鄭王油田混合稠油改質(zhì)降粘技術(shù)研究.pdf

1、石油資源在國家經(jīng)濟發(fā)展中一直具有特殊的戰(zhàn)略性意義。目前,中國能源資源短缺,而輕質(zhì)原油資源儲量和開采量又逐年降低,稠油資源無疑成為了我國不可忽視的能源之一。因此,稠油的開發(fā)技術(shù)越來越受到重視,全球范圍內(nèi)稠油的地質(zhì)儲量豐厚,且目前動用程度低。但稠油因其膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高,相對密度大、粘度高、流動困難,給開發(fā)、集輸?shù)阮I(lǐng)域都帶來了很大的技術(shù)困難,同時也影響著下游加工裝置的穩(wěn)定性及可靠性。
　　 稠油改質(zhì)降粘是一種淺度原油加工方法,通過大

2、分子裂解為小分子來降低體系粘度。稠油降粘過程主要包括水熱裂解反應(yīng)、熱裂解反應(yīng)和縮合反應(yīng)等?；旌铣碛透馁|(zhì)降粘反應(yīng)時,其中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等大分子量組分分解為分子量較小的中間餾分,使混合稠油粘度發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的降低。從而,從根本上改善了稠油的流動性,實現(xiàn)了油田現(xiàn)場地面集輸改質(zhì)處理,進而解決了稠油摻稀輸送稀油資源不足及加熱輸送能耗高、經(jīng)濟損失大等難題。
　　 本文在基于稠油改質(zhì)降粘可行性研究的基礎(chǔ)上,探討了適合鄭王區(qū)塊超稠油改質(zhì)降粘的最佳

3、反應(yīng)條件。另外,又針對現(xiàn)場大型動態(tài)稠油改質(zhì)降粘裝置依賴過熱蒸汽預(yù)熱、加熱稠油的問題,開展室內(nèi)化學(xué)生熱體系對稠油改質(zhì)降粘反應(yīng)的影響,從而降低稠油處理成本。
　　 主要研究內(nèi)容為:
　　 (1)研究了稠油改質(zhì)降粘的可行性。
　　 在稠油的改質(zhì)降粘可行性研究工作中,針對鄭王區(qū)塊三個不同油井的稠油油樣分別展開室內(nèi)試驗研究,并分別考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等基本反應(yīng)條件對稠油族組份組成、粘溫關(guān)系、餾程分布、氣體產(chǎn)物組成等的影

4、響;又考察了在稠油改質(zhì)反應(yīng)中的裂化率和縮合率。實驗結(jié)果表明,在反應(yīng)溫度從320℃～380℃、反應(yīng)時間從20min～60min的反應(yīng)條件下,反應(yīng)后混合稠油粘度明顯降低,并且隨著反應(yīng)溫度的升高和反應(yīng)時間的增加,降粘效果變好,降粘率變大。同時混合稠油分子量變小,稠油組分組成發(fā)生了明顯變化,重餾分減少,輕餾分增多。綜合以上變化表明,在室內(nèi)實驗條件下稠油發(fā)生了粘度降低的改質(zhì)降粘反應(yīng)。
　　 (2)研究了就地熱化學(xué)生熱體系對稠油改質(zhì)降粘反應(yīng)

5、的影響
　　 在稠油改質(zhì)降粘可行性研究的基礎(chǔ)上,開展了利用NaNO2/NH4Cl生熱體系促進稠油裂解的室內(nèi)模擬實驗。通過向反應(yīng)釜中加入5 mL濃度為5 mol/L的就地生熱體系NaNO2/NH4Cl后,反應(yīng)釜溫度可在短時間內(nèi)提高40℃,且反應(yīng)后稠油降黏率均有所增加,飽和份、芳香份含量明顯增加,膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量明顯降低,并且反應(yīng)產(chǎn)物對體系反應(yīng)有利。并對較高初始反應(yīng)溫度下(280℃,320℃)的改質(zhì)降粘反應(yīng)和較低溫度下適當加入NaN

6、O2/NH4Cl體系后稠油物性進行對比,從而得出加入NaNO2/NH4Cl體系后更有利于稠油改質(zhì)降粘反應(yīng)。更重要的是,加入少量生熱體系后可以明顯降低稠油改質(zhì)降粘反應(yīng)的初始溫度,減少過熱蒸汽的使用量,從而減少大型動態(tài)實驗裝置的運行成本,這些工作都將用于指導(dǎo)現(xiàn)場稠油改質(zhì)降粘。
　　 (3)探討了稠油改質(zhì)降粘反應(yīng)機理。
　　 通過比較改質(zhì)降粘反應(yīng)前后稠油族組分的變化及反應(yīng)后生成氣體的組成分析可得到以下結(jié)論:稠油改質(zhì)降粘反應(yīng)中裂