曲线的拐点在50℃左右。原油黏度-含水率关系曲线转相点的含水率在50%左右;在该转相点之前,黏度随含水率的升高而增大;在转相点处达到最大值;转折点之后黏度随含水率的升高而降低。因此可以通过提高井筒温度降低原油黏度,同时控制原油的含水率远离黏度-含水率曲线的转相点。此外还针对该区块稠油黏度大、开采难的问题,进行了化学降黏剂的筛选评价。在所评价的11种降黏剂中,HEOR—5的降黏效果最好。     

稠油降黏新技术的研究进展

稠油中含有大量胶质、沥青质,造成其黏度高、密度大、流动性差,给稠油的开采和输送造成了很大困难.常规降黏方法,包括加热降黏、稀释降黏及乳化降黏,都有其不可克服的缺点.介绍了5种新型降黏技术的作用机理及其在国内的研究应用情况,包括油溶性降黏剂降黏、水热催化裂解降黏、微生物降黏、超声波降黏、磁处理降黏.指出目前单一降黏方法难以解决稠油的开采和输送问题,采用合理的复配技术是解决稠油降黏的有效途径.     

乳化降黏剂改善稠油油藏开发效果可视化实验

利用静态实验法评价了不同浓度下乳化降黏剂的洗油效率,确定了降黏剂的最佳浓度范围;通过二维平板可视化装置对比了单纯蒸汽驱与降黏剂辅助蒸汽驱的开发效果,从微观角度解释了降黏剂辅助蒸汽驱提高采收率机理。静态实验结果表明,随着降黏剂质量分数的增加,静态洗油效率逐渐增加,降黏剂质量分数为0.5%时,静态洗油效率为34.1%,比单纯热水洗油效率增加了27.1%。二维平板可视化实验结果表明,降黏剂辅助蒸汽驱阶段采收率为14.2%,比单纯蒸汽驱增加了9.2%,含水率降低了5.5%;微观可视化实验结果表明,加入降黏剂后,驱替通道内形成了水包油乳状液,提高了原油的流动性,增大了洗油效率,同时乳化过程中形成较大的水包油乳状液在一定程度上可以对大孔道进行封堵,使得驱替液转向,扩大了波及体积。     

稠油油藏层内提温改质降黏技术室内实验研究

 黏度高、流动性差是制约稠油开采的主要问题,而解决的关键是降黏,本文研制和筛选出了适合稠油油藏开采的就地化学生热和催化复合体系.通过对生热体系进行正交试验,用极差分析法得出各因素对生热温度峰值影响的主次顺序;又通过对3种催化剂作用前后的原油进行了黏度和四组分测定,优选出适合稠油的催化降黏剂,并对优选出的催化剂作用后的原油进行了气相色谱分析.结果表明,影响生热温度峰值的因素的主次顺序依次是：反应物浓度、pH值、初始温度.4mol/L的NaNO₂/NH₄Cl溶液在60℃下可使反应液的温度提升150℃;油酸镍可作为稠油降黏催化剂,降黏率达80.3%,且使稠油中的胶质、沥青质含量分别下降,提高了饱和烃和芳香烃的含量.复合体系室内岩心模拟实验结果表明：交替段塞注入时,交替段塞的尺寸越小越好,0.1PV(孔隙体积)的交替段塞注入可提高驱油效率15.6%.     

彰武地区稠油粘度与温度、含水率关系的研究以及降粘剂的优选评价

以彰武地区稠油为研究对象,以室内实验为依据,讨论了温度、含水率对该地区稠油黏度的影响.实验表明,该区块稠油黏度对温度比较敏感,随着温度的升高呈现指数式减小,黏温曲线的拐点在50℃左右.原油黏度-含水率关系曲线转相点的含水率在50％左右;在该转相点之前,黏度随含水率的升高而增大;在转相点处达到最大值;转折点之后黏度随含水率的升高而降低.因此可以通过提高井筒温度降低原油黏度,同时控制原油的含水率远离黏度-含水率曲线的转相点.此外还针对该区块稠油黏度大、开采难的问题,进行了化学降黏剂的筛选评价.在所评价的11种降黏剂中,HEOR-5的降黏效果最好.     

两亲性嵌段聚合物稠油降粘剂的合成与性能评价

稠油降粘冷采是一种重要的稠油开采方式。本工作设计并合成了一种两亲性嵌段聚合物降粘剂HPAM/AOS。该降粘剂具有较高的表面活性,且其亲水嵌段中含有大量极性基团,使其同时具有较强的乳化能力及稠油亲和性,从而有效提高了降粘效果。利用旋滴界面张力仪、电稳定性测定仪及激光粒度分析仪等测定了降粘剂对稠油的乳化能力,通过Zeta电位仪测定降粘剂对稠油的亲和性。结果发现,与HPAM相比,HPAM/AOS油水界面张力降低了98.2%,达0.007 mN.m^-1;破乳电压提高了104.9%,达420 V。与AOS相比,HPAM/AOS稠油乳液Zeta电势绝对值降低了75.3%,为-17.8 mV,具有更强的稠油亲和性。总体上,与HPAM及AOS相比,HPAM/AOS稠油降粘率分别提升了74.2%及48.7%,降粘效果明显。     

