稠油井筒掺稀降黏模拟研究

掺稀降黏是超稠油井筒举升过程中有效降低井筒摩阻的方式之一。针对现有的掺稀优化评价方法,根据掺稀工艺建立了超稠油井筒掺稀降黏模拟装置,通过和旋转黏度计测量结果对比,结果表明该装置能够适用于井筒降黏模拟测量。在此基础上,模拟不同掺稀比条件下的井筒黏度变化。对比结果发现,井筒掺稀降黏是一个动态的变化过程;沿着井筒流动,稀油不断分散稠油,降黏效率也不断增大。     

塔河油田深层稠油掺稀降黏技术

针对塔河油田超深层稠油储层地质特点和稠油性质,进行了稠油掺稀降黏室内实验和现场试验.室内实验分析了塔河油田稠油黏度的影响因素(稠油特性、温度、压力、含水、流动状态、溶解气、矿化度).讨论了塔河油田稠油掺稀降黏的原理及降黏规律,并采用2口井的稀油对3口井的稠油进行定温条件下不同掺稀比例的稠油降黏实验.实验结果表明:掺稀比例和稠、稀油黏度差等因素都会影响降黏的效果.当稠油与稀油以体积比1:1混合后,稠油黏度下降幅度较大,降黏率一般大于95%.现场试验表明,各种掺稀降黏工艺管柱及工艺均能适用于塔河油田不同开采方式、不同含水情况下油井的正常生产,工艺的普适性较好.塔河油田深层稠油油藏掺稀降黏效果明显,投入产出比为1:7.     

稠油井筒掺稀降粘模拟研究

掺稀降粘是超稠油井筒举升过程中有效降低井筒摩阻的方式之一。针对现有的掺稀优化评价方法,本文根据掺稀工艺建立了超稠油井筒掺稀降粘模拟装置,通过和旋转粘度计测量结果对比,结果表明该装置能够适用于井筒降粘模拟测量。在此基础上,模拟不同掺稀比条件下的井筒粘度变化。对比结果发现,井筒掺稀降粘是一个动态的变化过程,沿着井筒流动,稀油不断分散稠油,降粘效率也不断增大。     

春光油田稠油井筒掺稀降黏室内实验研究

使用自主研制的稠油井筒掺稀降黏评价装置对春光油田稠油进行了掺稀降黏室内实验,研究了温度场对掺稀效果的影响,同时对掺稀位置及掺稀比进行了优化。通过设定4个恒温水浴温度分别为90℃、70℃、50℃及40℃来近似模拟井筒不同位置处的温度,开展了不同条件下的掺稀效果研究。结果表明,在70℃井段,稠油降黏率为41%~69%;泵下掺稀降黏效果最好,出口处(40℃)原油降黏率达到86%。在模拟日产量为6 t的实验过程中,对5种不同掺稀比的掺稀效果进行了对比分析,得到掺稀比在18%~22%时,原油黏度可以满足井筒安全生产的要求。     

稠油掺稀降粘技术研究进展

掺稀降黏是实现稠油、超稠油开采的重要井筒降黏工艺。基于对塔河油田稠油掺稀降黏工艺的研究和文献调研,综述了稀稠油配伍性、掺稀比、掺稀温度、掺稀深度等工艺条件对稠油的降黏效果的影响,对掺稀降黏工艺下一步发展进行了展望。深入认识掺稀降黏工艺,为保障现场生产和提升开采效益提供了有益借鉴。     

普通稠油降黏剂驱物理模拟和数值模拟

为实现普通稠油热采向降黏剂驱的转换,首先通过实验评价了降黏剂的静态性能参数,然后通过岩心驱替实验开展了降黏剂驱注入特征和驱油效果研究,其次通过微观可视化实验研究了降黏剂驱提高采收率的机理,最后运用非线性混合法则的方法,得到了降黏剂在数值模拟中的实现方法;并对物理模拟结果进行了数值模拟计算和历史拟合。研究结果表明,稠油降黏剂驱过程中能够形成稳定的水包油乳状液;稠油驱替过程可划分三个阶段:启动压力突破阶段、压力快速下降阶段和压力低位运行阶段;降黏剂驱可以降低稠油启动压力梯度,减小驱替压力,实施降黏剂驱后采收率提高了12. 4%,总采收率达到46. 6%;降黏剂驱提高采收率的主要机理是降低原油黏度,减少残余油饱和度;采用非线性混合规则表征了原油黏度随降黏剂浓度的非线性变化规律,该表征方法可以应用于数值模拟计算,计算结果和实验值拟合得较好;先导试验表明该技术能够降低水井注入压力,降水增油效果显著,试验区内油井全面见效。     

