簡介：高凝油油藏開采技術(shù)進展,四、實驗室建設(shè),二、高凝油油藏開采工藝,五、下一步工作安排,一、概況,三、降凝劑研究進展,匯報提綱,通常把凝固點在40℃以上，含蠟量高的原油叫高凝油。遼寧省的沈陽油田是我國最大的高凝油田，其原油的最高凝固點達(dá)67℃。,上海世博石油館,一、概況,遼河油田,遼河油田擁有3億噸高凝油地質(zhì)儲量，遼河靜安堡油田沈84塊沙三段原油含蠟377367，原油凝固點43489℃。,國外典型高凝油田,勝利油田典型高凝油藏是王家崗油田含蠟量平均298，凝固點平均405℃。,,國內(nèi)其它高凝油田,勝利油田,1、高凝油在近井地帶發(fā)生堵塞；2、在井筒流動過程中形成堵塞，影響單井產(chǎn)能；3、在集輸管線中形成堵塞；4、分離器中發(fā)生沉積。,高凝油開采中存在的問題,一、概況,,直鏈?zhǔn)灪扛?，析蠟溫度高?石蠟沉積影響因素,支鏈?zhǔn)炑泳徑Y(jié)晶成核。,芳香烴石蠟的溶劑，延緩沉積。,環(huán)烷烴破壞成核和生長過程。,重質(zhì)組分含量越多，體系越易析蠟。,,析蠟點開始出現(xiàn)粒徑在1微米以上的蠟晶體時的溫度。,凝固點發(fā)生沉積并且開始固結(jié)堵塞流動通道的溫度點。,傾點結(jié)晶形成網(wǎng)狀物，原油失去液體性質(zhì)，象彈性固體時的溫度點。,,石油開采過程過中，隨壓力的下降，輕質(zhì)組分揮發(fā)，促進蠟的析出。,,當(dāng)流體溫度高于析蠟溫度時（44℃），在此溫度條件下未發(fā)生光折射現(xiàn)象。當(dāng)流體冷卻到析蠟溫度時（42℃）亮點開始出現(xiàn)，在流體冷卻到0℃時成像變得更為明亮。,交叉極化顯微鏡,析蠟溫度（WAT）,一、概況,四、實驗室建設(shè),二、高凝油油藏開采工藝,五、下一步工作安排,一、概況,三、降凝劑研究進展,匯報提綱,1地層熱化學(xué)降凝技術(shù),3微生物降凝技術(shù),2無線電高頻降凝技術(shù),4注入熱流體降凝技術(shù),,地層降凝技術(shù),,地層熱化學(xué)降凝技術(shù),AB反應(yīng)物熱量,技術(shù)特點利用水基放熱反應(yīng)，產(chǎn)生的大量熱，提高近井地帶溫度，溶解或分散蠟結(jié)晶物；熱化學(xué)反應(yīng)通過將蠟晶的形態(tài)從晶體向無定形態(tài)改變，從而限制蠟晶的長大。,該油田采用酸化胺類物質(zhì)進行熱化學(xué)處理，產(chǎn)生的熱大約能將基液溫度提高至192℃，而碳數(shù)16的蠟沉積物的溶解溫度是8893℃。該技術(shù)在PENARA油田沿海從式井的應(yīng)用大約提高采收率22。,馬來西亞群島沿海PENARA油田,二、高凝油油藏開采工藝,無線電高頻降凝技術(shù),技術(shù)原理應(yīng)用一種發(fā)射設(shè)備發(fā)射無線電頻率，通過改變蠟晶分子原子核和電子的自旋狀態(tài)及氫鍵結(jié)合程度，影響蠟晶顆粒聚集和生成、改變成網(wǎng)結(jié)構(gòu)，最終降低凝固點，改善高凝油流動特性。,射頻處理后的蠟晶偏振光剖面圖（中空透明）,未處理的蠟晶偏振光剖面圖,射頻改變碳鏈分布，使得碳鏈分布加寬高碳數(shù)碳鏈減少（C27TOC39），低碳數(shù)碳鏈增加（C7TOC21）。