高凝油油保所.ppt

四、实验室建设二、高凝油油藏开采工艺五、下一步工作安排一、概况三、降凝剂研究进展汇报提纲汇报提纲 通常把凝固点在40以上，含蜡量高的原油叫高凝油。辽宁省的沈阳油田是我国最大的高凝油田，其原油的最高凝固点达67。上海世博石油馆上海世博石油馆一、概况辽河油田 辽河油田拥有3亿吨高凝油地质储量，辽河静安堡油田沈84块沙三段原油含蜡37.7%-36.7%，原油凝固点43-48.9。国外典型高凝油田类别类别美国美国印度尼西印度尼西亚亚马马来西来西亚亚油田名称油田名称阿塔蒙油田阿塔蒙油田爪哇爪哇岛岛油田油田PenaraPenara油田油田埋深（米）埋深（米）2700-39002700-39001341-15001800-21001800-2100含蜡量（含蜡量（%）505024.8 24.8 1010凝固点（凝固点（）464648484747胜利油田典型高凝油藏是王家岗油田：含蜡量平均29.8%，凝固点平均40.5。国内其它高凝油田胜利油田1、高凝油在近井地带发生堵塞；2、在井筒流动过程中形成堵塞，影响单井产能；3、在集输管线中形成堵塞；4、分离器中发生沉积。高凝油开采中存在的问题一、概况油田油田含蜡量（含蜡量（%）凝固点凝固点()河南魏河南魏岗岗油田油田4858大港小集油田大港小集油田2640大大庆榆树庆榆树林油田林油田3843原油组成直链石蜡：直链石蜡：含量高，析蜡温度高。含量高，析蜡温度高。石蜡沉积影响因素支链石蜡：支链石蜡：延缓结晶成核。延缓结晶成核。芳香烃：芳香烃：石蜡的溶剂，延缓沉积。石蜡的溶剂，延缓沉积。环烷烃：环烷烃：破坏成核和生长过程。破坏成核和生长过程。重质组分：重质组分：含量越多，体系越易析蜡。含量越多，体系越易析蜡。温度析蜡点：析蜡点：开始出现粒径在开始出现粒径在1 1微米以上的蜡微米以上的蜡 晶体时的温度。晶体时的温度。凝固点：凝固点：发生沉积并且开始固结堵塞流发生沉积并且开始固结堵塞流 动通道的温度点。动通道的温度点。倾点：倾点：结晶形成网状物，原油失去液体结晶形成网状物，原油失去液体 性质，象弹性固体时的温度性质，象弹性固体时的温度点。点。压力石油开采过程过中，随压力的下降，轻石油开采过程过中，随压力的下降，轻质组分挥发，促进蜡的析出。质组分挥发，促进蜡的析出。当流体温度高于析蜡温度时（44），在此温度条件下未发生光折射现象。当流体冷却到析蜡温度时（42）亮点开始出现，在流体冷却到0时成像变得更为明亮。交叉极化显微镜交叉极化显微镜析蜡温度析蜡温度（WATWAT）一、概况四、实验室建设二、高凝油油藏开采工艺五、下一步工作安排一、概况三、降凝剂研究进展汇报提纲汇报提纲1.1.地层热化学降凝技术3.微生物降凝技术2.2.无线电高频降凝技术4.注入热流体降凝技术地 层 降凝 技术地层热化学降凝技术A+B=反应物+热量技术特点：利用水基放热反应，产生的大量热，提高近井地带温度，溶解或分散蜡结晶物；热化学反应通过将蜡晶的形态从晶体向无定形态改变，从而限制蜡晶的长大。该油田采用酸化胺类物质进行热化学处理，产生的热大约能将基液温度提高至192，而碳数16的蜡沉积物的溶解温度是88-93。该技术在Penara油田沿海从式井的应用大约提高采收率22%。马来西亚群岛沿海Penara油田二、高凝油油藏开采工艺无线电高频降凝技术 技术原理：应用一种发射设备发射无线电频率，通过改变蜡晶分子原子核和电子的自旋状态及氢键结合程度，影响蜡晶颗粒聚集和生成、改变成网结构，最终降低凝固点，改善高凝油流动特性。射频处理后的蜡晶偏振光剖面图（中空透明）未处理的蜡晶偏振光剖面图 射频改变碳链分布，使得碳链分布加宽：高碳数碳链减少（C#27 to C#39），低碳数碳链增加（C#7 to C#21）。