稠油油溶性降黏剂的合成与评价

采用丙烯酸十八酯(SA)、苯乙烯(S)、顺丁烯二酸酐(MAH)、丙烯酰胺衍生物(AA)作为聚合反应的单体,通过溶液聚合的方法合成一种油溶性四元聚合物SSAM。在实验中探讨温度、时间和反应物的配比等因素对降黏效果的影响。结果表明:降黏剂加入量为700μg·g~(-1)时,在50℃使春晖稠油的表观黏度下降70%以上,净降黏率到达了40%,有良好的降黏效果。     

稠油降黏新技术的研究进展

稠油中含有大量胶质、沥青质,造成其黏度高、密度大、流动性差,给稠油的开采和输送造成了很大困难.常规降黏方法,包括加热降黏、稀释降黏及乳化降黏,都有其不可克服的缺点.介绍了5种新型降黏技术的作用机理及其在国内的研究应用情况,包括油溶性降黏剂降黏、水热催化裂解降黏、微生物降黏、超声波降黏、磁处理降黏.指出目前单一降黏方法难以解决稠油的开采和输送问题,采用合理的复配技术是解决稠油降黏的有效途径.     

新型耐温稠油降黏剂的制备与评价

为研制耐温稠油降粘剂,以丙酮作溶剂,采用氯乙酸法合成了氧乙烯链节数分别为4、6、8、10、15的5种壬基酚聚氧乙烯醚乙酸盐（以OPC-n表示,其中n表示氧乙烯链节数）,评价了这些表面活性剂对取自胜利油田、辽河油田的7种稠油的乳化降粘性能。结果表明,OPC-8的降粘能力最好,当质量分数为0.03%~0.1%时, 7种稠油的降粘率均高于90%。该降粘剂具有较高的耐温能力,在300℃下加热3h,其浓度没有发生明显变化。对特稠油和超稠油的开采具有指导意义。     

稠油掺稀井掺稀参数对井口压力的影响研究

本文针对影响稠油掺稀降粘的四种掺稀参数--掺稀量、掺稀相对密度、掺稀温度及掺稀深度,采用多元二次非线性回归方法研究了它们对稠油掺稀井井口压力的影响规律并进行了分析。结果表明：井口压力随着掺稀量、掺稀相对密度、掺稀温度及掺稀深度呈线性变化趋势,随着掺稀量、掺稀温度及掺稀深度的增加而增加,随着掺稀相对密度的增加而降低。掺稀量对井口压力的影响最大,而掺稀相对密度、掺稀温度及掺稀深度的影响相对小些。     

稠油油藏化学降黏驱全耦合数值模拟方法

化学降黏驱是提高稠油采收率的新方法,现有的数值模拟方法不能准确描述降黏驱过程中各组分、相间的物理化学变化过程。结合油水两相控制方程、降黏剂浓度传质方程及辅助方程,构建了浓度场-渗流场全耦合化学降黏驱替数学模型,获得了乳液黏度-含水率、降黏剂溶液黏度-浓度及降黏剂溶液与原油界面张力的辅助方程,采用具有有界性的高阶迎风格式克服了一阶迎风格式的不足,提高了浓度散度的计算精度,优选有限体积方法提高了解的准确性,并对降黏驱数值模拟结果与实验结果进行了验证。在此基础上开展了降黏驱数值化实验,优化了降黏驱的注采参数。研究表明：建立的模型可以表征降黏剂的控黏效果;随着降黏剂注入浓度、注入量和注入速度的增加,采出程度逐渐增加,但采收程度增长率逐渐减小;0.4%浓度的降黏剂采收程度提高幅度最大;合理注入量介于0.2～0.6 PV,PV(pore volume)表示孔隙体积;推荐选用段塞较大、段塞中降黏剂浓度较高的方案;合理的注入速度应根据油田自身产能设计。该研究为稠油油藏降黏驱开发方式优化与调整提供了重要技术手段。     

