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          天津百安科技有限公司-降粘技術  

          乳化漿粘開采稠油的機理

          可用乳化劑,乳化降粘法開采稠油,這一方法是將活性劑水溶液注到井下,在適當的溫度和攪拌條件下,使稠油以微小的油珠分散在活性水中形成水包油型O/W乳狀液,油珠被活性水膜包圍,其外相是水,使稠油分子間的摩擦變為水的摩擦,使粘度大幅度下降、從而使高粘度的稠油變為低粘度的水包油型乳化液采出。

          乳化液的性質及影響因素

          水包油型乳狀液的粘度可用下面的經驗公式來表示:µ0ekψ式中µ——水包油型乳狀液的粘度;µ0——水的粘度;ψ——油在乳狀液中所占的體積分數;k——常數,決定于ψ,當ψ低于或等于0.74時為7.0,當ψ超過0.74時為8.0e——自然對數的低,即2.718從式中可以看出:

          1、水包油型乳狀液的粘度只與水的粘度(50時為0.55mPas)有關,而與油的粘度無關,這是由于水是處在連續相狀態,而油是處在分散相狀態。

          2、水包油型乳狀液的粘度隨油在乳狀液中所占的本積分數增加而指數也增加,即乳狀液粘度受油在乳狀液中所占的體積分數的影響很大。可見,要使稠油乳化后能夠降粘,必要條件是要求它乳化后能形成水包油型乳狀液,而充分條件是要求油在乳狀液中所占的體積分數(或油對水的體積比)不能太大,否則,即使形成水包油型乳狀液,它的粘度也會很高。稠油對水的體積比一般是70308020。在實際生產中,不可能完全形成理想的乳狀液,原油多呈較大顆粒分散在活性水中,形成一種水包油型粗分散體系,也可以大大降低流動阻力。另一方面,在油管壁和抽油桿壁上,形成一層活性水膜,使稠油與管壁、抽油桿的摩擦變成與水膜的摩擦,減小了摩擦阻力。大面積摻活性水降粘生產的降粘機理主要屬于潤濕減阻。

          3、水包油乳狀液的粘度與溫度有關,乳狀液的粘度隨溫度升高而下降。

          乳化劑的選擇及注入工藝

          1、乳化劑的選擇

          乳化劑在稠油摻水降粘中起著重要作用。乳狀液形成的類型,穩定性都與乳化劑本身的性質有直接關系。選用乳化劑一般按親水親油平衡值(HLB)來確定,通常形成O/W型乳狀液乙烯聚氧丙烯多烯多胺;聚氧乙烯聚氧丙烯烷基苯酚醚;

          選擇乳化劑的原則是必須保證O/W乳狀液在不同條件下的穩定性,在地面原油脫水處理時應容易分離,在井下條件下,離子和非離子型表面活性劑都可形成低粘度的水包油型乳狀液。一般情況下都選用非離子表面活性劑,因為非離子表面活性劑比較便宜、不受產出水影響。而且這類表面活性劑乳化效率高,降粘幅度大,不受介質PH值及硬離子濃度影響,加熱時油水易分離,分離后的活性水還可重復使用。

          委內瑞拉INIEVEP研究院在奧里諾科稠油區試驗研究中,為了找到適合于形成穩定的水包油型乳狀液的表面活性劑對500多種化學劑進行實驗,其中包括離子型和非離子型及陽離子表面活性劑的試驗研究,結果見表5。表5中列出一系列表面活性劑在形成溫度,礦化度,原油類型等一組固定參數下得到的部分結果,從表中看出非離子表面活性劑(HLB14)產生的乳狀液所形成油滴直徑小均勻,從而具有較好的穩定性。遼河油田在篩選大量乳化劑同時,提出采用復配方式解決乳化、解堵、防膨等綜合技術問題,近年來研究出耐高溫(340)的乳化劑。目前生產乳化劑的工廠有五、六個。年產上萬噸。

          2、乳狀液的配制及注入工藝

          選擇適合的表面活性劑后,按一定重量加入水里,配成活性水。一般加量在0.02%1.00%wt%)范圍。對特稠油加入量要高些。在一定溫度下(090)把活性水注入井下,通過機械攪拌形成低粘度的水包油型乳狀液。