应用实例微生物降凝技术 细菌通过破坏蜡分子链上碳原子间的化学键而部分消化掉蜡沉积物，从而使沉积物变得可再流动；细菌产生可进一步促进蜡降解的生物表活剂；这些细菌具有极强的活性，可有效降低C15-C20石蜡组分比例，可大幅降低原油粘度、倾点。Sarir原油气相色谱分析(经孤立培养细菌5%(v/v)处理)Libya 东部Sarir油田进行应用二、高凝油油藏开采工艺1.热化学降凝技术3.机械防蜡降凝技术2.低压电阻加热降凝技术4.磁防蜡降凝技术5.声波防蜡降凝技术井筒降凝技术低压电阻加热降凝技术 美国Extractol公司研制的低压电阻加热油管防蜡技术，采出的原油在油管中的温度保持在凝固点以上。该工艺特点：油管与套管的隔离是靠在油管接箍和每根油管上安装快速固定特制绝缘体来实现。油管锚设置的深度根据井温梯度和原油始凝点决定。地面控制采出油的温度，在油田试验中，采出油的地面温度达到60以上。井筒热化学降凝技术化学液注入油管帽 原理和地层热化学溶液处理技术相同二、高凝油油藏开采工艺井筒机械防蜡降凝技术 俄罗斯石油股份有限公司研制了一种新型刮蜡器-拉刀刮蜡器该刮蜡器的工作原理是切削刃将蜡沉积表面切削成沟槽，蜡屑由液流或气流带走。拉刀刮蜡器 加拿大的Para-Tech公司开发研制了一种可用于井下和地面防蜡的短节工具Enercat 防蜡器，该工具主要是由中心管、铝合金外套组成，在中心管与铝合金套间的夹层内充填有石英及半贵重金属填料。目前已在世界上20多个产油国应用。井筒机械防蜡降凝技术井筒磁防蜡降凝技术 俄罗斯生产的 型磁防蜡器，原理是磁场产生胶体效应与氢键异变效应。磁防蜡器呈圆桶状，长度为450mm和350mm，直径为60mm和42mm，质量为5kg3kg，固定在油管中，也可以悬挂在钢丝上，与机械刮蜡器一起工作。在俄罗斯的罗斯塔申和扎伊金油田进行了应用，安装之前清蜡周期为37天，安装后清蜡周期为3035天。处理前处理后二、高凝油油藏开采工艺四、实验室建设二、高凝油油藏开采工艺五、下一步工作安排一、概况三、降凝剂研究进展汇报提纲汇报提纲国内外降凝剂研究的发展趋势20世纪30年代20世纪50年代20世纪60年代缩聚型均聚型共聚型20世纪80年代复配型三、降凝剂研究进展20世纪30年代至50年代:1931年Davis合成了人类最早用的降凝剂；由氯化石蜡和酚的缩合物60年代到80年代:相继研制出适应于不同产地原油性质的降凝剂，并用在原油长输管道上 80年代以后:着重于对原有产品进行改性或复配，以扩大对原油的适应面，使之能适用于各种高蜡原油 50年代至60年代:一方面继续开发新型降凝剂，另一方面采用共聚等手段对已有的降凝剂进行改性 缩聚物、均聚物、共聚物和复配几个阶段6、共聚型降凝剂 由于原油中石蜡、胶质含量不等，其分子结构和大小各异，目前国外降凝剂效果较好的有以下几种：1、表面活性剂类降凝剂3、丙烯酸酯类降凝剂2、马来酸酐醇解/胺解降凝剂5、聚两性电解质降凝剂4、EVA型降凝剂 Blackmon等人研究发现，独特的线型磺酸盐降凝剂能降低高凝油的凝点，非极性烃尾结构对降凝效果至关重要。表面活性剂降凝剂磺酸盐线性磺酸盐洗涤剂的化学结构线型降凝剂对Shell60AL油进行处理，可使原油凝点下降30，比分支型磺酸盐对原油的降凝幅度高出27以上。Hafiz等采用单、二、三油酸酯与6-三乙醇胺进行酯化反应，得到了三种新型晶体改性表面活性剂。6-三乙醇胺单油酸酯（E1T6）6-三乙醇胺二油酸酯（E2T6）6-三乙醇胺三油酸酯（E3T6）三种样品对1#（umbarkca20）、2#（umbarkca14）和埃及的含蜡原油均有降凝效果；低分子量的E1T6对1#原油降凝效果最好，而高分子量的E3T6对2#原油降凝效果最好，在1000ppm条件下，分别将1#、2#原油凝固点降低12和18。