,應(yīng)用實例,微生物降凝技術(shù),細(xì)菌通過破壞蠟分子鏈上碳原子間的化學(xué)鍵而部分消化掉蠟沉積物，從而使沉積物變得可再流動；細(xì)菌產(chǎn)生可進一步促進蠟降解的生物表活劑；這些細(xì)菌具有極強的活性，可有效降低C15C20石蠟組分比例，可大幅降低原油粘度、傾點。,SARIR原油氣相色譜分析經(jīng)孤立培養(yǎng)細(xì)菌5V/V處理,LIBYA東部SARIR油田進行應(yīng)用,二、高凝油油藏開采工藝,1熱化學(xué)降凝技術(shù),3機械防蠟降凝技術(shù),2低壓電阻加熱降凝技術(shù),4磁防蠟降凝技術(shù),5聲波防蠟降凝技術(shù),,井筒降凝技術(shù),,低壓電阻加熱降凝技術(shù),美國EXTRACTOL公司研制的低壓電阻加熱油管防蠟技術(shù)，采出的原油在油管中的溫度保持在凝固點以上。,該工藝特點油管與套管的隔離是靠在油管接箍和每根油管上安裝快速固定特制絕緣體來實現(xiàn)。油管錨設(shè)置的深度根據(jù)井溫梯度和原油始凝點決定。地面控制采出油的溫度，在油田試驗中，采出油的地面溫度達(dá)到60℃以上。,井筒熱化學(xué)降凝技術(shù),原理和地層熱化學(xué)溶液處理技術(shù)相同,二、高凝油油藏開采工藝,井筒機械防蠟降凝技術(shù),,俄羅斯石油股份有限公司研制了一種新型刮蠟器拉刀刮蠟器該刮蠟器的工作原理是切削刃將蠟沉積表面切削成溝槽，蠟屑由液流或氣流帶走。,拉刀刮蠟器,加拿大的PARATECH公司開發(fā)研制了一種可用于井下和地面防蠟的短節(jié)工具ENERCAT防蠟器，該工具主要是由中心管、鋁合金外套組成，在中心管與鋁合金套間的夾層內(nèi)充填有石英及半貴重金屬填料。目前已在世界上20多個產(chǎn)油國應(yīng)用。,井筒機械防蠟降凝技術(shù),井筒磁防蠟降凝技術(shù),俄羅斯生產(chǎn)的МОЖ型磁防蠟器，原理是磁場產(chǎn)生膠體效應(yīng)與氫鍵異變效應(yīng)。磁防蠟器呈圓桶狀，長度為450MM和350MM，直徑為60MM和42MM，質(zhì)量為5KG～3KG，固定在油管中，也可以懸掛在鋼絲上，與機械刮蠟器一起工作。在俄羅斯的羅斯塔申和扎伊金油田進行了應(yīng)用，安裝之前清蠟周期為3～7天，安裝后清蠟周期為30～35天。,二、高凝油油藏開采工藝,四、實驗室建設(shè),二、高凝油油藏開采工藝,五、下一步工作安排,一、概況,三、降凝劑研究進展,匯報提綱,國內(nèi)外降凝劑研究的發(fā)展趨勢,,,,20世紀(jì)30年代,20世紀(jì)50年代,20世紀(jì)60年代,縮聚型,均聚型,共聚型,20世紀(jì)80年代,復(fù)配型,,三、降凝劑研究進展,20世紀(jì)30年代至50年代1931年DAVIS合成了人類最早用的降凝劑；由氯化石蠟和酚的縮合物,60年代到80年代相繼研制出適應(yīng)于不同產(chǎn)地原油性質(zhì)的降凝劑，并用在原油長輸管道上,80年代以后著重于對原有產(chǎn)品進行改性或復(fù)配，以擴大對原油的適應(yīng)面，使之能適用于各種高蠟原油,50年代至60年代一方面繼續(xù)開發(fā)新型降凝劑，另一方面采用共聚等手段對已有的降凝劑進行改性,?縮聚物、均聚物、共聚物和復(fù)配幾個階段,6、共聚型降凝劑,由于原油中石蠟、膠質(zhì)含量不等，其分子結(jié)構(gòu)和大小各異，目前國外降凝劑效果較好的有以下幾種,1、表面活性劑類降凝劑,3、丙烯酸酯類降凝劑,2、馬來酸酐醇解/胺解降凝劑,5、聚兩性電解質(zhì)降凝劑,4、EVA型降凝劑,BLACKMON等人研究發(fā)現(xiàn)，獨特的線型磺酸鹽降凝劑能降低高凝油的凝點，非極性烴尾結(jié)構(gòu)對降凝效果至關(guān)重要。