          目前國內外,以計量站和轉油站為中心建成稠油摻活性水系統工程。這些流程簡單。易于操作,便于管理。

          稠油乳化降粘技術應用現狀及效果

          根據國內外一些稠油油田乳化降粘技術效果表明:確定合適的乳化劑和加入量,在一定溫度下,使其溶液在井下與地層流體充分混合就會形成低粘度的水包油型乳狀液,這種乳狀液可大幅度降低稠油粘度。乳化降粘技術的應用可以解決抽油機負荷大和抽油桿下不去避免機械事故,減少動力消耗,提高泵效增加泵的沖程數提高原油產量。從經濟上分析,乳化漿粘技術使用的表面活性劑用量少費用低,可大幅度降低生產稠油的成本。

          Lind bergh(林德伯洛)油田,原油粘度20000mPas20)油的色度為API11采用乳化降粘技術后原油粘度大幅度下降,產量有很大提高。表6是林德伯洛油田某井乳化前后原油粘度比較情況。表7是某油井乳化前后諸生產參數對比情況。抽油桿的最大負荷約為5850kg,最小負荷為0。從井下乳化技術應用后總的能耗比井下乳化技術應用前有了減少,最大負荷減少。最小負荷增加。井下乳化技術不僅能減少機械負荷,還能增加設備的機械壽命。

          亭廷頓油田原油粘度為30000mPas,油田每產出一桶原油向環空加入0.45kg的乙氧基化苯酚非離子表面活性劑,在井下形成水包油型乳狀液,井下溫度13054.5)粘度為10mPas,再由油管抽到地面。

          通過測試比較注入或未注入表面活性劑水溶液情況下產量,泵運轉性能、液面、壓力降和產出油、水分離特征,得出注入表面活性劑水溶液后乳化作用效果顯著。

          1)、泵溶劑效率由47%增加到60%2)、環空液面下降到90m3)、升舉效率由21%增到47%4)、光油桿馬力降低1/35)、地面出油管壓降由5.8MPa降到0.1MPa6)、抽油桿下降摩阻力從1070kg降到180kg7)、變速箱最大扭矩由6214.17N.m降到3389.5N.m8)、乳化后產油量增加10%

          可恩河油田原油粘度42000MPas,試驗中是往油管套管環空加入0.2%wt%)的乙氧基壬基酚(乙氧基數15)水溶液,在井下形成低粘度的水包油乳狀液(805mPas)每產出一桶原油加0.04kg表面活性劑,效果顯著。

          1)、泵沖次由8/min增到12/min

          2)、總產油量比加活性劑前提高34%

          Bodo油田原油粘度50000mPas以上,抽油桿下不去,泵效低,注表面活性劑(SRCK1)水溶液后,提高了抽油桿下降速度沖次由不足1/min增到5.7/min,產油是由注劑前1.6t/d增到11t/d

          遼河油田冷14井,原油粘度13000mPas,采用由油套環空加活性水,在井下形成水包油型乳狀液,達到增產的目的,不加活性水降粘,抽油桿下不去,產量為0,加活性水降粘后,日產達26t/d,最高達62t/d。錦252828井,50時原油粘度為47560mPas924月蒸汽吞吐,開井生產67天,累計產油225t926月再次注汽日產油降至2t,采用活性水200m3進行處理后,日產油上升至17.5t,回采水率提高至70.6%。錦256850時原油粘度10450mPas,蒸汽吞吐后95天累計產油1840t后再注汽日產油7t/d。采用活性水處理后,日產油增至30t/d,效果十分顯著。

          結論和展望

          1、稠油乳化降粘是一種稠油開采和集輸的有效技術,據國內外實踐證明,乳化降粘工藝設備簡單,已建成以計量站、轉油站為中心的摻活性水系統工程,所用乳化劑貨源廣,價格便宜。采用這一技術可大幅度降低原油開采成本。

          2、從國內外乳化降粘趨勢看,對采用復配乳化劑而少用單一乳化劑,效果更顯著,降粘率達90%以上。

          3、乳化降粘技術多和蒸汽吞吐結合起來應用。已不局限井筒降粘和地面集輸,把活性水擠入油層,使表活性劑能夠在油層溫度下玻璃清洗解除巖石表面的油膜增加儲層的滲透率,同時,這種活性水又可形成水包油型乳狀液降低原油粘度,使稠油順利開采出地面和集輸,使乳化降粘技術向油層降粘、解堵等多層次技術轉化,目前遼河油田等單位研究出的耐高溫(340)的降粘劑已廣泛應用到生產實踐中。

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