稠油油藏化学降黏驱全耦合数值模拟方法

化学降黏驱是提高稠油采收率的新方法,现有的数值模拟方法不能准确描述降黏驱过程中各组分、相间的物理化学变化过程。结合油水两相控制方程、降黏剂浓度传质方程及辅助方程,构建了浓度场-渗流场全耦合化学降黏驱替数学模型,获得了乳液黏度-含水率、降黏剂溶液黏度-浓度及降黏剂溶液与原油界面张力的辅助方程,采用具有有界性的高阶迎风格式克服了一阶迎风格式的不足,提高了浓度散度的计算精度,优选有限体积方法提高了解的准确性,并对降黏驱数值模拟结果与实验结果进行了验证。在此基础上开展了降黏驱数值化实验,优化了降黏驱的注采参数。研究表明：建立的模型可以表征降黏剂的控黏效果;随着降黏剂注入浓度、注入量和注入速度的增加,采出程度逐渐增加,但采收程度增长率逐渐减小;0.4%浓度的降黏剂采收程度提高幅度最大;合理注入量介于0.2～0.6 PV,PV(pore volume)表示孔隙体积;推荐选用段塞较大、段塞中降黏剂浓度较高的方案;合理的注入速度应根据油田自身产能设计。该研究为稠油油藏降黏驱开发方式优化与调整提供了重要技术手段。     

普通稠油降粘剂驱物理模拟和数值模拟

为实现普通稠油热采转化学驱,通过物理模拟实验和数值模拟方法研究了降粘剂驱提高稠油采收率的驱替机理。首先通过实验评价了降粘剂的性能参数,然后通过岩心驱替实验开展了降粘剂驱注入特征和驱油效果研究,通过微观可视化实验研究了降粘剂驱提高采收率的机理,最后对物理模拟实验结果进行了数值模拟和历史拟合。研究结果表明,稠油降粘剂驱过程中能够形成稳定的水包油乳状液,稠油驱替过程可划分三个阶段：启动压力突破阶段,压力快速下降阶段,压力低位运行阶段;降粘剂驱可以降低稠油启动压力梯度,减小驱替压力,实施降粘剂驱后采收率提高了12.4%,总采收率达到46.6%;降粘剂提高采收率的主要机理是降低原油粘度,减少残余油饱和度;采用非线性混合规则拟合实验结果,表征了原油粘度随降粘剂浓度的变化规律,可以应用于数值模拟计算,模拟结果和实验值拟合得较好;先导试验表明该技术能够降低水井注入压力,降水增油效果显著,试验区内油井全面见效。     

适合稠油油藏的新型复合降粘驱油体系研究与应用

海上常规稠油油田前期通常采用注水开发,由于原油粘度相对较高,并且目标储层粘土矿物含量较高,存在较强的水敏现象等原因,稠油油田注水开发效果逐渐变差。为此,以新型改性烷基磺酸盐为主要降粘驱油剂,通过复配以非离子表面活性剂、渗透剂以及高效防膨剂,研制出了一种适合于目标稠油区块的新型复合降粘驱油体系。分析了复合降粘驱油作用机理,并进行了室内实验评价。结果表明,新型复合降粘驱油体系能够有效降低稠油粘度,降低油水界面张力,对储层钻屑具有较好的防膨作用,并且与地层水的配伍性良好;该体系可以使岩心水驱后的采收率提高30%以上,具有良好的降粘驱油效果。现场应用结果表明,经新型复合降粘驱油体系处理的三口井,平均日产油量提高48.6m3/d,平均含水率下降82.7%,达到了良好的增产效果。     

温度对不同黏度稠油油水相渗的影响规律

为了研究油层温度和原油黏度对稠油油水相渗的促进机制,基于NB35-2稠油油藏一维岩心流动模拟系统,模拟了不同黏度原油在不同环境温度下的水驱渗流特征.结果表明,稠油油水相渗曲线表现出水相渗透率非常低的特点;当含水饱和度大于50%后,油层中形成联通的水流通道,导致水加剧突进;温度升高,油水两相共流区范围增大,残余油饱和度降低,但高于油藏温度时,随着温度继续升高,油水相渗曲线变化较小;原油黏度增大削弱了油水的流动性,降低了采收率.对比温度和黏度对油水相渗的影响规律,认为温度主要是通过改变油水黏度比而影响油水相渗曲线.     

塔河油田深层稠油掺稀降黏技术

针对塔河油田超深层稠油储层地质特点和稠油性质,进行了稠油掺稀降黏室内实验和现场试验.室内实验分析了塔河油田稠油黏度的影响因素(稠油特性、温度、压力、含水、流动状态、溶解气、矿化度).讨论了塔河油田稠油掺稀降黏的原理及降黏规律,并采用2口井的稀油对3口井的稠油进行定温条件下不同掺稀比例的稠油降黏实验.实验结果表明:掺稀比例和稠、稀油黏度差等因素都会影响降黏的效果.当稠油与稀油以体积比1:1混合后,稠油黏度下降幅度较大,降黏率一般大于95%.现场试验表明,各种掺稀降黏工艺管柱及工艺均能适用于塔河油田不同开采方式、不同含水情况下油井的正常生产,工艺的普适性较好.塔河油田深层稠油油藏掺稀降黏效果明显,投入产出比为1:7.