稠油乳化降粘技术的关键
稠油乳化降粘技术的关键PPT课件
可用的氧化剂（主剂）为：NaIO4和30%H2O2 可提供H+ （助剂）为： NaH2O4 和CH3COOH
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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，% k ——常数：
• Φ≤ 0.74时，k为 7.0， • 当φ>0.74时，k为 8.0；
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Richardson公式
0ek
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。
环
抽油机负荷大、耗电量 多，机械事故多
节 影响地面输送 输送困难、麻烦
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第2节 稠油的升温降粘法
稠 105
油
塔河TK1055 胜利陈庄13-15 辽河齐40 塔河TK1244
粘度，mPa.s
粘
104
温 103
曲
线
102
30 40 50 60 70 80 90 100
温度，℃
结论 稠油的粘度受温度影响影响很大
稠油物性参数
油田 辽河
克拉 玛依 胜利
大港
区块 杜 84 杜 1-7-5 杜 84 九区 凤城全区 单家寺 草桥 孤岛 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
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稠油乳化降粘技术_刘国然
第2卷第1期特 种 油 气 藏1995年稠油乳化降粘技术刘国然 编译(辽河石油勘探局钻采工艺研究院 辽宁 盘锦 124010)前 言世界上的稠油资源非常丰富,储量和产量都占很大比例。
为了开发稠油资源,世界各产油国和地区都在致力于研究稠油的开采和集输问题。
为了降低稠油的粘度,增加流动性,提高产量,一般采用热采法、稀释法、乳化降粘法等。
其中乳化降粘技术具有方法简单、经济、所需能量少等优点。
化学降粘法及机理1. 化学剂的分类化学降粘剂分为降凝剂(或叫流动改进剂)和乳化剂(表面活性剂)。
前者能大大降低含蜡原油的粘度、胶凝强度和凝点,而使原油流动性得到改善,后者使高粘原油形成低粘度的水包油(O/W)型乳化液,而使稠油粘度大大降低。
表面活性剂是一种化合物,其分子中有亲水原子团和疏水原子团,由于其少量的存在可使表面性质有显著变化。
根据实用性质,表面活性剂又可分为洗净剂、乳化剂和湿润剂等。
表面活性剂通常分为阴离子系、阳离子系、两性离子系及非离子系四大类。
2. 乳化降粘机理稠油乳化降粘就是使一定浓度的表面活性剂水溶液,在一定温度下与井下稠油充分混合,使高粘原油以粗油滴系分散于活性水中,形成低粘度的水包油(O/W)型乳状液。
这种乳状液降低了原油在井筒和管线中的运动阻力。
原油中加入亲水表面活性剂后,因亲水基表面活性很强,而替代油水界面上的疏水自然乳化剂而形成定向的吸附层,吸附层将强烈地改变着分子间相互作用和表面传递过程,致使原油粘度显著下降。
实践证明,原油粘度越高使用表面活性剂降粘效果越好。
稠油乳化降粘开采和集输机理也可从两方面来理解:一是表面活性剂溶液与稠油接触能使油水界面张力下降,所以在一定温度下经过搅拌,油便呈颗粒状分散在表面活性剂水溶液中,形成极粗的水包油型乳状液。
活性剂分子吸附于油珠周围,形成定向的单分子保护膜,防止了油珠重新聚合,可见乳状液流动能使液流对管壁的摩擦压力减弱(图1)。
二是由于表面活性剂水溶液的湿润作用,使液流流动阻力显著减少,即在管壁上吸附了一层表面活性剂水溶液的水膜,从而使原油和管壁之间的摩擦变成表面活性剂水溶液与管壁的摩擦,达到流动阻力显著下降的目的(图2)。
稠油降粘技术
稠油降粘技术目前常用的稠油（包括特稠油和超稠油）降粘方法（包括掺稀油降粘、加热降粘、稠油改质降粘、乳化降粘、微生物降粘技术等五种）的降粘原理及其优缺点。
掺稀油降粘存在着稀油短缺及稠油与稀油间价格上的差异等不利因素；加热降粘则要消耗大量的热能，存在着较高的能量损耗和经济损失；改质降粘要求较为苛刻的反应条件，同时使用范围较窄；乳化降粘使用范围相对较宽（包括油层开采、井筒降粘、管道输送等领域），同时工艺简单，成本较低，易于实现。
