稠油降黏采油工藝技術(shù)特點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用

邢旭輝 閆福信 張淑梅

【摘 要】稠油油藏具有埋藏深、壓力高、黏度大的特點(diǎn)，是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源。又被稱為“不能流動(dòng)的石油”。稠油生產(chǎn)的工藝技術(shù)較之稀油生產(chǎn)更為復(fù)雜。為了油田的可持續(xù)發(fā)展，油田開發(fā)工作者就要面對(duì)稠油開采的難題，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，提高稠油開發(fā)的效果和經(jīng)濟(jì)效益。本文就稠油降黏采油工藝技術(shù)特點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了初步的探討。

【關(guān)鍵詞】稠油；降黏；采油工藝；技術(shù)特點(diǎn)；實(shí)際應(yīng)用

稠油也叫“重油”，又被稱為“不能流動(dòng)的石油”。稠油油藏具有埋藏深、壓力高、黏度大的特點(diǎn)，稠油是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源。稠油生產(chǎn)的工藝技術(shù)較之稀油生產(chǎn)更為復(fù)雜。為了油田的可持續(xù)發(fā)展，油田開發(fā)工作者就要面對(duì)稠油開采的難題，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，要堅(jiān)持把科技進(jìn)步和創(chuàng)新不做加快發(fā)展稠油開采的重要手段，全力展開自主創(chuàng)新、集成配套和成果轉(zhuǎn)化，搶占未來(lái)發(fā)展的制高點(diǎn)和主動(dòng)權(quán)。

無(wú)論是熱力采油還是加熱降黏技術(shù)、摻稀降黏技術(shù)、乳化降黏技術(shù)，都是通過(guò)降黏降低油層中稠油的黏度，使得稠油能夠流動(dòng)，從而將其開采出來(lái)的技術(shù)。本文重點(diǎn)介紹了稠油降黏采油工藝技術(shù)特點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用情況。

1.熱力采油工藝技術(shù)

1.1蒸汽輔助重力泄油技術(shù)（SAGD）在稠油開采中的應(yīng)用

蒸汽輔助重力泄油技術(shù)屬于熱力采油法中的蒸汽驅(qū)形式，它是開發(fā)稠油乃至超稠油的一項(xiàng)前沿科學(xué)技術(shù)，該方法的原理是向注汽井中注入蒸汽，蒸汽向上超覆在地層中從而形成蒸汽腔，蒸汽腔向上面和側(cè)面擴(kuò)展，同油層中的稠油進(jìn)行熱交換，加熱后的原油和蒸汽冷凝水依靠重力的作用流至下面的水平生產(chǎn)井中，從而開采出來(lái)。具體來(lái)講，蒸汽輔助重力泄油要通過(guò)注汽井（位于采油井的上部）和采油井來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.2蒸氣吞吐在稠油開采中的應(yīng)用

蒸汽吞吐也屬于熱力采油法，是一個(gè)復(fù)雜的綜合過(guò)程，也是一個(gè)不同流動(dòng)梯度的穩(wěn)定滲流過(guò)程。其原理是：對(duì)于稠油進(jìn)行加油，使其黏度下降，降低界面張力，改善液阻和氣阻，使流動(dòng)阻力減小。油層如果壓力較高，通過(guò)加熱，可使稠油的彈性能量變?yōu)轵?qū)動(dòng)能量釋放出來(lái)。經(jīng)過(guò)高溫蒸汽的作用，使油層孔隙體積減小，增加產(chǎn)量，還可以有效減少污染，起到解堵作用。