,表面活性劑降凝劑磺酸鹽,線性磺酸鹽洗滌劑的化學(xué)結(jié)構(gòu),,線型降凝劑對SHELL60AL油進行處理，可使原油凝點下降30℃，比分支型磺酸鹽對原油的降凝幅度高出27℃以上。,?HAFIZ等采用單、二、三油酸酯與6三乙醇胺進行酯化反應(yīng)，得到了三種新型晶體改性表面活性劑。,6三乙醇胺單油酸酯（E1T6）,6三乙醇胺二油酸酯（E2T6）,6三乙醇胺三油酸酯（E3T6）,三種樣品對1（UMBARKCA20）、2（UMBARKCA14）和埃及的含蠟原油均有降凝效果；低分子量的E1T6對1原油降凝效果最好，而高分子量的E3T6對2原油降凝效果最好，在1000PPM條件下，分別將1、2原油凝固點降低12℃和18℃。,表面活性劑類降凝劑油酸酯,合成路線,氯化石蠟,,萘,氯化鋁催化劑,,石蠟用氯氣進行氯化,,烷基萘,,乙二胺,130150℃911H,馬來酸酐,,烷基萘馬來酸酐,,,130150℃57H,烷基萘丁二酰亞胺,產(chǎn)品NA2對氣體和燃料油的降凝效果最好，將凝點降低15℃，比工業(yè)烷基化萘的降凝幅度高出3℃,?MOHAMED等人合成一種多功能的添加劑烷基萘丁二酰亞胺,,NA1（分子量3200）NA2（分子量9200）NA3（分子量6700）,馬來酸酐醇解/胺解,三、降凝劑研究進展,,馬來酸酐醇解/胺解,?SONI等采用懸浮聚合的方法合成了四種帶有脂肪類雙酯或芳香環(huán)鏈的新梳形馬來酸酐共聚物。,化學(xué)結(jié)構(gòu)圖,18OA18,BAUN18（懸鏈上引入芳香結(jié)構(gòu)）,,合成路線,,馬來酸酐醇解/胺解,KOSAMABA（印度坎貝盆地）,18ABA懸鏈上引入兩個芳香結(jié)構(gòu)、C18鏈上引入脂肪類結(jié)構(gòu),18MBA（用甲基丙烯酸代替丙烯酸）,化學(xué)結(jié)構(gòu)圖,,將其應(yīng)用于KOSAMBA高蠟原油，在加劑量為500MG/KG條件下，18ABA和18MBA分別使原油的凝點降低21℃和18℃。,酸酐共聚物,烷基丙烯酸與N十六烷基馬來酰亞胺的共聚物,馬來酸酐醇解/胺解,?SRUSHTIDESHMUKH等針對印度NADA原油合成了五種流動改性劑。,合成路線,STEP1,馬來酸酐,烷基丙烯酸酯,酸酐共聚物,STEP2,STEP3,三、降凝劑研究進展,馬來酸酐醇解/胺解,印度NADA原油凝固點30℃、蠟含量2783、瀝青質(zhì)含量028,所有添加劑都具有較好的降凝效果，其中添加劑A14效果最好，在1000PPM時對NADA原油的降凝幅度達(dá)到27℃，A18效果次之；合成的降凝劑具有蠟晶分散和流動改性的雙重作用。,?CHANDA等合成了具有一系列分子量的聚烷丙烯酸酯（PBA）降凝劑，并針對印度高含蠟DIKOM和KATHALUNI原油進行了降凝效果評價。,丙烯酸酯類降凝劑,低分子量的PBA的降凝效果最好，對DK原油和KH原油的降凝幅度達(dá)到15℃，但沒有將原油粘度降低到有利的流動狀態(tài)，特別是對于DK原油。,丙烯酸酯類降凝劑,?RAFAELASOLDI等人通過甲基丙烯酸甲酯（MMA）的酯化反應(yīng)合成了烷基丙烯酸甲酯單體（其中帶有C14,C16和C18脂肪醇），再與MMA按摩爾比37,55,73進行聚合，得到甲基丙烯酸酯共聚物。