分析认为，采用化学降粘方法进行稠油降粘具有一定的优势，建议优先考虑。
一、掺稀降粘掺稀降粘采油工艺是通过油管或油套环空向油井底部注入稀油,使稀油和地层产出的稠油充分混合,从而降低稠油粘度和稠油液柱压力及稠油流动阻力,增大井底生产压差,使油井恢复自喷或实现机械采油的条件。
掺稀油方式有空心抽油杆注入、单管柱注入、油管注入和套管注入4 种。
空心抽油杆注入: 稀油由空心抽油杆注入井下, 在泵筒内与地层稠油混合后由油管举升到地面(见图1) , 减小了流动阻力。
单管柱注入: 平行于油管下一条管柱, 将稀油注入到泵下与地层液混合, 经油管将混合液采出(见图2)。
图1空心杆注稀油降粘示意图图2油管注稀油降粘示意图套管注入: 稀油从油、套环形空间注入, 在泵下与地层稠油混合后经油管举升到地面(见图3)。
油管注入: 稀油从油管注入与地层液混合,经抽油泵上的带孔短节进入油、套环形空间被举升到地面(见图4)。
图3套管注稀油降粘示意图图4油管注稀油降粘示意图一般来说，稠油与轻油的混合温度越低，降粘效果越好。
混合温度应高于混合油的凝固点3—5℃，等于或低于混合油凝固点时，降粘效果反而变差。
确定合理的掺油比应根据油井的原油粘度、温度、含水、含砂等情况而定。
给稀油管输温度，是决定掺油量的重要因素。
辽河金马公司通过多年摸索发现，当管输温度保持在50摄氏度左右时，稀油黏度降至最低，能够充分带动井内稠油举升至地面。
为此，他们在偏远井站的稀油干线上增装了5座加热炉，保证了稀油入井温度在40摄氏度以上；同时对4座采油站的稀油干线进行了合并，减少了零散输送带来的热损失。
石油行业中的稠油降黏增效技术
石油行业中的稠油降黏增效技术摘要：稠油是石油工业中常见的一种类型，其特点是粘度高、凝点高、流动性低，使得开采这些油相对困难。
降黏增效是成功提取稠油的必要条件。
粘度降低技术可以降低稠油的粘度，便于提取稠油。
为了充分利用降低粘度的附加价值，有必要提供有针对性的技术手段，了解技术原则，深化实质性原则，全面提高厚油层的开采能力。
因此，本文首先讨论了稠油的概念，然后分析稠油开采中降黏增效技术的原则，最后分析稠油开采中降黏增效的物理化学技术。
关键词：稠油开采；降黏增效；工艺技术；分析研究前言稠油是指在层状条件下粘度大于50 MPa /秒的稠油，或在罐壳温度下粘度介于1000 MPa/秒至10000 MPa /秒之间的空气中释放的原油。
世界石油丰富，储量比传统原油多得多。
但是，含油胶和沥青含量高导致粘度高，流动性低。
为了解决稠油开采和运输问题，降黏增效，提高稠油的流动性至关重要。
一、稠油降黏增效原理分析顾名思义，稠油是高粘度、高密度的油，通常在国外称为稠油。
与稀油相比叫它稠油，稠油难流通，稀油像水一样流动。
稠油粘度极高，甚至高达几百万mpas。
从科学角度来看，很难从地下开采，因为太粘稠了。
在20℃环境温度下，地下粘度大于50 %，密度大于0.92的原油通常称为稠油。
在开采和运输过程中，经常使用热油循环、油层燃烧和蒸汽喷射等方法来增加热量和降低粘度，或混合稀有石油、进行模拟和添加活性制剂来降低粘度。
与普通油罐不同，稠油不是液体而是胶状的，这使得稠油开采非常困难。
此外稠油芯是分散沥青束相，分散介质是轻油的分馏和胶的一部分。
因此，为了降低粘度、提高效率和完成采油工作，有必要采取有针对性的办法降低稠油的粘度。
目前最常用的技术是在π-π作用和氢键作用下，通过橡胶沥青与胶分子有机融合。
稠油的高粘度是由于沥青和胶质的相互作用。
因此，分散介质中束中心的组成过程正在逐步演变。
使用这些力减少沥青和胶质之间的力可以降黏增效，提高稠油产量。
稠油油田原油降粘技术探讨
稠油油田原油降粘技术探讨摘要：针对我国的油田开采行业的高速发展，稠油油田现场开发原油降粘技术的创新，对我国的油田开发的意义重大，但是现阶段的我国的稠油油田原油开发的过程中存在一些不足与缺陷，通过全面的分析稠油油田原油开发过程中，提出了通过稠油化学技术降粘技术，并且根据不同稠油油田原油的粘度不同，采取不同的化学降粘对的药剂以达到最佳的降粘效果，其中主要有水溶性的乳化降粘技术和油溶性稠油化学降粘剂的降粘技术，通过深入的研究稠油原油的化学降粘技术，为我国化学的原油降粘技术发展提供经验，更为我国稠油油田原油开发的提供有力的手段。