1.3火燒油層技術(shù)在稠油開采中的應(yīng)用

火燒油層技術(shù)也叫地下燃燒，是通過(guò)多種點(diǎn)火方法把注氣井的稠油層點(diǎn)燃，隨繼持續(xù)往油層中注入空氣或氧氣等氧化劑促使其燃燒。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，形成加熱帶，周邊的原油受熱黏度降低、蒸餾后的輕質(zhì)油、蒸汽以及燃燒過(guò)程中的煙氣繼續(xù)向前方驅(qū)動(dòng)，使得未被蒸餾的重質(zhì)碳?xì)浠衔镌诟邷叵铝呀猓纬山固?。而焦炭又為維持油層的燃燒提供的燃料，良性循環(huán)，讓油層不斷燃燒，擴(kuò)大受熱面。在高溫下作用下稠油地層束縛水裂解生成的氫氣與注入的氧氣合成水蒸汽，攜帶大量的熱量傳遞給前方的油層，把原油驅(qū)向生產(chǎn)井。如此，不斷往復(fù)，受熱的通道就為可流動(dòng)的原油到達(dá)生產(chǎn)井提供流路，伴隨著油藏的不斷點(diǎn)火燃燒，從而能夠降低稠油黏度，便于開采，有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

1.4其它新型熱力采油方法應(yīng)用

注熱段塞：當(dāng)向稠油層注入蒸汽時(shí)，會(huì)在井底形成加熱帶，隨即注冷水將加熱帶推向生產(chǎn)井。從而便于開采。

注蒸汽加溶劑：向蒸汽中添加可完全蒸發(fā)的溶劑，降低稠油黏度和熱水帶中的殘余油飽和度，從而便于開采。

注熱堿水：對(duì)含油飽和度低的地層，通過(guò)對(duì)加熱帶注入注堿性溶液之方式使其沿地層推進(jìn)，結(jié)合了熱作用和化學(xué)作用的長(zhǎng)處，降低稠油黏度，利于開采。

另外還有高溫聚合物驅(qū)、在注蒸汽和聚合物結(jié)合的方式、在煤層加熱法、向活性水驅(qū)等多種熱力方式降低稠油黏度，提高原油開采率的方式。

2.加熱降黏工藝技術(shù)

2.1降黏機(jī)理

稠油加熱輸送方法主要是通過(guò)加熱的方法提高稠油的流動(dòng)溫度，以降低稠油黏度，從而減少管路摩阻損失的一種稠油輸送方法。稠油中膠質(zhì)與瀝青質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及相互作用，使稠油體系形成了一定程度的Π鍵和氫鍵，隨著溫度的升高，體系獲得足夠的能量時(shí)，Π鍵和氫鍵被破壞，使得稠油黏度大幅度降低。

2.2存在問(wèn)題

用加熱降黏技術(shù)輸送稠油是傳統(tǒng)的輸送方法，在許多國(guó)家和地區(qū)都得到了廣泛應(yīng)用，委內(nèi)瑞拉從I955開始采用這種技術(shù)。但最大缺點(diǎn)是當(dāng)管線溫度降至環(huán)境溫度時(shí)，常發(fā)生凝管事故，且其能耗高，輸量1% 以上的原油被燒掉和損耗，經(jīng)濟(jì)損失大。因此，應(yīng)逐漸減少或取代加熱降黏輸送。

電伴熱法在印尼蘇門答臘的扎姆魯?shù)糜吞镆殉晒?yīng)用多年，國(guó)內(nèi)多用于干線解堵、管道附件和油氣集輸管線。

3.摻稀降黏工藝技術(shù)

3.1降黏機(jī)理

利用有機(jī)溶劑相似相溶的原理，在稠油進(jìn)入管道前，將一些低黏液態(tài)碳?xì)浠衔镒鳛橄♂寗?，與稠油混合在一起，降低稠油的輸送黏度，從而以混合物的形式進(jìn)行輸送。通常摻入的稀釋劑為輕質(zhì)油，主要包括天然氣凝析液、原油的餾分油、石腦油等。向稠油中摻入稀油得到混合物的黏度與稀油的摻入量之間成指數(shù)關(guān)系。稀釋劑的注入量主要取決于稠油稀釋劑的相容性。例如。摻入到稠油中的凝析油的比例為5%～35%（體積），如果用輕質(zhì)原油作為稀釋介質(zhì)，則摻入量更大。例如勝利草橋油田，其含蠟原油的摻入量為100～150%。