,MMA和烷基丙烯酸甲酯化學(xué)結(jié)構(gòu)式,十八烷基丙烯酸甲酯與MMA按摩爾比7030聚合后的共聚物（50PPM）對原油的降凝效果最好，降凝幅度達(dá)22℃,三、降凝劑研究進展,丙烯酸酯類降凝劑,?RAFAELASOLDI等人合成了烷氧基己基丙烯酸酯聚合物，并評價了其對印度高含蠟BOMBAYHIGH原油的降凝效果,合成路線,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，原油的凝點降幅最高達(dá)18℃,EVA型降凝劑,乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA）是最常用的含蠟原油降凝劑，具有結(jié)晶性能的乙烯鏈段與蠟晶共晶，發(fā)揮降凝作用。,?JAFARIBEHBAHANITARANEH等人研究了不同分子量的EVA對伊朗五種不同含蠟原油的粘度和凝固的影響。,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28℃,1原油,三、降凝劑研究進展,?MACHADO等人研究了EVA中不同醋酸乙烯酯含量（20,30,40,80）、EVA分子量等對巴西原油粘度、凝固點、相行為的影響。,降凝幅度26℃以上,ALBACORA1、BADEJO,EVA30,,降凝效果最好,降凝幅度分別為20℃、43℃,,EVA型降凝劑,三、降凝劑研究進展,EVA型降凝劑,?CASTRO等人采用一種半連續(xù)反應(yīng)裝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），將其作為流動改性劑添加到墨西哥原油中進行研究，并與商品化EVA類降凝劑進行了對比。,與高分子量的SVA相比，低分子量的SVA降凝效果更好。商業(yè)化EVA降凝效果很好，但對降低原油粘度的貢獻有限。,聚兩性電解質(zhì)（含氮類聚合物）,合成路線,,,自由基聚合,,生成,疏水改性聚合單體,疏水兩親性聚合物,?DIDUKH等報道了一種新型疏水改性聚甜菜堿型降凝劑,將其分別在DMF、鄰二甲苯和正己烷中進行膠束化，對KUMKOLAKSHABULAK混合油進行處理，添加量在100MG/KG時，用正己烷膠束化的產(chǎn)物降凝效果最佳，可使原油凝點下降18℃,聚兩性電解質(zhì)（含氮類聚合物）,共聚型降凝劑,?ANAERCEGKUZMIC等人采用具有不同長度烷基鏈的烷基丙烯酸酯與苯乙烯（ST）、丙烯酸（AA）、1乙烯2吡咯烷酮（1V2P）進行聚合反應(yīng)，合成了多種二元共聚物或三元共聚物,丙烯酸酯AA,化學(xué)結(jié)構(gòu)式,A丙烯酸酯STAA,B丙烯酸酯AA1V2P,C丙烯酸酯ST1V2P,含有丙烯酸酯RAV2074（烷基鏈長度）的共聚物和三元共聚物（與其他添加劑的成分和摩爾分?jǐn)?shù)大小無關(guān)）對于克羅地亞油田的原油來說都是最好的降凝劑。,,?ALSABAGH等人制備了四種梳狀苯乙烯馬來酸酐共聚物，并作為埃及QARUN含蠟原油的降凝劑和流動改性劑對其進行了性能研究。,合成路線,在相同條件下，具有長分支鏈的PPD4其降低凝固點值最大，即從27℃降到3℃，而短分支鏈的PPD1降低凝固點值最小，即從27℃降到6℃；顯然，降凝劑的降凝效果隨著烷基鏈長度的增加而增加。