关键词：稠油原油原油降粘化学技术近年来，我国的常规石油开发技术的已经日渐成熟，加上石油管道集输技术，极大的促进我国的是石油行业的发展，但是油田若是想要加大生产量，就必须采取非常规的原油开采，尤其是对油田稠油的开采，由于稠油中含有大量的沥青质以及胶质物质，使得稠油原油的粘度非常，不适合常规的石油开采，进而加大了稠油油田的开采难度，为了能降低稠油开采的难度以及节约石油开发成本，通过化学试剂实现有效降低稠油原油的粘度，进而实现稠油原油的常规方式开采，实现稠油油田原油大量开采。
一、稠油原油化学降粘技术开发的理论基础1.稠油原油降粘原理稠油原油中的胶质以及沥青质分子物质中具有羟基、羧基、氨基以及羰基等有机化合物，导致胶质分子与沥青质分子间发生剧烈的氢键作用，沥青质分子中的芳杂稠环平面互相堆积使得极性基团间的氢键产生的沥青质粒子，而胶质分子则是相反是通过及受到氢键的固定产生沥青质粒子的包覆层，这两中粒子的氢键可以相互连接，进而导致原油的高粘度增高。
可将稠油的高粘度主要与胶质粒子和沥青质粒子的相互作用有关，或者是与稠油原油中胶质粒子和沥青质粒所形成的高聚化合物有关的，除此之外在稠油中的胶质粒子、沥青质粒子和杂原子、有机金属原子结合形成化合物，导致稠油粘度过高、流动性差，这些高聚化合物或者是混合物的分子量较大、密度高，虽然含量很低但是严重影响了稠油原油的粘度，导致稠油原油开采困难。
稠油的类乳化复合降粘作用机理
1 乳化降粘机理
表面活性剂水溶液与稠油形成的 OPW 乳状液 的粘度, 主要取决于分散介质( 即水外相) 的粘度, 内 相的体积分数也有相当大的影响。根据不同实验方 法得到的描述乳状液粘度的经验公式很多, 其中较 常用的有 3 个[1~ 4] 。
1. 1 Einstein 公式 当分散相( 油内相) 的体积分数 < 小于 0. 02 时,
1. 3 Richardson 公式
水包油乳状液的粘度也可用 Richardson 指数公 式来表示:
G= G0 exp ( k<)
( 3)
式中 k 称为 Richardson 常数。由于实验的条件性很 强, 不同研究者研究不同体系得出的 k 值有很大的 差别( 表 1) 。但无论 k 取何值, 式( 3) 均说明随着内 相体积分数的增加, 乳状液粘度呈指数增加趋势。
3 12
油田 化学
2002 年
1. 2 Hatschek 公式
对较浓的乳状液, Hatschek 公式比较合适:
G= G0P[ 1- ( h<) 1P3 ]
( 2)
式中 h 为一校正系数, 称为体积因素, 一般随内相浓 度的增加而降低, 对乳滴分布不均的 OPW 乳状液, h 多取 1. 3 左右。这说明 G 与 G0 成正比, 且随 < 变 化很大, 比如 <= 0. 1 时, GPG0 = 2; <= 0. 5 时, GPG0 = 7. 5; <= 0. 85 时, GPG0= 29. 5。< 愈大, GPG0 的增加幅 度愈大。
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。
稠油降粘
NDJ-5S数显式旋转粘度计
仪器使用原则： 高粘度的液体选用小的转子和慢的转速；低粘度的 液体选用大的转子和快的转速。
使用注意事项：
当估计不出被测液体的大致粘度时，应假定为较高 的粘度，试用由小到大的转子和由慢到快的转速。
向磨擦碰撞，从而将电磁能转换为热能使稠油温度升高，有利于 稠油粘度下降。
（a）稠油中极性分子受到交流电场作用产生转向极化，造成分子转
（b）稠油分子在交变电场作用下进行周期性排列组合，稠油分子键 被破坏，稠油粘度进一步降低。
2.9 微波加热降粘技术
机理：
（a）热作用。不同的组分介质损耗不同，微波加热造成热的不均匀
2.3 水热催化裂解降粘技术
水热催化裂解降粘技术是利用稠油与水蒸汽间发生 的水热裂解反应，在催化剂的作用下，使高碳数的稠 油发生部分裂解而成为பைடு நூலகம்质油，不可逆地降低了稠油 粘度。
机理： （a）稠油水热裂解中最重要的反应步骤是稠油中有机硫化物硫键在 金属离子的催化下裂解，使稠 油中的沥青质含量降低，稠油分
3.3 油溶性降粘剂的室内评选
由于降粘剂对原油有专属性，在使用前必须做室内
筛选，选出较高降粘效率的试剂！
