原油降凝降粘剂在原油开采和集输中的应用

原油降凝降粘剂在原油开采和集输中的应用

张付生 谢慧专 董丽坚

(石油勘探开发科学研究院油化所,北京,100083)

BEM系列降凝剂和O RV系列油基降粘剂及HEA系列水基降粘剂对原油具有较好的改性效果,分别适用于高凝原油和低粘稠油及高粘稠油的开采和集输。介绍了它们在原油开采和集输过程中的应用效果及取得的经济效益。

关键词:降凝剂　降粘剂　开采　集输

我国绝大多数原油属于高凝原油和稠油,据统计,含蜡量高于10%的原油产量[1]约占全国原油总产量的90%,胶质沥青质含量较高的稠油产量[2]约占原油总产量的7%。目前,我国对高凝原油及稠油的开采和集输主要采用传统的热力方法,这种方法消耗大量的能量。因此,研制适合原油开采和集输用的降凝降粘剂具有十分重要的意义。近年来,石油勘探开发研究院在降凝降粘剂的研究方面取得了可喜的成绩,研制开发出适合原油开采和集输用的BEM系列降凝剂[3]和HEA 系列水基降粘剂[2]及ORV系列油基降粘剂[4],并在原油开采和集输过程中得到广泛的应用,取得了巨大的经济效益和社会效益。

1　降凝剂在高凝原油开采和集输中的应用

1.1　我国高凝原油的性质

我国高凝原油主要分布在大庆、胜利、中原、南阳和冀东等油田。原油主要通过输油管线进行运输,我国拥有1.7万公里的原油集输网络,部分管线输送的原油的性质见表1。

表1　我国部分管线原油的性质

管线名称鲁宁线中洛线濮临线魏荆线蜡,%20.6024.5921.430.8

胶质沥青质,%23.70 6.818.09.90

密度/g·cm-30.88550.83850.76280.8550

凝点/℃24333236.5

粘度(30℃)/M Pa·s93511727631720

由表1可见,我国管线集输的原油中蜡含量较高,导致原油具有较高的凝点和粘度,给原油的输送带来较大的困难。

1.2　降凝剂在原油集输中的应用

针对我国原油蜡含量高、凝点高和粘度高的特点,并根据降凝剂的作用机理[5],石油勘探开发研究院研制开发BEM系列降凝剂[3],该剂由酯类化合物和其它化学剂组成,并具有较合适的烷基链长度和分子量及分子量分布,因此,对原油具有较好的适应性和较好的改性效果,且对环境无污染。

BEM系列降凝剂在鲁宁、中洛、濮临和魏荆等多条管线的现场应用效果,见表2。

表2　我国部分管线的概况和降凝剂的应用效果

管线名称鲁宁线中洛线濮临线魏荆线

降凝剂BEM3BEM5P BEM5P BEM6N 加剂量

/mg·k g-140505050

加剂前/后原

油凝点/℃

24/532.5/1332.5/14.536.5/23

加剂前/后原油

粘度(30℃)/

M Pa·s

3228/498

(25℃)1172/60763/191720/119

净创经济效

益/万元·a-11300519400350

由表2可见,BEM系列降凝剂对表中四条管线输送的原油具有较好的降凝效果和降粘效果,在50(40)m g/kg加药量的情况下,降凝幅度均大于10℃,降粘率大于80%。管线加剂后,耗电量与加剂前持平,节约了大量的燃料油,降低了输油成本(主要是燃料油费用和电费),取得了巨大的经济效益和社会效益。据统计,鲁宁线等4条管线每年净创效益2500万元以上。此外,管线加剂后,其运行的安全性和应变能力得到了提高。

收稿日期:19990407;修改稿收到日期:19990920。

作者简介:张付生　33岁,硕士,油田化学专业,从事原油清防蜡剂及降凝降粘剂研究工作,已发表论文5篇。

1999年11月

精　细　石　油　化　工

S PE CIALITY PE TROCHEM ICALS

第6期

2　降粘剂在稠油开采和集输中的应用

2.1我国稠油的性质

我国稠油主要分布在辽河、胜利和冀东等油田,部分油田稠油的性质见表3。

表3　我国部分油田稠油的性质

原油辽河某区块稠油冀东104区块稠油蜡,% 2.870.90

胶质沥青质,%45.7934.3

密度/g·cm-30.99000.9400

凝点/℃21-6

粘度/M Pa·s20×104(50℃)7500(40℃)

