稠油化学降黏剂研究进展与发展趋势

在双碳背景下,以热采为主的稠油开采技术如何经济、高效、绿色地提高稠油采收率是研究者关注的重点问题。实现稠油油藏的商业开采,其本质是降低稠油黏度,提高流动能力。文章系统分析了稠油的致黏机理以及各类降黏剂的降黏机理,总结了乳化降黏剂、油溶性降黏剂、纳米降黏剂的合成工艺,评价了不同降黏剂的优势与不足。并对降黏剂发展趋势进行讨论与展望。对现有化学降黏剂的梳理有助于新型降黏剂体系的开发,提高稠油油藏开采效率。

浅层稠油化学降黏技术研究及应用

针对浅层稠油油藏埋深浅、原油黏度高、热采动用效果差等开发难题,从稠油致黏机理、降黏机理、降黏剂靶向合成和性能评价等方面开展稠油化学降黏技术研究。通过分子动力学方法阐明了稠油中沥青质分子间π-π作用主导的致黏机理,其中,沥青质的面面堆积占主导作用。设计甲基丁香酚-丙烯酰胺-丙烯酸十八酯三元共聚物降黏剂分子结构,分子动力学结果显示,降黏剂可有效降低沥青质分子间π-π作用,降低稠油黏度。以甲基丁香酚、丙烯酰胺和丙烯酸十八酯为原料,优化合成降黏剂,该降黏剂在1000 mg/kg浓度下可实现净降黏率29.3%。在春风稠油油藏排601-20区块开展矿场试验,日产油量增加11.0 t,含水率下降6.0%,产出投入比为1.43∶1。试验效果验证了稠油降黏剂的可行性及有效性,可以为稠油化学降黏技术的发展提供理论指导。

稠油降黏机理及降黏剂合成方法的研究进展

近年来,我国经济和工业飞速发展,这就导致了能源消耗量的逐年增加。非常规原油中的稠油作为一种重要的战略储备能源,其合理高效的开采尤为重要。采取合适的方法对稠油进行降黏处理对于提高稠油采收率及管道运输效率具有重要意义,稠油降黏剂的开发也成为当前研究重点。综述了国内外稠油的致黏机理、各类降黏剂的合成方法及其降黏机理的研究进展,指出了目前降黏剂研究的不足之处,并对其研究方向作出了展望。

稠油化学复合冷采技术研究与应用

我国稠油储量可观,其中60%的是深层稠油,而主流的蒸汽吞吐等热采技术采收率不足20%;稠油资源开发潜力极大,积极探索新的开采方式以提高采收率是石油领域高质量发展的必然选择。本文着重阐述稠油化学复合冷采技术体系构建及其现场应用,为中深层稠油的新型绿色低成本接替技术发展提供有效方案。在分析稠油组分的基础上,细致剖析稠油结构致黏机理,包括化学降黏机理、降低启动压力梯度机理、提高驱油效果机理在内的提高采收率机理,以丰富理论认识。面向工程应用亟需,从水溶性降黏剂分子设计与合成、自组装调堵剂研发两方面出发,突破稠油绿色化学驱油体系。基于发展的稠油化学复合冷采技术,完成了3个稠油油田示范工程应用,在提高产油量、控制含水率方面取得了良好成效。进一步梳理了分子采油理论与技术、渗流理论与数值模拟技术等方面的后续发展要点,以为深层稠油的绿色高效开发接替技术研究、稠油化学复合冷采技术推广应用研究等提供启发和参考。

稠油致黏关键组分微观性质

为明确稠油致黏机理,提高稠油采收率,选取塔河、胜利、辽河油田3种不同稠油研究黏度等性质,通过测定油品黏度及组分分散状态,确定稠油的致黏关键组分是沥青质;通过分析油品及沥青质的金属元素和非金属元素含量,核磁共振波谱分析分子间的相互作用力,扫描电镜分析沥青质微观形态。结果表明:稠油中金属元素、非金属元素主要集中在沥青质中;稠油黏度随沥青质芳香性增加而增大,但不严格线性相关;沥青质基本结构单元为片层结构,片层厚度与黏度密切相关,层间距越小,原油黏度越大。可见,稠油中沥青质的含量、结构对稠油黏度具有重要影响。明确致黏关键因素沥青质的片层结构、层间距与稠油黏度的关系,有助于提高对沥青质结构的深入认识,为探索稠油高效降黏与开发提供新思路。