温度选择依据：根据采油井口稠油温度。 降粘剂选择依据：降粘率⊿μ=（μ-μ0）/μ0×100% 降粘率越高，降粘效果越好！ 浓度选择依据：相同降粘率的情况下，用量越小越好！
NDJ-I指针式旋转粘度计
2.7 磁处理降粘技术
机理：
（a）磁化作用产生诱导磁距， 抑制蜡晶形成和聚结， 使蜡晶 以小 颗粒形式存在于稠油中。 （b） 磁化作用破坏了原油各烃类分子间的作用力使分子间的聚合力 减弱 ，其中胶质和沥青质 以分散相而不是缔结相溶解在原油中， 使原油粘度降低 ，流动性增强 。
稠油降粘技术研发及应用
稠油降粘技术研发及应用稠油是指粘度较高的原油，在开采和输送过程中常常会出现降粘的需求。
稠油降粘技术的研发及应用对于提高油田开采效率、降低成本、延长井寿具有重要意义。
本文将从稠油降粘技术的研发背景、主要方法及其在工业领域的应用等方面进行介绍。
稠油降粘技术的研发背景随着全球能源需求的不断增长，传统石油资源逐渐减少，油田产量的稳定提高成为各国的共同目标。
然而，稠油的开采和输送过程面临着粘度高、流动性差等问题，降低了开采效率和输送能力，增加了生产成本。
因此，稠油降粘技术的研发成为了当前石油工业领域的研究热点之一。
稠油降粘技术主要方法稠油降粘技术主要包括物理方法、化学方法和热力学方法三种方法。
物理方法是通过机械能、超声波等手段对稠油进行物理作用，改变其粘度。
常用的物理方法包括剪切、振荡、高压处理等。
剪切是通过搅拌、搅拌、搅拌等手段将稠油进行物理剪切，使其粘度降低。
振荡是通过振动装置对稠油进行振动，改变其分子结构，降低粘度。
高压处理是通过对稠油施加高压力，增加其流动性。
化学方法是通过添加特定的化学物质，改变稠油分子结构，降低粘度。
常用的化学方法包括添加表面活性剂、添加溶剂、添加改性剂等。
表面活性剂的添加可以改善稠油和水的亲和性，使其形成胶状液体，降低粘度。
溶剂的添加可以改变稠油的分子结构，使其变得更加流动。
改性剂的添加可以通过改变稠油分子链的结构和长度，降低粘度。
热力学方法是通过对稠油进行加热处理，改变其粘度。
热力学方法主要包括低温处理和高温处理两种。
低温处理是通过将稠油降至低温，使其粘度降低。
高温处理是通过对稠油进行加热，使其分子运动加快，粘度降低。
稠油降粘技术在工业领域的应用稠油降粘技术在工业领域的应用主要体现在油田开采和输油管道输送方面。
在油田开采方面，稠油降粘技术可以提高开采效率，降低生产成本。
降低原油粘度后，可以提高油井的产量，延长油井寿命。
此外，稠油降粘技术还可以解决开采过程中产生的沉积、堵塞等问题，保证油井的正常生产。
稠油化学降粘法概述
稠油化学降粘法概述赵素惠 王永清 赵田红(西南石油学院,四川成都610500)摘要 综述了稠油开采的常用方法(加热法、掺稀油法、稠油改质降粘法和添加化学药剂降粘法),着重介绍了添加化学药剂降粘法(催化降粘、加碱降粘、加表面活性剂降粘、加降凝剂降粘、加油溶性降粘剂降粘),并阐述了它们的作用机理及其存在的问题,指出了今后降粘剂的发展趋势。
关键词 稠油 降粘剂 加熟 掺稀油 稠油改质 化学药剂 催化 加碱 表面活性剂 降凝剂 油溶性降粘剂收稿日期:2005-04-04作者简介:赵素惠(1981～),女,硕士生,Email :Zhaosuhui @Chemical Visbreaking Method of H esvy OilZhao Suhui Wang Y ongqing Zhao T ianhong(S outhuest Petroleum G nstitute ,Sichuan chengdu 610500)Abstract The main methods for heavy oil production are reviewed 1Am ong these ,the chemical visbreaking method isem phasized and the functioning mechanis as well as the problems are als o discussed 1At the end of the article the prospect of the chemical visbreaking method is investigatedK eyw ords heavy oil ,viscosity reducing technique ,heating ,thin oil ,upgrading ,chemical methods ,catalyzing ,alkali 2fying ,surfactants ,depressant ,oil -s oluble reducing chemical 在油田中常用的稠油化学降粘法有:稠油催化降粘、加碱降粘、加表面活性剂降粘、加降凝剂降粘及加油溶性降粘剂降粘。