由表3可见,我国稠油中胶质沥青质的含量较高,粘度较高,给稠油的开采和集输带来较大的困难。

2.2　降粘剂在稠油开采中的应用

针对我国稠油的特性,并根据降粘剂的作用机理[6],石油勘探开发研究院研制出ORV系列油基降粘剂和HEA系列水基降粘剂,并已在国内几个油田稠油区块的开采过程中得到广泛应用。ORV和HEA均对环境无污染。

2.2.1　ORV油基降粘剂在稠油开采过程中的应用

ORV系列油基降粘剂系由含较强极性基团的高分子聚合物和其它助剂组成,分子中极性较强的极性基团可与稠油中胶质沥青质分子的极性基团形成氢键,因此,对稠油具有较好的降粘效果,适用于含水较低且粘度较低的稠油的开采。

冀东油田1045区块的稠油属于低粘稠油,该区块在投产初期开采十分困难。室内评定结果表明ORV系列油基降粘剂对冀东1045区块稠油具有较好的降粘效果,在300m g/kg加药量的情况下,降粘率大于70%。ORV系列油基降粘剂在该区块的应用效果见表4。

表4　ORV系列油基降粘剂在冀东1045区块

的应用效果

井号加ORV前/后

采油时率,%

加ORV前/后

连续生产天数/d

加ORV前/后

日产油/t

104639.9/94110/254 3.7/4.4

109642.5/95.981/118 5.5/8.3

111697.5/98.2119/1098.4/9.5

111796.5/97.244/20010.4/10.7

由表4可见,1045区块应用ORV系列油基降粘剂后,采油时率、正常连续生产天数和日产油量均增加,该区块的日产量由原来的20t增至230t,效果比较明显。据1995年40口井的统计资料,净增油22420t,扣除药剂费和其它费用,每年净创效益1350万元以上,投入产出比为1∶11。

此外,室内评定表明ORV系列油基降粘剂对新疆、二连和辽河等油田的低粘稠油也具有较好的降粘效果,降粘率在70%以上,有待进一步将ORV推广应用。

2.2.2　水基降粘剂在稠油开采过程中的应用

HEA系由乳化剂和碱性化合物及乳液稳定剂组成,可将油水体系形成较稳定的水包油型乳液,对稠油具有较好的降粘效果(降粘率高于98%),且具有较好的耐高温性能(耐温达350℃以上)。该剂在辽河和胜利等油田已得到了广泛的应用,HEA降粘剂在辽河兴隆台采油厂洼38块部分油井的应用效果见表5。

表5　HEA在洼38块的应用效果(与上轮次注汽比)井号增油量/t生产天数增加/d

3542173483.1

3543040425.6

3124147665.8

由表5可见,洼38块在注蒸气前挤入HEA 降粘剂后,连续生产天数和产量均增加。据辽河兴隆台采油厂洼38块15口井和辽河欢喜岭采油厂98口井及锦州采油厂18口井的统计资料,累计增油35870t,扣除药剂费和其它费用,净创效益1000万元以上,投入产出比为1∶26.2。

3　问题与讨论

BEM系列原油降凝剂的改性效果不稳定。加剂原油在管道内经过管流长时间的低速剪切和输油泵的高速剪切及中间加热站的多次重复加热后,加剂原油的凝点和粘度均有不同程度的回升。因此必须深入研究抗剪切机理和抗重复加热机理,并在此理论指导下研究开发具有较好抗剪切性能的降凝剂。

ORV系列油基降粘剂对高粘稠油的降粘效果不理想。应用HEA系列水基降粘剂的采出液破乳比较困难且脱出水的水质较差。因此,必须研制对高粘稠油具有较好降粘效果的油基降粘剂。4　结　论

a.BEM系列降凝剂对高凝原油具有较好的降凝效果和降粘效果,鲁宁线和中洛线等管线应

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第6期 张付生等.原油降凝降粘剂在原油开采和集输中的应用