表面活性剂类降凝剂油酸酯合成路线：氯化石蜡氯化石蜡+萘萘 氯化铝催化剂石蜡用氯气进行氯化烷基萘烷基萘+乙二胺乙二胺130-150 9-11h马来酸酐马来酸酐烷基萘烷基萘-马来酸酐马来酸酐+130-150 5-7h烷基萘丁二酰亚胺 产品NA-2对气体和燃料油的降凝效果最好，将凝点降低15，比工业烷基化萘的降凝幅度高出 3 Mohamed等人合成一种多功能的添加剂烷基萘丁二酰亚胺NA-1（分子量3200）NA-2（分子量9200）NA-3（分子量6700）马来酸酐醇解/胺解 三、降凝剂研究进展马来酸酐醇解/胺解 Soni等采用悬浮聚合的方法合成了四种带有脂肪类双酯或芳香环链的新梳形马来酸酐共聚物。化学结构图18OA-18 BAUn-18（悬链上引入芳香结构）合成路线：+乙烯基酯（或苄酯）+马来酸酐共聚物 梳形聚合酯硬脂醇马来酸酐醇解/胺解 Kosamaba（印度坎贝盆地）18-ABA(悬链上引入两个芳香结构、C18链上引入脂肪类结构)18-MBA（用甲基丙烯酸代替丙烯酸）化学结构图将其应用于Kosamba高蜡原油，在加剂量为500 mg/kg 条件下，18-ABA和18MBA分别使原油的凝点降低21和18。酸酐共聚物烷基丙烯酸与N-十六烷基马来酰亚胺的共聚物马来酸酐醇解/胺解 Srushti Deshmukh等针对印度Nada原油合成了五种流动改性剂。合成路线：Step1Step1 马来酸酐 烷基丙烯酸酯 酸酐共聚物烷基丙烯酸酯 丙烯酸 乙醇Step2Step2 Step3Step3 三、降凝剂研究进展马来酸酐醇解/胺解 印度Nada原油：凝固点30、蜡含量27.83%、沥青质含量0.28%所有添加剂都具有较好的降凝效果，其中添加剂A-14效果最好，在1000ppm时对Nada原油的降凝幅度达到27，A-18效果次之；合成的降凝剂具有蜡晶分散和流动改性的双重作用。Chanda等合成了具有一系列分子量的聚烷丙烯酸酯（PBA）降凝剂，并针对印度高含蜡Dikom和Kathaluni原油进行了降凝效果评价。丙烯酸酯类降凝剂 低分子量的PBA的降凝效果最好，对DK原油和KH原油的降凝幅度达到15，但没有将原油粘度降低到有利的流动状态，特别是对于DK原油。丙烯酸酯类降凝剂 Rafael A.Soldi等人通过甲基丙烯酸甲酯（MMA）的酯化反应合成了烷基丙烯酸甲酯单体（其中带有C14,C16和C18脂肪醇），再与MMA按摩尔比3:7,5:5,7:3进行聚合，得到甲基丙烯酸酯共聚物。MMA和烷基丙烯酸甲酯化学结构式十八烷基丙烯酸甲酯与MMA按摩尔比70:30聚合后的共聚物（50ppm）对原油的降凝效果最好，降凝幅度达22三、降凝剂研究进展丙烯酸酯类降凝剂 Rafael A.Soldi等人合成了烷氧基-己基丙烯酸酯聚合物，并评价了其对印度高含蜡Bombay High原油的降凝效果合成路线：Step1 Step2 7-烷氧基丙烯酸酯的合成7-烷氧基丙烯酸酯+十二烷基丙烯酸酯烷氧基-己基丙烯酸酯聚合物 聚合 添加聚合物（150ppm）后，原油的凝点降幅最高达18EVA型降凝剂 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）是最常用的含蜡原油降凝剂，具有结晶性能的乙烯链段与蜡晶共晶，发挥降凝作用。Jafari Behbahani Taraneh等人研究了不同分子量的EVA对伊朗五种不同含蜡原油的粘度和凝固的影响。5#原油 低分子量的EVA32 效果高分子量的EVA80降凝幅度18 降凝幅度281#原油三、降凝剂研究进展 Machado等人研究了EVA中不同醋酸乙烯酯含量（20,30,40,80）、EVA分子量等对巴西原油粘度、凝固点、相行为的影响。