稠油开采中降粘技术研究进展
稠油开采中降粘技术研究进展摘要：国内稠油资源丰富，先后在12个盆地发现了70多个重质油田，全国已探明控制储量约16×108t[1]。
随着常规油可开采储量的减少，国内能源供应日趋紧张，有效、经济地开采稠油越来越受到重视。
但是，由于稠油高粘度和高凝固点，流动性差，不易开采。
降粘、改善其流动性是稠油开采的关键。
目前国内外稠油开采过程中采用的降粘方法主要有：物理降粘(加热降粘法、掺稀降粘法)、化学降粘法(加碱降粘、降凝剂降粘、表面活性剂降粘、油溶性降粘剂降粘)、改质降粘法、微生物降粘法。
关键词：稠油开采；降粘技术；技术进展1导言我国的稠油资源丰富，但由于粘度高，流动性差，增加了稠油开采和集输的困难，为了改善稠油的开采和集输，必须研究稠油的性质和稠油的降粘工艺技术。
稠油之所以稠，主要是稠油中的胶质、沥青质含量高，胶质、沥青质含量越高，油的粘度也就越高，即油越稠。
原油中的胶质、沥青质并不是单一物质，它们是结构复杂的非烃化合物的混合物，胶质的相对分子质量较低，溶于油，而沥青质的相对分子质量较高，是胶质的进一步缩合物，不溶于油，分子中稠环部分成片状。
2 稠油的性质特点稠油是指在油层温度下粘度大于100mPa.s的脱气原油，但通常都在1Pa.s以上。
相较于普通轻质原油，稠油有其自身特性：粘度高、密度大(克拉玛依油田九区稠油在50℃时，平均粘度为452029mPa.s)；胶质和沥青质含量高；粘度会对温度变化较敏感；O、S、N等杂原子以及Fe、Ni、V等金属元素含量较高，蜡含量低。
但我国部分油田如大庆、华北、中原等，其稠油蜡含量较高，大于10%。
3 稠油开采中降粘技术3.1加热降粘技术稠油热力降粘开采是应用了稠油对温度高敏感性，即稠油温度越高粘度越小，即应用工艺手段使稠油油层温度提高，胶质分子间、沥青质分散相间和胶质分子与沥青质分散相间通过氢键和分子纠缠而产生结构的作用力减弱，稠油中的结构被破坏，使粘度明显降低，提高油层流动性来开采稠油，在一定温度的范围内，温度升高稠油粘度将明显下降，即温度每升高10℃，稠油的粘度约下降一半；当结构完全被破坏时，稠油粘度就随温度的升高而降低得很小，即超过一定温度范围，温度继续升高，稠油的粘度降低很小。
稠油降黏方法综述
稠油降黏方法综述稠油是沥青质和胶质含量较高、粘度较大的原油。
世界稠油、超稠油和天然沥青的储量约为1000×108t。
稠油资源丰富的国家有加拿大、委内瑞拉、美国、前苏联、中国、印度尼西亚等，因此研究稠油降黏对稠油的开采具有重要的意义。
标签：稠油；高黏度；降黏1 稠油的基本特点稠油中富含胶质、沥青质，且含有较多的硫、氧、氮等元素和镍、钒等金属化合物。
稠油是一种胶体系统，沥青质是分散相，胶质为胶溶剂，油分为分散介质。
稠油中所含的超分子结构是其即使在较高的温度下也具有较高黏度的根本原因。
根据目前的研究，稠油降黏主要从以下两个方面入手：降低原油中金属杂原子及其赖以存在的沥青质与胶质的含量或减少体系中大分子的数量。
2 稠油热采技术稠油热采是应用了稠油对温度的高敏感性。
温度升高稠油黏度降低。
升高温度可以降低稠油的黏度，提高油层的流动性。
目前的热采方法主要有：蒸汽吞吐法、蒸汽驱法、火烧油层法。
2.1 蒸汽吞吐采油蒸汽吞吐就是先向油井注入一定量的蒸汽，关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后，再开井生产的一种开采重油的增产方法。
蒸汽吞吐作业的过程可分为三个阶段，即注汽、焖井及回采。
2.2 蒸汽驅采油蒸汽驱采油是稠油油藏经过蒸汽吞吐采油之后，为进一步提高采收率而采取的一项热采方法，因为蒸汽吞吐采油只能采出各个油井附近油层中的原油，在油井与油井之间还留有大量的死油区。
蒸汽驱采油，就是由注入井连续不断地往油层中注入高干度的蒸汽，蒸汽不断地加热油层，从而大大降低了地层原油的黏度。
注入的蒸汽在地层中变为热的流体，将原油驱赶到生产井的周围，并被采到地面上来。