,共聚型降凝劑,共聚型降凝劑,?ELGHAZAWY等人通過使用不同組分的烷基丙烯酸酯與馬來酸酐反應(yīng)合成三元共聚物，并探討了其對KHALDA和OSORIES原油（埃及）的降凝效果。,（DCAODA）/MA,KHALDA,OSORIES,效果最好的降凝劑是摩爾比為9010的三元共聚物（DCAODA）/MA降凝效果優(yōu)于（DCAHDA）/MA；針對KHALDA原油，添加劑濃度為250PPM降凝效果最好,,,三、降凝劑研究進展,降凝劑的合成趨勢,?目前，國外開發(fā)的降凝劑，從化學(xué)類型看主要以二元三元共聚物為主。從化學(xué)結(jié)構(gòu)看，主要是具有一定分子量及分子量分布的梳狀分子或魚骨分子。,,,,,降凝劑的改性方法,配骨,接枝,換枝,復(fù)配,,降凝劑的分子設(shè)計及構(gòu)造中，選擇具有極性基團的單體與具有非極性基團的單體，通過特殊的化學(xué)反應(yīng)，得到一種聚合物型降凝劑方法,,利用共聚物分子鏈上游離極性官能團與特定的有機功能化合物反應(yīng)，在共聚物分子鏈上引入一定分子量、具有特殊功能的側(cè)鏈，局部改變共聚物分子結(jié)構(gòu),降凝劑分子中，應(yīng)用酯交換反應(yīng)改變共聚物的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)而得到一種新型的降凝劑的方法,利用多種降凝劑的協(xié)同作用，將結(jié)構(gòu)不同的降凝劑按一定的比例混合，使其具有更廣泛的適應(yīng)性。這種方法是目前降凝劑研制方面應(yīng)用最多的方法,,三、降凝劑研究進展,,,四、實驗室建設(shè),二、高凝油油藏開采工藝,五、下一步工作安排,一、概況,三、降凝劑研究進展,匯報提綱,人員組成,現(xiàn)有在職職工28名；其中高級職稱8人，中級職稱14人，高中級職稱占總?cè)藬?shù)的80；博士研究生3人，碩士研究生13人，本科生10人，本科以上占總?cè)藬?shù)的93。。,先進的儀器設(shè)備包括軟硬件,研究隊伍,人才培養(yǎng),對外開放學(xué)術(shù)交流,傳統(tǒng)實驗室,現(xiàn)代實驗室,接受樣品、執(zhí)行分析任務(wù)并提供數(shù)據(jù)和結(jié)果的地方,四、實驗室建設(shè),主要配套工藝技術(shù)系列,整體區(qū)塊油氣層保護技術(shù)屏蔽暫堵技術(shù)油水井系列解堵技術(shù)油層保護系列化學(xué)劑研制低滲透油藏增注技術(shù)油層損害診斷與評價技術(shù),產(chǎn)品開發(fā)實驗室,合成裝置高溫高壓頁巖膨脹儀超級恒溫水浴ES系列電子天平表界面張力儀,主要功能是進行油層保護相關(guān)化學(xué)產(chǎn)品的開發(fā),SVT20界面張力測量儀,高溫高壓頁巖膨脹儀,DWⅢ高溫高壓動態(tài)污染儀,TDYⅡ巖心流動梯度儀,巖心模擬評價實驗室,模擬注采過程中巖心通過流體的能力模擬油藏溫度和壓力下的滲流實驗,孔隙度儀巖心流動梯度儀高溫高壓動態(tài)污染儀智能氣體滲透率儀,電位滴定儀高溫高壓入井液評價儀激光粒度儀高溫高壓濾失儀,化學(xué)劑性能評價實驗室,各種入井液及地層流體的性質(zhì)分析及相關(guān)化學(xué)添加劑產(chǎn)品性能的檢測,四、實驗室建設(shè),激光粒度儀,圖像分析儀巖礦組份、結(jié)構(gòu)、孔喉結(jié)構(gòu)、成巖作用,X衍射巖礦定量組份、粘土礦物、