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摘 要:在我国近年来的石油开采中,化学复合技术应用广泛,通过在应用过程中,对其进行的基础研究及试验,化学复合技术有了长足发展。由于我国油田主要采用的开采方法为热力采油法,一方面,添加表面活性剂等各种化学助剂改善能够加强蒸汽吞吐的效果,另一方面,采用催化剂等还可以是石油在地下产生变化,从而发生改质,降低开采难度。
关键词:化学复合采油技术 化学复合驱技术 井下改质技术 发展趋势
一、化学复合采油技术概述
现在我国的稠油开采主要依靠热力采油方法 ,应用较为广泛的有蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层等 ,其中,蒸汽吞吐和蒸汽驱应用最为广泛,由于稠油的密度和粘度与蒸汽有较大差异,导致蒸汽开采效率降低,这就需要相关的石油工作者根据油层特点、油品性质选出适适宜的的化学试剂,目前,已经在开采实践中推广应用的三元复合驱或二元复合驱技术,通过 化学技术降低油水界面张力并使驱替液黏度达到要求,从而驱油效率、扩大波及体积。
二、化学复合采油技术现状研究
1.化学复合驱技术研究
1.1蒸汽与表面活性剂复合驱技术
蒸汽、表面活性剂复合驱技术既利用表面活性剂的注入,使岩石-原油-水体系的界面特性发生改变,导致油水界面张力降低,从而改变岩石的润湿性,降低油饱和度,达到提高采收率的目的。目前,这一技术以由美国加利福尼亚州及我国辽河油田等油田进行了现场试验,效果良好,增加了产油量。以辽河油田为例,他们针对油田的油层特点及油品性质等因素,选用了CSL-1乳化降粘剂,将该降粘剂伴随蒸汽注入,明显提高了蒸汽的驱替效率。该技术在我国多个油田进行了大面积的推广应用,为油田带来了良好的经济效果。
1.2蒸汽与碱复合驱技术
蒸汽与碱复合驱技术是指通过降低原油粘度、减小界面张力,增加蒸汽重力,减慢其流度,来降低蒸汽超覆,从而提高采收率的技术。现在国内外的一些油田都针对使用蒸汽和低浓度碱的复合驱技术开采原油的优化蒸汽驱工艺进行探索试验,试验结果表明,将蒸汽驱与碱性表面活性剂相结合,采收率比用常规蒸汽驱或者碱蒸汽驱效果更好好,能够大幅度提高采收率,以胜利油田为例,将主要成分为碱、木质素(潜在碱)和表面活性剂的黑液复合降粘剂注入油层后,使油中的环烷酸等发生反应生成活性物质,在实际采油应用中效果较好。
1.3蒸汽与聚合物复合驱技术
蒸汽与聚合物复合驱技术通过大分子聚合物调整地层的吸汽剖面,改善注汽效果,提高原油采收率。聚合物与表面活性剂复合体系具有价格低廉、高温条件下稳定性好的特点,在实际采用中能够有效地控制蒸汽窜流和蒸汽超覆,能够大大降低了开采成成本。
2.原油井下改质技术
2.1井下加氢改质方法
井下加氢改质方法通过支撑剂注入的方式将固体催化剂放置到油层中生产井附近,并向向地层中注入氢气或合成气,使原油就地燃烧,产生高温,实现原油的就地改质。这项技术中催化剂的成分对井下加氢改质能否成功有着重要意义,由于受到技术限制,在实际开采中,油与氢或催化剂不能很好地接触, 因此尚无成功的井下加氢改质稠油技术的现场试验报道。
2.2水热裂解技术
虽然注蒸汽是属于物理范畴,但由于高温蒸汽与重油混合物中的某些成分产生了化学反应,因此,这一技术也可为化学技术范畴,水热裂解技术是指使原油在水蒸汽的作用下产生脱硫、脱氮、加氢、开环等一系列反应,无需加氢热解,使原油就地发生改制。
三、化学复合采油技术的发展趋势研究
1.化学复合驱技术的发展趋势
通过化学复合驱在实际采油中的应用实践,削弱碱的负面作用成为了完善化学复合驱技术的一个重要方面,弱碱三元、SP二元复合驱成为目前化学复合驱技术研究的热点,复合驱体系由强碱三元复合驱向弱碱三元复合驱、无碱二元复合驱体系转变,通过多个油田的探索实验,化学复合驱适用油藏类型也由高渗透率油藏向中低渗透率油藏发展,由最早的适用于整装砂岩油藏到现在逐步在砾岩、复杂断块油藏中推广使用,从适用于低矿化度油藏到逐步适用于高矿化度油藏。在化学复合驱技术的推广应用中,还有一些亟待解决的问题,如推进高效廉价表面活性剂产品的研制,从而降低开采成本;研制适合高温高盐条件的新型聚合物和表面活性剂,提高开采效率;不断改进复合驱现场配套工艺技术等。