2.3 火烧油层采油火烧油层是一种用电的、化学的等方法使油层温度达到原油燃点，并向油层注入空气或氧气使油层原油持续燃烧的采油方法。
但实施工艺难度大，不易控制地下燃烧，同时高压注入大量空气的成本又十分昂贵，因此，虽然此种方法的采收率很高，甚至高达80%以上，但油田很少采用。
稠油降黏采油工艺技术特点与实际应用
重油也称为“重油”，也称为“不可流动的油”。
重油储层的特点是深埋，高压和高粘度。
重油是世界经济发展的重要资源。
重油生产的工艺技术比稀油生产的工艺技术复杂。
为了油田的可持续发展，油田开发人员必须面对重油开采的困难，并进行技术研究。
他们必须坚持科技进步和创新作为加快重油开采发展的重要手段，充分发展自主创新和综合支持。
并进行成果转化，以把握未来发展的制高点和主动权。
无论是热采油，加热降粘技术，稀稀释降粘技术，乳化降粘技术，还是通过降粘降低油层中重油的粘度，使重油能够流动的技术，以便提取出来。
本文着重探讨稠油降粘采油工艺的技术特点和实际应用。
一、导热油回收技术１.蒸汽辅助重力排水技术在重油回收中的应用。
蒸汽辅助重力排水技术属于热油采收中的蒸汽驱形式。
它是开发重油甚至超重油的前沿科学技术。
该方法的原理是将蒸汽注入注汽井中，蒸汽覆盖地层。
蒸汽腔形成在中间，蒸汽腔向上方和侧面扩展，与重油进行热交换在油层中，加热的原油和蒸汽凝结水在重力作用下流到水平开采井下方。
具体而言，通过蒸汽注入井（位于采油井的上部）和采油井实现蒸汽辅助重力排水。
２.蒸汽增产在重油采收中的应用。
蒸汽吞吐法也属于热油回收法，它是一个复杂的综合过程，并且具有不同的流量梯度，是稳定的渗流过程。
原理是：为重油加油以降低其粘度，降低界面张力，改善耐液体性和耐气体性，并降低流动阻力。
如果油层的压力高，则可以通过加热将重油的弹性能转换成驱动能。
通过高温蒸汽的作用，油层的孔体积减小，产量增加。
它还可以有效减少污染并起到疏通作用。
３.燃油层技术在重油回收中的应用。
燃油层技术也称为地下燃烧，它通过各种点火方法点燃注气井的重油层，然后将诸如空气或氧气的氧化剂连续注入油层以促进其燃烧。
经过一定时间后，形成加热区，降低了周围原油的热粘度，燃烧过程中蒸馏出的轻油，蒸汽和烟道气继续向前推进，使未蒸馏出的重烃在高温。
形成焦炭。
焦炭提供燃料以维持油层的燃烧，良性循环，使油层连续燃烧并扩大加热表面。
YH第6章 稠油降粘
第6章 稠油降粘
6.4 乳化降粘法
（1）稠油乳化降粘开采的机理
在表面活性剂作用下，将稠油乳化成水包
油（O/W）乳状液，粘度可以大大降低。
稠油开发的关键： 降低粘度，改善流动性
第6章 稠油降粘
6.4 乳化降粘法
（2）Richardson公式
m = m0e
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，% k ——常数： • Φ≤ 0.74时，k为 7.0，
0.9377-0.9619 50000-170000（30℃）
枣园枣北 下第三纪孔一段
采油技术手册，第八分册，P3~7
第6章 稠油降粘
6.1 稠油
（4）稠油粘度大的原因 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。
第6章 稠油降粘
6.6 催化水热裂解降粘法
原理：在高温和催化剂的作用下，稠油中的活性组份（稠
环部分连接的碳链中有硫键的胶质和沥青质）与水发生一
系列反应，导致粘度的降低。 催化剂：FeSO4、NiSO4、VOSO4（硫酸氧钒）等。 适用温度：250－300℃。
产物检测：二氧化碳、氢、硫化氢和烃气等。
我国稠油储量丰富
粘度(50℃、脱气) 320 30000-40000 2963（100℃） 2300-15000（23℃） 8984-55880 10163-47223 250-5700 289-1073 2262
克 拉 九区 齐古组 玛依 凤城全区 齐古组 胜利 单家寺 草桥 孤岛 大港 羊三木 Ng Ng Ng 明、馆
采油化学——稠油降粘
（1）稠油中活性组分在高温（150~300 ℃）和 催化剂（Mn+，如Fe2+，Ni2+，V4+等）存在的条 件下脱氢并水解产生烯醇和硫醇
（2）烯醇即变成醛并分解产生一氧化碳
（3)一氧化碳在催化剂作用下由水气转 换反应再产生氢。
（4）稠油中的活性组分在催化剂作用下加 氢，使该组分断裂，并释放出硫化氢。
