原油降粘技术的应用现状和发展趋势

原油降粘技术的应用现状和发展趋势

张清

（天津东方华泽能源科技有限公司北京2011）

【摘要】综述了原油降粘技术的化学、物理、微生物方法的应用现状和发展趋势，阐述了各种方法的具体实现机理及各种方法的优缺点等。

【关键词】原油降粘；化学降粘；物理降粘；催化裂化；表面活性剂；油溶性降粘剂；磁处理降粘；微波降粘

The oil viscosity technology application status and

development trend

Zhang Qing

（Tianjin east HuaZe energy technology Co.,LTD Beijing2010）

Abstract The application status and development trend of oil viscosity technology by chemical,physical and microorganism method were reviewed.The concrete realization mechanism of various methods and their advantages and disadvantages were also discussed.

Keywords oil viscosity chemical viscosity physical viscosity catalytic cracking surfactant oil-soluble drop adhesive magnetic treatment viscosity microwave viscosity

目前，世界各国尤其是盛产含蜡黏性原油的大国，都在大力进行长距离管道常温输送工艺的试验研究。随着含蜡高黏原油开采量的增加以及原油开采向深海发展，各国都特别重视含蜡高黏原油输送及流动保障技术研究。

管道输送高含蜡、高黏易凝原油的发展趋势是逐步降低输油温度，进而实现常温输送。利用化学方法，辅之以物理方法，从原油流变性的微观机理以及原油凝结的微观机理入手，研究高效降黏剂的分子结构特点和要求，进行分子结构设计，开发适用于多种类原油的降黏剂、降凝剂，实现高含蜡高黏易凝原油常温输送。

目前，国内主要干线以加热输送为主，每年我国仅用于加热输送而烧掉的原油就达70万吨左右，这是一个相当可观的数目，在我国原油资源十分紧张的情况下，必须尽快寻找出含蜡原油不加热输送方法。

常用的降粘方法有物理降粘化学降粘（井下热催化裂化降粘、表面活性剂降粘、油溶性降粘剂降粘）、（加热降粘、掺稀油降粘、微波降粘、磁处理）及微生物降粘等。

一、化学降粘技术

1.井下水热催化裂化降粘

利用稠油与水蒸气之间发生的水热裂解反应，使稠油在催化剂的作用下，高碳数的稠油发生裂解而生成为轻质油，不可逆的降低了稠油的粘度，提高了油品的品位，导致原油的蒸汽压增加【1】，达到提高稠油采收率的目的。

稠油的催化裂化降粘的关键是筛选或研制成本低、活性和选择性高、反应条件宽、适用于不同稠油的系列催化剂。较好的催化剂应具有的特征是：注入地层，尽可能扩大波及范围；

良好的耐温性（>280℃）；与地层水配伍性好；抗毒性好，不易受到原油中复杂组分的毒化；活性高、寿命长和成本低。

在催化剂的选择和研究上，Hyne等发现，Athabasca及其它稠油砂中某些矿物对稠油在水热裂解反应中有催化作用【2、3】。Thhomas。Johnson等也分别报道了金属的盐或硫化物作为催化剂改质稠油的专利【4、5】。刘永建及其同事【6】在辽河油田部分区块应用复配催化剂进行水热裂解先导实验，并通过加入某些助剂使稠油与催化剂充分接触，已取得了初步的成果。

水热裂解开采稠油技术具有很高的潜在价值。它的优点是：因裂解的作用降低了稠油的粘度，提高它的流动性；同时在催化剂的作用下，稠油的部分重组分在井下进行了改质，这样降低了开采和集输的成本，减轻了炼厂加工稠油的压力。但此技术需要大量的热量，在低温或常温下采油受到一定的限制，而且选择催化剂也比较难。

2.表面活性剂降粘

表面活性剂降粘常归结为三种机理：a.乳化降粘，即在活性剂作用下使W/O型乳状液反相成为O/W型乳状液而降粘；b.破乳降粘，即活性剂使W/O型乳状液破乳而生成游离水，根据游离水量和流速，形成“水套油心”，“悬浮油”，“水漂油”而降粘；c.吸附降粘，即活性剂分子吸附于管壁上或油层间而减少摩擦阻力。这三种机理往往同时存在，但活性剂和条件不同时，起主导作用的降粘机理也不同。

目前表面活性剂大多根据协同作用原理，采用多元复配型配方，同时包含非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂，部分配方中还加入碱、C1～C4醇、生物聚合物和冰点抑制剂等助剂【8、9】。目前表面活性剂降粘技术发展比较成熟，已广泛应用于国内外稠油开采和运输，文献【10~12】详细报道了国内外使用表面活性剂降粘的情况。

近年来，纳米技术应用于原油降粘中，使在表面活性剂中加入一些改性的纳米材料，使油、水、表面活性剂和助表面活性剂一起形成纳米乳液、这种乳液具有热稳定性和各向同性的多组分分散体系【13】。纳米乳液和普通乳液相似但也有根本的区别：普通乳液的形成一般需要外界提供能量，而纳米乳液则自动形成；普通乳液是热力学不稳定体系，纳米乳液是热力学稳定体系，不易发生聚结。

目前表面活性剂降粘仍存在较多问题：采出后破乳困难，污水处理难度大；由于稠油组成的差异，表面活性剂对稠油的选择性差；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、耐高温的表面活性剂是今后乳化降粘技术的一个重要方向。

3.油溶性降粘剂降粘

降粘剂分子借助强的形成氢键能力和渗透、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，形成片状分子无规则堆砌、结构比较松散、有序程度较低、空间延伸度不大、有降粘剂分子参与（形成新的氢键）的聚集体，从而降低稠油粘度国外关于稠油油溶性降粘剂的报道极少，大多数是以降凝剂为主的流动性改进剂成功应用于高凝、高粘原油运输方面的报道【14~16】。国内近年研究应用的降粘降凝剂有【17~18】：EMS 复合型原油降凝降粘剂，石油勘探开发研究院油田化学所；H89-2，河北工业大学；复合降粘降凝剂，沈阳化工学院；MSA油溶性降粘剂，胜利油田采油工艺研究院等；AAMAS降凝剂，石油大学；EP-18油溶性降粘剂，华东理工大学；丙烯酰胺、苯乙烯、甲基丙烯酸高碳醇酯，西南石油大学。

从实际情况看，有两个问题亟待解决：一是降粘剂的作用机理；二是降粘剂对原油的选择性。目前，使用油溶性降粘剂进行稠油降粘开采较为可行的方法，是将油溶性降粘剂与稀释剂、乳化剂或热力方法配合使用，作为降低降粘费用或提高降粘效率的一种种辅助手段。多种降粘剂及各类助剂复配使用既可扩大适用范围，也可改善降粘效果。对酯型降粘剂而言，比较有前途的复配物是与原油石蜡烃碳数分布相匹配的酯型降粘剂、高分子表面活性剂及全