粘多糖乳化降黏稠油的研究

利用本实验室生产的粘多糖A对辽河重质稠油进行乳化降黏试验,系统考察油水质量比、多糖浓度、乳化温度、乳化转速和乳化时间对稠油乳化降黏的影响。结果表明：将油水质量比6：4,多糖质量浓度150 mg/L的稠油溶液放入温度25 ℃、转速160 r/min的摇床乳化6 h,稠油黏度由87000 mPa·s降至310 mPa·s,降黏率达到99.6%。此外,通过对乳化降黏后稠油破乳处理研究发现,稠油在室温静置24 h后即可实现油水分离,且破乳后的多糖水溶液可以重复使用2批次,显著降低了多糖乳化剂及后续稠油脱出水处理成本。因此,该粘多糖A可广泛应用于稠油乳化降黏开采和输送领域。     

基于FLUENT的水平管道稠油掺稀均质化流场模拟

掺稀降黏输送是常用的稠油管道输送工艺,稀油通过分散和溶解作用降低稠油黏度。然而,稠油黏度较高,稀稠油是否混合均匀将直接影响降黏效果。国内外学者对竖直井筒中稠油掺稀举升的混合方式和效果多有研究,但针对水平管道掺稀方式及入口速度和掺稀比对混合效果的影响却鲜有报道,故本文基于计算流体动力学理论,建立了水平管道稠油掺稀模型,着重分析了稠油入口速度、掺稀比以及加装静态混合器对混合效果的影响,研究结果表明:水平管道稠油掺稀流动过程中,稠油、稀油混合不均匀,形成稠油、混合油、稀油的分层流动形态;稠油进口速度不能改善分层流动现象,对稠油、稀油的混合均匀性影响较小;改变掺稀比不能有效改善稠油、稀油的混合效果;在管道内加装3组SK组件能实现稠油、稀油的最优混合;SK静态混合组件能极大程度地提高混合油品在管道内的湍动能,促进稠油、稀油均匀混合。本文的研究成果对改善稠油水平掺稀的混合均匀性,提高降黏效率有重要意义。     

金家油田微生物稠油降黏剂的研制与评价

针对金家油田通38块稠油多轮次热采后经济效益变差的现状,开展了采用稠油冷采开发方式的技术探索。稠油冷采技术的核心是研发一种适合目标油藏稠油的低成本高效降黏剂。从油田采出液中筛选到一株能够高产生物表面活性剂菌株Q18,以Q18的发酵代谢产物为基础构建了一种稠油降黏剂RF180。RF180既具有良好的温度和矿化度耐受性,也有较宽的酸碱耐受性,在20～180℃﹑0～120 000 mg/L矿化度和pH 5～11的范围内,具有良好的表面及降黏活性,能够适应金家油田的油藏条件。同时,进一步研究发现浓度大于0.3%的RF180对通38稠油就具有良好的乳化与静置降黏效果,乳化与静置降黏率分别达到99.93%和96.64%。物理模拟驱油实验证明,RF180能够大幅提高通38稠油的驱油效率,在不同注入方式条件下,分别提高12%～26%的目标油藏的采收率。     

稠油掺稀热化学脱水工艺参数优化

针对胜利稠油黏度较高、联合站稠油脱水能耗大的问题,对胜利油田某联合站稠油进行掺稀热化学脱水工艺参数的优化研究。通过破乳剂优选试验,对比10种常用原油破乳剂,选出脱水性能较好的水溶性原油破乳剂PR-929。研究掺稀比、脱水温度和破乳剂浓度等因素对稠油乳状液脱水效果的影响及其机制。结果表明：提高掺稀比和脱水温度均能改善乳状液脱水效果;随着破乳剂浓度的增加,乳状液脱水效果先增后减;在原油外输含水率低于2%和提高经济效益前提下,当掺稀比为1.0、脱水温度为80℃、破乳剂质量浓度为120 mg/L、沉降时间为24 h时,稠油掺稀热化学脱水效果最佳;优化后每年能节省费用约382.2万元。     