0ek
有何启示
练习： 50℃时稠油的粘度为2000mPa·s，水的粘度为
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。
（1）若Φ=0.70,则k=7.0,μ=73 mPa·s
降粘率=（2000-73）/2000=96.35%
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
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。
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
（4）好的稠油降粘剂和表面活性剂的HLB值、 油水界面张力没有对应关系。
稠油降粘方法概述
降粘原理 稠油改质降粘是一种浅度的原油加工方法，
以除碳或加氢使大分子烃分解为小分子烃来降低 稠油的粘度。除碳过程大致可分为热加工和催化 加工， 热加工有减粘裂化、 焦化等， 催化加工以催 化裂化为代表。此外， 还有溶剂脱碳， 如脱沥青和 脱金属等过程。加氢过程有加氢热裂化和加氢催 化裂化等。 "(# 应用实例 近年来， 国外采用在油田内建立一套稠油改 质的装置， 使稠油的大分子裂化、 减粘， 便于输送。 举例如下： 1）法国提出加氢降粘裂化法。在油田进行 加压加氢处理， 使原油粘度降至可用管线输送， 并 在下游炼厂用普通炼油方法加工。这样打破了以 往采用传统的单纯物理降粘法， 可节省各种降粘 措施费， 方便生产。 450 公司以加拿大稠油进行 试验， 结果见表 )。
$%&’%( )* +$%+,$,-’)* ). "， /01’2%-345*,+3,5%*%
89 :;+;)<,! ，=>? @A;BA>?" ，C)? D)A);! )<E D)<, F;<,G9! （! % &’()*+,’-+ ./ 01’,23)4 5-62-’’*2-6 ， 5)7+ 012-) 8-29’*72+: ./ ;32’-3’ )-< =’31-.4.6: ， ;1)-61)2 "&&"#6， 012-) ；" % ;1)-61)2 01’,23)4 5-62-’’*2-6 >’7’)*31 ?-7+2+@+’ ，;1)-61)2 A’+*.31’,23)4 0.,()-: B2,2+’< ，;1)-6C 1)2 "&!"&4，012-) ） ,6789:;8：HA9 I9*9)I.A JI?,I9** ?< JI9J)I)K;?< JI?.9** ?L "， 5ME;’9KAG+<)JA)+9<9 N9I9 JI9*9<K9E ;< E9K);+ % "， 5M F;’9KAG+<)JAKA)+9<9 .?>+E O9 E;I9.K+G 9PKI).K9E LI?’ .?)+ )<E J9KI?+9>’ K)I，)<E .?>+E O9 *G<KA9*;B9E >*;<, <)JAM KA)+9<9，’9KAG+<)JAKA)+9<9，K?+>9<9 ?I PG+9<9 )* *K)IK;<, ’)K9I;)+* OG ) *9I;9* ?L I9).K;?<* % <=> ?@9A7："， 5ME;’9KAG+<)JAKA)+9<9；JI9J)I)K;?<；JI?.9**；I9*9)I.A JI?,I9**
油田稠油降粘技术探析
技术应用与研究由于稠油中含有胶质、沥青质分子等，这其中又由于存在可形成氢键的羟基、氨基、羧基、羰基等，故此胶质分子之间、沥青质分子之间及两者间有较为强烈的氢键发挥作用，让胶质分子以芳杂稠环平面在沥青质粒子表面重叠堆砌，然后被氢键作用固定住，以此形成富含沥青质粒子的包覆层。
而且这种粒子还会通过与氢键相互连接，造成原油高粘现象。
一、稠油降粘技术分析１．加热降粘技术。
稠油粘度对温度有很强的依赖性，稠油中胶质与沥青质分子在一起相互作用，让稠油整体形成了Π键、氢键，当这一体系获得充足的高能时，Π键、氢键就会被破坏，促使稠油粘度大大下降，尤其是对较低超稠油和特稠油的效果较为明显。
这样的降粘技术可应用的范围广，但是其耗能也高，可以让总输量的１％及其以上的超稠油被损毁，提取效果是不令人满意的。
２．学掺稀油降粘技术。
