稠油降粘工艺技术概述

稠油降粘工艺技术概述

摘要：矿场常用的稠油降粘技术主要包括：加热降粘技术、掺稀降粘技术、乳化降粘技术、油溶性降粘剂。文章概述了目前常用的稠油降粘工艺技术的研究方向和主要存在的问题。对稠油降粘技术有了一个准确的总结，在此基础之上指出了今后降粘技术研究方向。

关键词：稠油降粘技术原理复合降粘

稠油一般是指油层温度下脱气原油的粘度超过100mpa·s以上，密度大于0.92g/cm3的原油。对石油来说，固态烃、沥青质和胶质的含量及组成是决定其流变性的主要因素。因此降低稠油粘度，改善稠油流动性，是解决稠油开采、集输和炼制问题的关键。目前，国内外稠油输送过程中常用的降粘方法有：加热降粘技术、掺稀降粘技术、乳化降粘技术、油溶性降粘剂等。

一、加热降粘技术

1.降粘机理

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，以降低稠油粘度，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，使得稠油粘度大幅度降低。

2.存在问题

用加热降粘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粘输送。

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。

二、掺稀降粘技术

1.降粘机理

利用有机溶剂相似相溶的原理，在稠油进入管道前，将一些低粘液态碳氢化合物作为稀释剂，与稠油混合在一起，降低稠油的输送粘度，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粘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％。

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，稀油稀释降粘具有更好的经济性和适

应性。但掺稀油降粘也存在不足，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。所以掺稀油降粘有一定的局限性。

目前新疆、胜利、河南等油田对距离较远的接转站，均采用掺稀油降粘流程。

三、乳化降黏技术

1.降粘机理

乳化降粘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，达到降粘的目的。其降粘机理主要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，粘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。

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粘效果，乳化降粘剂的结构与其性能关系如何，都没找到确切答案。还有降粘剂的高抗温、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、耐高温的降粘剂是今后乳化降粘技术的一个重要方向。

近年来，有关乳化降粘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。乳化降粘技术在美国、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。

四、油溶性降粘剂

1.降粘机理

油溶性降粘剂降粘是在降凝剂技术的基础上发展的一种新型降粘技术。降粘机理是降粘剂分子借助较强的形成氢键能力通过渗透、分散作用进入胶质和沥青质片状分子之间，部分拆散平面重叠堆砌而成的聚集体，形成有降粘剂分子参与(形成新的氢键)的聚集体。这些聚集体片状分子具有无规则堆砌、结构比较松散、有序程度较低、空间延伸度较小的特点，降低了稠油的粘度。

油溶性降粘剂品种很多，但基本上可归结为以下几种类型：缩合物型、不饱和单体的均聚物或共聚物和高分子表面活性剂型。

就目前研究与实际应用情况看，合成降粘剂的典型单体是乙烯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、马来酸酐、(甲基)丙烯酸酯及a一烯烃等。

2.降粘机理

油溶性降粘剂可以直接加降粘剂，还可以避免乳化降粘存在的后处理(如脱水)问题，有很好的开发前景。但还存在一些问题，如降黏剂的作用机理不明确、降粘率不理想，与乳化降粘剂相比，油溶性降粘剂价格较高，且药剂用量大，导致使用成本高，单独使用很难达到生产要求，特别是对于特稠油、超稠油，即使油溶性降粘剂的降粘率很高，也不能满足降至1.5pa.s的生产要求，必须与其他工艺配合使用，而这又降低油溶性降粘剂的应用价值。

五、结语

一种降粘剂只适应一个地方稠油，不能推广使用。为了更好地降低稠油粘度，改善稠油的流动性，提高原油采收率，今后降粘技术研究方向主要为：

1.进一步研究降粘机理，研制出高效降粘剂；

2.水溶性降粘体系优化：研究降粘剂分子如何克服分子间力有效渗透进入稠油大分子堆积体和进入内部后如何有效形成高强度界面膜；

3.油溶性降粘剂配方优化：控制油溶性降粘剂的加药浓度，控制成本，满足现场施工的要求；

4.复合降粘技术：单项工艺相对成熟，对各项工艺进行有效组