Albacora2EVA20、EVA30、EVA40（500ppm）降凝幅度26以上Albacora1、BadejoEVA30降凝效果最好降凝幅度分别为20、43 EVA型降凝剂三、降凝剂研究进展EVA型降凝剂 Castro等人采用一种半连续反应装置合成低分子量和高分子量的苯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（SVA），将其作为流动改性剂添加到墨西哥原油中进行研究，并与商品化 EVA 类降凝剂进行了对比。与高分子量的SVA相比，低分子量的SVA降凝效果更好。商业化EVA降凝效果很好，但对降低原油粘度的贡献有限。聚两性电解质（含氮类聚合物）合成路线：乙酰乙酸乙酯+十八胺（甲基）丙烯酸+自由基聚合生成 疏水改性聚合单体 疏水两亲性聚合物 Didukh等报道了一种新型疏水改性聚甜菜碱型降凝剂 将其分别在DMF、邻二甲苯和正己烷中进行胶束化，对Kumkol-Akshabulak混合油进行处理，添加量在100 mg/kg 时，用正己烷胶束化的产物降凝效果最佳，可使原油凝点下降18聚两性电解质（含氮类聚合物）共聚型降凝剂 Ana Erceg Kuzmic等人采用具有不同长度烷基链的烷基丙烯酸酯与苯乙烯（St）、丙烯酸（AA）、1-乙烯-2-吡咯烷酮（1V2P）进行聚合反应，合成了多种二元共聚物或三元共聚物 丙烯酸酯-AA化学结构式A：丙烯酸酯-St-AAB：丙烯酸酯-AA-1V2PC：丙烯酸酯-St-1V2P 含有丙烯酸酯Rav 20.74（烷基链长度）的共聚物和三元共聚物（与其他添加剂的成分和摩尔分数大小无关）对于克罗地亚油田的原油来说都是最好的降凝剂。Al-Sabagh等人制备了四种梳状苯乙烯-马来酸酐共聚物，并作为埃及Qarun含蜡原油的降凝剂和流动改性剂对其进行了性能研究。合成路线：在相同条件下，具有长分支链的PPD4其降低凝固点值最大，即从27降到-3，而短分支链的PPD1降低凝固点值最小，即从27降到6；显然，降凝剂的降凝效果随着烷基链长度的增加而增加。共聚型降凝剂共聚型降凝剂 El-Ghazawy等人通过使用不同组分的烷基丙烯酸酯与马来酸酐反应合成三元共聚物，并探讨了其对Khalda和Osories原油（埃及）的降凝效果。（DCA-ODA）/MAKhaldaOsories 效果最好的降凝剂是摩尔比为90:10的三元共聚物;（DCA-ODA）/MA降凝效果优于（DCA-HDA）/MA；针对Khalda原油，添加剂浓度为250ppm降凝效果最好三、降凝剂研究进展降凝剂的合成趋势目前，国外开发的降凝剂，从化学类型看主要以二元三元共聚物为主。从化学结构看，主要是具有一定分子量及分子量分布的梳状分子或鱼骨分子。降凝剂的改性方法配骨接枝换枝复配降凝剂的分子设计及构造中，选择具有极性基团的单体与具有非极性基团的单体，通过特殊的化学反应，得到一种聚合物型降凝剂方法利用共聚物分子链上游离极性官能团与特定的有机功能化合物反应，在共聚物分子链上引入一定分子量、具有特殊功能的侧链，局部改变共聚物分子结构降凝剂分子中，应用酯交换反应改变共聚物的侧链结构而得到一种新型的降凝剂的方法利用多种降凝剂的协同作用，将结构不同的降凝剂按一定的比例混合，使其具有更广泛的适应性。这种方法是目前降凝剂研制方面应用最多的方法三、降凝剂研究进展四、实验室建设二、高凝油油藏开采工艺五、下一步工作安排一、概况三、降凝剂研究进展人员组成现有在职职工28名；其中高级职称8人，中级职称14人，高中级职称占总人数的80%；博士研究生3人，硕士研究生13人，本科生10人，本科以上占总人数的93%。