2.井下改质技术的发展趋势
在井下改质技术中,水热裂解技术的研究发展是目前石油开采中的热点问题,水热裂解、催化裂化的协同作用能够使原油的性质发生较大的变化,使原油粘度变低,流动性变好,从而大幅度提高采收率。其中水热裂解催化剂的研究也是重点,效能高、成本低的水热裂解催化剂对于原油改质的成功率有着重要的作用。一般在我国稠油中硫含量较低,而通常认为水热裂解发生的条件是2%~5%,杂原子硫的存在,因此能否在低硫含量条件下发生水热裂解也是我们目前研究工作的重点,通过在我国辽河、胜利等油田进行的研究,证实了水热裂解技术在低含硫量条件下的应用,并结合实际情况筛选出了一种最佳的催化剂,为石油开发更为高效提供了技术支持。
采用水热裂解技术具有很多优势,如采用水溶性催化剂能够与注入的蒸汽有较好的配伍性,且施工工艺简单,无污染,操作安全可靠等。可以说,水热裂解技术是一项应用前景广阔的开采新技术,能够改善稠油的化学结构,从而有效降低成本,提高开采效益,值得推广。
四、结语
化学复合开采技术是高效科学的石油开采技术,它在世界范围内都有着广泛的应用,它能够极大地提高开采效率,降低开采成本,提高开采效益。同时,化学复合开采技术也存在着许多不完善的地方,化学添加剂技术仍有待完善, 水热裂解技术的完善也需找到最为适合的水热裂解催化剂。这些问题的解决,化学复合开采技术的发展依与石油化学、催化化学、高分子合成及流变学等学科的发展有着密不可分的关系,只有结合相关各学科的先进理论以及实际开采实践中的经验,才能不断完善这一技术,使其在更大的范围内得到应用,从而提高我国的石油开采效率,促进我国的石油事业的不断发展。
参考文献
[1] 杨德远,稠油注蒸汽热采中添加化学剂技术[J],特种油气藏,1999,6(1)1.
[2] 王云锋,表面活性剂及其在油气田中的应用[M],北京:石油工业出版社,1995.
[3] 范洪富,刘永建,赵晓飞,井下水热催化降粘开采稠油新技术研究[J],油田化学,2001,18.
作者简介:薛晓燕,工程师,女,2011年7月毕业于西安石油大学,现在延长油田股份有限公司吴起采油厂工作,单位地址:陕西省吴起县开发区,主要研究领域为采油工程。
关键词:化学复合采油技术 化学复合驱技术 井下改质技术 发展趋势
一、化学复合采油技术概述
现在我国的稠油开采主要依靠热力采油方法 ,应用较为广泛的有蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层等 ,其中,蒸汽吞吐和蒸汽驱应用最为广泛,由于稠油的密度和粘度与蒸汽有较大差异,导致蒸汽开采效率降低,这就需要相关的石油工作者根据油层特点、油品性质选出适适宜的的化学试剂,目前,已经在开采实践中推广应用的三元复合驱或二元复合驱技术,通过 化学技术降低油水界面张力并使驱替液黏度达到要求,从而驱油效率、扩大波及体积。
二、化学复合采油技术现状研究
1.化学复合驱技术研究
1.1蒸汽与表面活性剂复合驱技术
蒸汽、表面活性剂复合驱技术既利用表面活性剂的注入,使岩石-原油-水体系的界面特性发生改变,导致油水界面张力降低,从而改变岩石的润湿性,降低油饱和度,达到提高采收率的目的。目前,这一技术以由美国加利福尼亚州及我国辽河油田等油田进行了现场试验,效果良好,增加了产油量。以辽河油田为例,他们针对油田的油层特点及油品性质等因素,选用了CSL-1乳化降粘剂,将该降粘剂伴随蒸汽注入,明显提高了蒸汽的驱替效率。该技术在我国多个油田进行了大面积的推广应用,为油田带来了良好的经济效果。
1.2蒸汽与碱复合驱技术
蒸汽与碱复合驱技术是指通过降低原油粘度、减小界面张力,增加蒸汽重力,减慢其流度,来降低蒸汽超覆,从而提高采收率的技术。现在国内外的一些油田都针对使用蒸汽和低浓度碱的复合驱技术开采原油的优化蒸汽驱工艺进行探索试验,试验结果表明,将蒸汽驱与碱性表面活性剂相结合,采收率比用常规蒸汽驱或者碱蒸汽驱效果更好好,能够大幅度提高采收率,以胜利油田为例,将主要成分为碱、木质素(潜在碱)和表面活性剂的黑液复合降粘剂注入油层后,使油中的环烷酸等发生反应生成活性物质,在实际采油应用中效果较好。
