稠油乳化降粘技术的关键

第2节 稠油的升温降粘法
稠 油 粘 温 曲 线
10
5
塔河TK1055 胜利陈庄13-15 辽河齐40 塔河TK1244
粘度，mPa.s
10
4
10
3
10
2
30
40
50
60
70
80
90
100
结论 稠油的粘度受温度影响影响很大
温度，℃
一、稠油粘度来源：
稠油的粘温曲线表明：稠油存在结构，稠油的粘 度像聚合物溶液的粘度一样有结构粘度和牛顿粘 度组成。 结构粘度：结构的存在而产生的
μd 稠油稀释后的粘度 μv稠油的粘度 μl 稀油的粘度
X 稀油与稠油的质量比
公式表明：稀油的粘度越低，稀油与稠油的质量比越大， 稠油稀释后的粘度越低。
第4节、稠油乳化降粘机理
1、Richardson公式
0e
k
μ——乳状液粘度，mPa· s μ0——分散介质粘度，mPa· s Φ——乳状液中分散相所占体积百分数，%
稠油流Baidu Nhomakorabea时，相对移动液层间的内摩擦力为：
1、油质分子间
2、胶质分子间
3、沥青质分散相间
4、油质分子和胶质分子间 5、油质分子和沥青质分散相间 6、胶质分子与沥青质分散相间
4、稠油粘度大对开发有何影响？
影 响 三 个 环 节 影响油层采收率 影响井筒举升 影响地面输送 剥离难、易指进 抽油机负荷大、耗电量 多，机械事故多 输送困难、麻烦
4、稠油乳化降粘剂 主要成分是表面活性剂
C9H19 O CH2 CH2 O
3220
1450
煤油的加入可使稀释后的稠油粘度大幅降低
由于稀油的加入增加了胶质、沥青质分散体之间的距离，减少了 它们相互间的作用力，从而破坏了稠油的结构。
经验公式：
lg(lg d ) x lg(lg l ) (1 x)lg(lg v )
经验公式：
lg(lg d ) x lg(lg l ) (1 x)lg(lg v )
杂原子
胶质沥青质单元片结构示意 图
单元薄片
环烷环及烷基链
芳香盘
似晶缔合 体微粒
胶束
超分子
沥青质似晶缔合体结构示意图
单元薄片
似晶缔合 体微粒
胶束
侧链束
胶束
微粒
超分子
胶质沥青状组分超分子结构模型
从稠油粘度与胶质沥青质含量的相关曲线可以看出：胶质沥青 质含量越高，原油粘度越大（ Fuel, 87(13-14), 2008, 30653070 ）
（1）若Φ=0.70,则k=7.0 μ=0.55mPa· S× 2.7187.0× 0.7=73 mPa· S （2）若Φ=0.80，则k=8.0 μ=0.55mPa· S× 2.7188.0× 0.80=3.3×102 mPa· S
3、稠油乳化降粘技术的关键 两 （1）必须形成水包油乳状液 个 关 键 （2）产出液必须有一定含水率 适应条件 油井产出液含水率大于10%
第 6 章 稠 油 降 粘
主要内容
稠油简介
稠油的升温降粘法
稠油稀释降粘法
稠油的乳化降粘法 稠油的氧化降粘法 稠油的催化水热裂解降粘法
一、稠油简介
1、什么是稠油？
稠油是指在油层温度下脱气原油的粘度超过 100mPa•s的原油。
三 个 要 素
油层温度 脱气原油 粘度界限 温度和溶解 气如何影响 原油粘度？
为什么强调“脱气”原油？
油层中有溶解气，可以降低原油粘度。
稠油井井下取样非常困难，取样时往往会损失溶
解气，而将油样恢复到相似状态困难、成本高。
一、稠油简介
2、稠油的特点
二 个 特 点 粘度高 粘度从100mPa•s到几十万mPa•s
密度大 相对密度可超过1.0以上
稠油物性参数
油田 辽河 区块 杜 84 杜 1-7-5 杜 84 克拉 玛依 胜利 九区 凤城全区 单家寺 草桥 孤岛 大港 羊三木 枣园枣北 油层 杜家台油层 大凌河油层 兴隆台油层 齐古组 齐古组 Ng Ng Ng 明、馆 下第三纪孔一段 埋深 1122-1500 950-1090 650-750 160-230 150-500 1100-1200 820-960 1200-1400 1220-1430 1736-2036 密度 0.93 0.98 1.003 0.924-0.950 0.9377-0.9619 0.98-0.99 0.9671-1.061 0.95-0.99 0.95-0.96 0.9250 粘度(50℃、脱气) 320 30000-40000 2963（100℃） 2300-15000（23℃） 50000-170000（30℃） 8984-55880 10163-47223 250-5700 289-1073 2262
采油技术手册，第八分册，P3~7
一、稠油简介
3、稠油为什么粘度大？
主要是因为稠油中胶质沥青质含量高造成的。 沥青质
一般把石油中不溶于非极性 的小分子正构烷烃而溶于苯 的物质称为沥青质，它是石 油中分子量最大、极性最强 的非烃组分。
胶 质
胶质是石油中分子量及极性 均仅次于沥青质的大分子非 烃化合物，具有很大的多分 散性．与沥青质和芳香烃之 间并没有截然的界限。
牛顿粘度：稠油固有的粘度
Andrade公式：
ae
b/T
二、升温降粘法： 注蒸汽 电加热法
第3节 稠油的稀释降粘法
稠油与煤油质量比 粘度/mPa· s 稠油与煤油质量比 粘度/mPa· s
100:0
62400
100:15
6670
100:5
100:10
28300
12400
100:20
100:30
3、稠油为什么粘度大？
主要是因为稠油中胶质沥青质含量高造成的。 沥青质
一般把石油中不溶于非极性 的小分子正构烷烃而溶于苯 的物质称为沥青质，它是石 油中分子量最大、极性最强 的非烃组分。
沥青质的结构层次 单元薄片 似晶缔合体微粒 胶束 超分子
单元薄片 似晶缔合 体微粒
环烷环
烷基链
胶束
超分子
稠环芳 香环
k ——常数：
• Φ ≤ 0.74时，k为 7.0， • 当φ >0.74时，k为 8.0；
Richardson公式
0e
k
启 （1）乳状液粘度取决于分散介质粘度。 示
（2）乳状液粘度取决于分散相所占体积分数。
练习： 50℃时稠油的粘度为2000mPa· S，水的粘度为 有何启示
0.55mPa· S。在表面活性剂的作用，将稠油乳化成水包油乳 状液，求分散相质量分数分别为0.7和0.8时所形成乳状液的 粘度。