3.2降存在問(wèn)題

在油井含水量升高后，總液量增加，摻輸管可改作出油管。因此，在具有稀油資源的油田，稀油稀釋降黏具有更好的經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性。但摻稀油降黏也存在不足，首先，受到稀油資源的限制，由于稀油儲(chǔ)量有限，且產(chǎn)量呈下降的趨勢(shì)；其次，稀油摻人前，必須經(jīng)過(guò)脫水處理，而摻入后，又變成混合含水油，需再次脫水，增加了能源消耗；再次，稀油用作稀釋劑摻人稠油后，降低了稀油的物性。稠油與稀油混合共管外輸時(shí)，不但增加了輸量，并對(duì)煉油廠工藝流程及技術(shù)設(shè)施產(chǎn)生不利的影響。所以摻稀油降黏有一定的局限性。

目前新疆、勝利、河南等油田對(duì)距離較遠(yuǎn)的接轉(zhuǎn)站，均采用摻稀油降黏流程。

4.乳化降黏工藝技術(shù)

4.1降黏機(jī)理

乳化降黏就是在表面活性劑作用下，使稠油從油包水（W/O）型乳狀液轉(zhuǎn)變成水包油（O/W）型乳狀液，達(dá)到降黏的目的。其降黏機(jī)理主要包括乳化降黏和潤(rùn)濕降阻兩方面。乳化降黏中使用水溶性較好的表面活性劑作乳化劑，將一定濃度的乳化劑水溶液注入油井或管線，使原油分散而形成O/W型乳狀液把原油流動(dòng)時(shí)油膜與油膜之間的摩擦變?yōu)樗づc水膜之間的摩擦，黏度和摩擦阻力大幅度降低，潤(rùn)濕降阻是破壞油管表面的稠油膜。使表面潤(rùn)濕親油性反轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性，形成連續(xù)的水膜，減少輸送過(guò)程中原油流動(dòng)的阻力。

4.2存在問(wèn)題

雖然目前研究乳化劑的配方很多，但存在許多問(wèn)題。采出后破乳困難，污水處理難度大；由于稠油組成的差異，乳化劑對(duì)稠油的選擇性強(qiáng)；稠油組成如何影響乳化降黏效果，乳化降黏劑的結(jié)構(gòu)與其性能關(guān)系如何，都沒(méi)找到確切答案。還有降黏劑的高抗溫、抗鹽、抗礦化度的能力有限，即使效果較好但成本較高，不經(jīng)濟(jì)。因此研究廉價(jià)的耐鹽、耐高溫的降黏劑是今后乳化降黏技術(shù)的一個(gè)重要方向。

近年來(lái)，有關(guān)乳化降黏劑的配方研究十分活躍，主要有非離子型一陰離子結(jié)合型.陰離子型.陽(yáng)離子型及復(fù)配型等四種類型。乳化降黏技術(shù)在美國(guó)、加拿大等應(yīng)用已較成熟，國(guó)內(nèi)20世紀(jì)90年代，對(duì)遼河、勝利、大港等油田也進(jìn)行了此項(xiàng)技術(shù)的試驗(yàn)，積累了許多經(jīng)驗(yàn)，取得了初步的成果。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上，本文簡(jiǎn)要地概述了稠油降黏開采的工藝技術(shù)與方法，這些技術(shù)方法對(duì)于稠油取得了良好的開發(fā)效果。但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)的稠油開采中，歸根結(jié)底是要在井下對(duì)稠油降解，將高分子的稠油變?yōu)榈头肿拥妮p質(zhì)油，再開采到地面上來(lái)，減少中間環(huán)節(jié)，節(jié)約能源，提高稠油開發(fā)的效果和經(jīng)濟(jì)效益。

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