王庄稠油乳化降黏剂的筛选

针对胜利油田王庄稠油黏度大、开采难的问题,对其进行了降黏实验研究.首先测定了不同温度下王庄稠油的黏度.原油的黏温实验表明:王庄原油在温度超过60℃时,黏度随温度的升高变化趋缓.为王庄原油研制了降黏剂JDLH.影响降黏剂JDLH对王庄稠油降黏效果的因素有:降黏剂加量、油水比、降黏温度和矿化度等.实验结果表明:降黏剂JDLH最佳加入量为0.3%,最佳油水体积比为7∶3,降黏温度为50℃;降黏剂JDLH可耐盐15 000 mg/L.用5种不同的降黏剂对王庄稠油做了降黏实验,实验结果表明,降黏剂JDLH的降黏效果最好.     

东辛稠油反相乳化降黏集输试验

针对胜利油田东辛稠油掺水集输成本高、后续污水处理量大等问题,提出采用乳化降黏集输的方法,并筛选出一种适合东辛稠油的反相乳化剂.结果表明:温度50 ℃、乳化剂质量分数0.85%、有效体积含油率65%～70%、搅拌强度120 r/min、搅拌时间10 min为反相乳化集输乳状液的最佳制备条件;乳化集输的现场试验效果明显好于原掺水方法;乳化降黏集输具有良好的经济效益,每年可节约成本200万元.     

超深稠油自喷井掺稀深度优化研究

超深稠油井在生产初期地层压力高、原油黏度大,通过开式反掺稀油降黏工艺能使油井自喷生产,该工艺存在一个合理的掺稀深度。结合开式反掺稀油降黏工艺的实际情况,通过分段建立井筒温度场模型,筛选黏度计算模型和井筒压降计算模型,综合考虑掺稀深度对启动压力、流动困难点、井筒温度场、压力场等因素的影响,得到一种掺稀深度优化设计方法,利用该方法对西部油田A井进行掺稀深度优化,得到了最优掺稀深度。     

稠油催化水热裂解降黏实验研究

采用高温高压反应釜模拟研究了稠油在开采过程中全温度段(50～300℃)条件下的催化水热裂解降黏反应,利用元素分析仪和高效液相色谱分析了稠油元素组成和族组成变化,利用旋转流变仪测试并分析了稠油黏度变化及黏温特性,初步探讨了200℃以下的稠油催化水热裂解降黏的实质.结果表明:稠油在低温条件下水热裂解反应降黏以破坏弱化学作用力为主,稠油降黏率与重质组分减少密切相关.有催化剂存在时,稠油催化裂解作用的主要温度在150～200℃,反应24 h降黏率可达到80%以上.     

两亲性嵌段聚合物稠油降黏剂的合成与性能评价

稠油降黏冷采是一种重要的稠油开采方式。设计并合成一种两亲性嵌段聚合物降黏剂HPAM/AOS。该降黏剂具有较高的表面活性,且其亲水嵌段中含有大量极性基团,使其同时具有较强的乳化能力及稠油亲和性,从而有效提高了降黏效果。利用旋滴界面张力仪、电稳定性测定仪及激光粒度分析仪等测定降黏剂对稠油的乳化能力,通过Zeta电位仪测定降黏剂对稠油的亲和性。结果发现:与聚丙烯酰胺(hydrolyzed polyacrylamide,HPAM)相比,HPAM/AOS油水界面张力降低了98.2%,达0.007 mN/m,破乳电压提高了104.9%,达420 V;与α-烯烃磺酸钠(alpha-olefin sulfonate, AOS)相比,HPAM/AOS稠油乳液Zeta电势绝对值降低了75.3%,为-17.8 mV,具有更强的稠油亲和性。总体上,与HPAM及AOS相比,HPAM/AOS稠油降黏率分别提升了74.2%及48.7%,降黏效果明显。