1.3蒸汽与聚合物复合驱技术
蒸汽与聚合物复合驱技术通过大分子聚合物调整地层的吸汽剖面,改善注汽效果,提高原油采收率。聚合物与表面活性剂复合体系具有价格低廉、高温条件下稳定性好的特点,在实际采用中能够有效地控制蒸汽窜流和蒸汽超覆,能够大大降低了开采成成本。
2.原油井下改质技术
2.1井下加氢改质方法
井下加氢改质方法通过支撑剂注入的方式将固体催化剂放置到油层中生产井附近,并向向地层中注入氢气或合成气,使原油就地燃烧,产生高温,实现原油的就地改质。这项技术中催化剂的成分对井下加氢改质能否成功有着重要意义,由于受到技术限制,在实际开采中,油与氢或催化剂不能很好地接触, 因此尚无成功的井下加氢改质稠油技术的现场试验报道。
2.2水热裂解技术
虽然注蒸汽是属于物理范畴,但由于高温蒸汽与重油混合物中的某些成分产生了化学反应,因此,这一技术也可为化学技术范畴,水热裂解技术是指使原油在水蒸汽的作用下产生脱硫、脱氮、加氢、开环等一系列反应,无需加氢热解,使原油就地发生改制。
三、化学复合采油技术的发展趋势研究
1.化学复合驱技术的发展趋势
通过化学复合驱在实际采油中的应用实践,削弱碱的负面作用成为了完善化学复合驱技术的一个重要方面,弱碱三元、SP二元复合驱成为目前化学复合驱技术研究的热点,复合驱体系由强碱三元复合驱向弱碱三元复合驱、无碱二元复合驱体系转变,通过多个油田的探索实验,化学复合驱适用油藏类型也由高渗透率油藏向中低渗透率油藏发展,由最早的适用于整装砂岩油藏到现在逐步在砾岩、复杂断块油藏中推广使用,从适用于低矿化度油藏到逐步适用于高矿化度油藏。在化学复合驱技术的推广应用中,还有一些亟待解决的问题,如推进高效廉价表面活性剂产品的研制,从而降低开采成本;研制适合高温高盐条件的新型聚合物和表面活性剂,提高开采效率;不断改进复合驱现场配套工艺技术等。
2.井下改质技术的发展趋势
在井下改质技术中,水热裂解技术的研究发展是目前石油开采中的热点问题,水热裂解、催化裂化的协同作用能够使原油的性质发生较大的变化,使原油粘度变低,流动性变好,从而大幅度提高采收率。其中水热裂解催化剂的研究也是重点,效能高、成本低的水热裂解催化剂对于原油改质的成功率有着重要的作用。一般在我国稠油中硫含量较低,而通常认为水热裂解发生的条件是2%~5%,杂原子硫的存在,因此能否在低硫含量条件下发生水热裂解也是我们目前研究工作的重点,通过在我国辽河、胜利等油田进行的研究,证实了水热裂解技术在低含硫量条件下的应用,并结合实际情况筛选出了一种最佳的催化剂,为石油开发更为高效提供了技术支持。
采用水热裂解技术具有很多优势,如采用水溶性催化剂能够与注入的蒸汽有较好的配伍性,且施工工艺简单,无污染,操作安全可靠等。可以说,水热裂解技术是一项应用前景广阔的开采新技术,能够改善稠油的化学结构,从而有效降低成本,提高开采效益,值得推广。
四、结语
化学复合开采技术是高效科学的石油开采技术,它在世界范围内都有着广泛的应用,它能够极大地提高开采效率,降低开采成本,提高开采效益。同时,化学复合开采技术也存在着许多不完善的地方,化学添加剂技术仍有待完善, 水热裂解技术的完善也需找到最为适合的水热裂解催化剂。这些问题的解决,化学复合开采技术的发展依与石油化学、催化化学、高分子合成及流变学等学科的发展有着密不可分的关系,只有结合相关各学科的先进理论以及实际开采实践中的经验,才能不断完善这一技术,使其在更大的范围内得到应用,从而提高我国的石油开采效率,促进我国的石油事业的不断发展。
参考文献
[1] 杨德远,稠油注蒸汽热采中添加化学剂技术[J],特种油气藏,1999,6(1)1.
[2] 王云锋,表面活性剂及其在油气田中的应用[M],北京:石油工业出版社,1995.
[3] 范洪富,刘永建,赵晓飞,井下水热催化降粘开采稠油新技术研究[J],油田化学,2001,18.
作者简介:薛晓燕,工程师,女,2011年7月毕业于西安石油大学,现在延长油田股份有限公司吴起采油厂工作,单位地址:陕西省吴起县开发区,主要研究领域为采油工程。