晶體結(jié)構(gòu)動態(tài)變化,能譜電鏡巖礦定性組份、微觀結(jié)構(gòu)、液體作用動態(tài)變化,西南石油大學(xué)重點實驗室,CMMB型高溫高壓巖心多參數(shù)測量儀,CMM150/70A型高溫高壓三軸巖心多參數(shù)測量儀,CWCTFLOWⅠ型高溫高壓流動儀,CWCTINJECT型高溫注水儀,MCDB型高溫高壓多點長巖心實驗系統(tǒng),CMS－300,壓汞巖芯的毛管壓力曲線與孔徑分布曲線,全尺寸巖芯測試裂縫－孔隙雙重介質(zhì),西南石油大學(xué)重點實驗室,西南石油大學(xué)重點實驗室,四、實驗室建設(shè),快速測量孔隙度、滲透率、飽和度、可動流體、潤濕性，等巖石物性參數(shù)。從全直徑巖心到鉆井巖屑均可測試，適合多種巖性。應(yīng)用范圍廣、效果好,RPS830M核磁成像系統(tǒng),核磁共振成像測試,巖心微觀機理傷害孔隙結(jié)構(gòu)油藏滲流機理,CT測試系統(tǒng),DSA100HP高溫高壓潤濕性及界面張力測量儀,最大工作壓力PMAX69MPA最大工作溫度TMAX180°C,四、實驗室建設(shè),XPV600E偏光顯微鏡及分析系統(tǒng)，可以對巖石進行觀察，研究酸化等化學(xué)處理劑對巖石表面性質(zhì)影響。系統(tǒng)放大倍數(shù)40X2600X,橄欖石晶體,XPV600E偏光顯微鏡及分析系統(tǒng),,AP608覆壓下自動滲透率孔隙度儀,1、測量不同上覆壓力下的孔隙度、滲透率和壓縮系數(shù)，獲得地下真實準(zhǔn)確的孔隙度、滲透率。2、設(shè)備的測試原理及方法采用了API國際標(biāo)準(zhǔn)，測試參數(shù)國際通用。,四、實驗室建設(shè),（1）模擬高溫高壓條件下非穩(wěn)態(tài)油氣水三相滲透率測定（2）模擬高溫高壓條件下穩(wěn)態(tài)油氣水三相滲透率測定（3）提高采收率化學(xué)驅(qū)相滲研究材質(zhì)采用鎳合金，耐酸耐腐蝕，最大覆壓10000PSI，最高溫度160℃,,相對滲透率測試系統(tǒng),RPS812油藏條件下相對滲透率測試系統(tǒng),URC628超級巖心離心機,在圍壓20兆帕,溫度90攝氏度下，研究巖樣的毛管壓力、濕潤性。,與國內(nèi)外實驗室相比在微觀研究、測試精度還有一定的差距，特別是高溫高壓下流體的滲流規(guī)律，隨著低滲透油藏已經(jīng)成為勝利油田的主要油藏類型，需要引進模擬高溫高壓油藏條件下滲流儀器，為低滲透油藏開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。,四、實驗室建設(shè),總結(jié),四、實驗室建設(shè),二、高凝油油藏開采工藝,五、下一步工作安排,一、概況,三、降凝劑研究進展,匯報提綱,1、新型降凝劑研發(fā)主要以二元三元共聚物為主，研究具有一定分子量及分子量分布的梳狀分子或魚骨分子降凝劑。,2、開展降凝注入工藝研究，包括降凝劑與地層水、注入水、原油配伍性評價、注入方式、注入濃度等參數(shù)優(yōu)化。,3、實驗室建設(shè)以國家重大專項為依托，配套覆壓孔滲、偏光顯微鏡儀器設(shè)備，形成儲層測試分析及儲層保護微觀研究等能力。,五、下一步工作安排,敬請領(lǐng)導(dǎo)專家批評指正,
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