先进的仪器设备(包括软硬件)研究队伍人才培养对外开放(学术交流)传统实验室现代实验室接受样品、执行分析任务并提供数据和结果的地方主要配套工艺技术系列 整体区块油气层保护技术屏蔽暂堵技术油水井系列解堵技术油层保护系列化学剂研制低渗透油藏增注技术油层损害诊断与评价技术 产品开发实验室u合成装置u高温高压页岩膨胀仪u超级恒温水浴uES系列电子天平u表界面张力仪主要功能是进行油层保护相关化学产品的开发SVT-20界面张力测量仪 高温高压页岩膨胀仪 DW高温高压动态污染仪 TDYTDY岩心流动梯度仪岩心流动梯度仪 岩心模拟评价实验室模拟注采过程中岩心通过流体的能力模拟油藏温度和压力下的渗流实验u孔隙度仪u岩心流动梯度仪u高温高压动态污染仪u智能气体渗透率仪u电位滴定仪u高温高压入井液评价仪u激光粒度仪u高温高压滤失仪化学剂性能评价实验室各种入井液及地层流体的性质分析及相关化学添加剂产品性能的检测.激光粒度仪图像分析仪图像分析仪岩矿组份、结构、孔喉结岩矿组份、结构、孔喉结构、成岩作用构、成岩作用X X衍射衍射岩矿定量组份、粘土矿物、岩矿定量组份、粘土矿物、晶体结构动态变化晶体结构动态变化能谱电镜能谱电镜岩矿定性组份、微观结构、岩矿定性组份、微观结构、液体作用动态变化液体作用动态变化西南石油大学重点实验室CMM-B型高温高压岩心多参数测量仪 CMM-150/70A型高温高压三轴岩心多参数测量仪 CWCTFlow-型高温高压流动仪 CWCTInject型高温注水仪 MCD-B型高温高压多点长岩心实验系统 CMSCMS300300压汞岩芯的毛管压力曲压汞岩芯的毛管压力曲线与孔径分布曲线线与孔径分布曲线全尺寸岩芯测试全尺寸岩芯测试裂缝孔隙双重介裂缝孔隙双重介质质西南石油大学重点实验室西南石油大学重点实验室 快速测量孔隙度、渗透率、饱和度、可动流体、润湿性，等岩石物性参数。从全直径岩心到钻井岩屑均可测试，适合多种岩性。应用范围广、效果好RPS-830-M核磁成像系统核磁共振成像测试岩心微观机理伤害孔隙结构油藏渗流机理CT-测试系统DSA100HP高温高压润湿性及界面张力测量仪最大工作压力Pmax=69 Mpa最大工作温度Tmax=180C XPV-600E偏光显微镜及分析系统，可以对岩石进行观察，研究酸化等化学处理剂对岩石表面性质影响。系统放大倍数：40X-2600X橄榄石晶体 XPV-600E偏光显微镜及分析系统 AP-608覆压下自动渗透率-孔隙度仪1、测量不同上覆压力下的孔隙度、渗透率和压缩系数，获得地下真实准确的孔隙度、渗透率。2、设备的测试原理及方法采用了API国际标准，测试参数国际通用。地面条件地层条件（1）模拟高温高压条件下非稳态油气水三相渗透率测定（2）模拟高温高压条件下稳态油气水三相渗透率测定（3）提高采收率化学驱相渗研究 材质采用镍合金，耐酸耐腐蚀，最大覆压10000 PSI，最高温度：160相对渗透率测试系统RPS812油藏条件下相对渗透率测试系统 URC-628 超级岩心离心机 在围压20兆帕,温度90摄氏度下，研究岩样的毛管压力、湿润性。与国内外实验室相比在微观研究、测试精度还有一定的差距，特别是高温高压下流体的渗流规律，随着低渗透油藏已经成为胜利油田的主要油藏类型，需要引进模拟高温高压油藏条件下渗流仪器，为低渗透油藏开发提供理论基础。总总 结结四、实验室建设二、高凝油油藏开采工艺五、下一步工作安排一、概况三、降凝剂研究进展1、新型降凝剂研发：主要以二元三元共聚物为主，研究具有一定分子量及分子量分布的梳状分子或鱼骨分子降凝剂。2、开展降凝注入工艺研究，包括降凝剂与地层水、注入水、原油配伍性评价、注入方式、注入浓度等参数优化。3、实验室建设以国家重大专项为依托，配套覆压孔渗、偏光显微镜仪器设备，形成储层测试分析及储层保护微观研究等能力。五、下一步工作安排五、下一步工作安排敬请领导专家批敬请领导专家批评指正！评指正！