掺稀油降粘技术的原理是向油田井内注入较小粘度的稀油，使稀油能在井筒内和稠油一起混合，从而让油井产出粘度被降低的流体，这样做的不仅可以增强流体的流动性，还可以让机械采油系统管柱载荷受力状况得到较好的改善，从而使开采效果得到提升。
这样的技术通常有两种操作方法：空心抽油油杆掺稀油和油套环空掺稀油。
３．水热催化裂解降粘技术。
水热催化裂解降粘技术的原理是利用稠油与水蒸汽间发生的水热裂解反应，然后在催化剂的作用下，使高碳数的稠油发生部分裂解而成为轻质油，这样就不可逆地降低了稠油的粘度。
稠油中有机硫化物硫键在金属离子的催化下裂解，使稠油中的沥青质含量降低，稠油分子变小，相对分子质量也减小，稠油粘度因此降低，这是油水热裂解中较为关键的反应所需步骤。
这样的技术效果好，成本低。
而且催化剂将是以后的主要研究方向，对此技术很有帮助。
由于技术需要热驱动作用，需要在碱性环境下控制催化剂的使用效果。
４．乳化降粘技术。
乳化降粘技术的操作是催化作用下让在表面活性剂的稠油乳状液Ｗ／Ｏ型转化成Ｏ／Ｗ型，从而这样一种转化方式来实现降粘效果。
稠油乳化降粘开采
非离子型乳化剂
稳定性好，不易受电解质影响 ，但乳化能力相对较弱。
两性离子型乳化剂
兼具阴离子和阳离子乳化剂的 特点，但成本较高。
乳化剂选择依据
稠油性质
不同性质的稠油需要不同类 型的乳化剂，如粘度、密度
、胶质沥青质含量等。
降粘效果
稳定性
乳化剂的降粘效果是选择 的重要依据，需要通过实 验确定最佳降粘效果。
采收率提高
与常规开采方法相比，采 用乳化降粘技术后，稠油 的采收率得到明显提高。
经济效益显著
乳化降粘技术的应用降低 了开采成本，提高了原油 产量，为油田带来了显著 的经济效益。
存在问题及改进措施
乳化剂选择问题
部分乳化剂对稠油的降粘效果不理想， 需进一步筛选和优化乳化剂配方。
设备适应性不足
现有设备在某些情况下不能满足乳化 降粘技术的需求，需对设备进行改造 或升级。
稠油乳化降粘开采
目录
• 引言 • 稠油性质及乳化降粘原理 • 乳化剂选择与配方优化 • 乳化降粘技术在稠油开采中应用
目录
• 数值模拟在稠油乳化降粘开采中应用 • 结论与展望
01
引言
稠油开采现状及问题
稠油资源储量丰富
全球范围内，稠油资源储量巨大，但开采难度较大，对技术要求 较高。
传统开采方法效率低
水滴分散作用
在乳化剂的作用下，水滴在稠油中均匀分 散，形成水包油型乳状液。水滴的分散作 用增加了稠油的流动性，降低了其粘度。
影响因素探讨
01
乳化剂种类及用量
不同种类的乳化剂对稠油的乳化效果不同，且用量过多或过少都会影响
乳化效果。因此，需要选择合适的乳化剂种类及用量。
02 03
温度
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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（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%
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。
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 ）
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，%
稠油流动时，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
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
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 )
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
ห้องสมุดไป่ตู้
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
4、稠油乳化降粘剂 主要成分是表面活性剂
C9H19 O CH2 CH2 O
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
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。