遼河稠油井下改質催化體系的研制與應用.pdf

1、目前稠油開采的主要方法是注蒸汽熱力采油法.熱采過程中,利用注入的高溫水蒸汽與稠油之間發(fā)生的一系列反應就地改質提高稠油品位、不可逆地降低稠油粘度、改善吞吐采油效果是一項具有廣闊應用前景的稠油開采新技術.因此,開展與此相關的基礎理論研究和化學劑的研制具有重要的現(xiàn)實意義.本文深入研究了遼河油田稠油在注蒸汽條件下井下改質反應及其機理；研制開發(fā)了適合遼河油田稠油的井下改質催化劑及相關助劑,為現(xiàn)場采油生產(chǎn)提出了初步的施工工藝,經(jīng)過現(xiàn)場試驗,取得了較

2、為滿意的結果. 針對遼河油田低硫稠油(含硫量為0.5wt﹪)分析了注蒸汽熱采過程中膠質和瀝青質催化降解反應的機理.研究表明低含硫的稠油中膠質和瀝青質的降解除了脫硫作用以外,膠質和瀝青質稠環(huán)上的脂肪族支鏈和稠環(huán)間脂肪族橋鏈的斷裂起了相當大的作用.通過實驗證實脂肪側鏈和橋鏈的斷裂主要按本位取代(ipso substituyion)的機理進行.本文研制開發(fā)了適合遼河油田稠油井下改質的催化劑及其相關助劑,提出了催化劑制造工藝,將過渡金屬

3、離子置于有機分子骨架上,催化劑具有油溶性,實現(xiàn)了均相催化. 該催化劑的合成方法簡單,成本低廉,熱穩(wěn)定性良好,催化效率高.使用溫度在200"C左右. 本文開展了井下改質反應降低稠油粘度和乳化降低稠油粘度相結合的綜合功效研究.過渡金屬化合物的過渡金屬在井下改質反應中起催化作用,在注蒸汽的條件下使稠油在井下實現(xiàn)部分降解,從而降低稠油的粘度；在反應結束后有機過渡金屬化合物與復配的抗高溫表面活性劑一起起到乳化作用使稠油形成O/W

4、型均勻的乳液,在催化改質降粘的基礎上進一步通過乳化降低稠油的粘度.綜合功效是總體降粘率可達90﹪以上.分析了甲苯作為井下改質反應添加劑的作用原理.稠油井下改質反應是裂解和聚合的對行反應,裂解反應生成自由基"碎片",甲苯在注蒸汽熱采條件下生成氫自由基和卞自由基,二者均可以消除自由基,阻止自由基重新聚合為大分子.另一方面,甲苯作為溶劑在高溫下使層狀的瀝青質聚集體溶解開,便于其與催化劑充分接觸. 根據(jù)室內研究成果,提出了初步的采油施工