收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

水热裂解开采稠油关键技术研究

钟立国  
【摘要】:世界范围内,稠油和油砂储量是常规石油的三倍以上,而且动用程度较低,稠油将成为未来主要的石油能源。但是,稠油的粘度高、流动性差,开采难度大。水热裂解开采稠油技术是基于热力开采工艺的一种高效开采稠油,尤其是开采特、超稠油的新技术。本文针对催化剂、油层提温技术、供氢改质强化技术及现场实施工艺技术等亟待解决的水热裂解开采稠油关键技术开展了深入的研究。 本文研究的辽河和胜利稠油分别为低硫和含硫超稠油,胶质含量高,胶质和沥青质总量接近或大于50%。辽河稠油的粘度、重质组分含量及金属含量均大于胜利稠油,品位较差。稠油的高粘度与其胶质和沥青质含量有关,还与稠油所含配合物、分子聚集状态及分子极性有关。 稠油水热裂解反应能够从分子水平上使稠油发生化学变化,提高反应温度和延长反应时间均可增强稠油水热裂解反应,油层矿物对反应具有催化作用,碱对反应亦有促进作用。水热裂解处理后辽河和胜利稠油粘度、平均分子量、胶质和沥青质含量及硫含量降低,同时饱和烃和芳香烃含量及H/C 增加。胜利稠油的水热裂解反应活性较辽河稠油高。 稠油水热裂解反应涉及有机硫化物和水反应、金属配合物及其它易产生自由基化合物的参与;水气转换反应(WGSR)是一个重要基元反应,产生的氢可参与加氢脱硫作用;高温水、油层矿物、稠油中的金属及添加的金属对反应具有催化作用;发生脱烷基侧链作用;而酸性可能促进聚合反应。 在水热裂解开采稠油的关键技术中,油层热化学提温技术可提高注蒸汽油藏的温度;添加催化剂、供氢剂和碱液可加速或强化油层稠油水热裂解反应,改善稠油品质,提高稠油产量和采收率;可行的现场实施工艺技术则是现场应用水热裂解开采稠油的技术保证。 研制的廉价、高效水热裂解催化剂NiFeA4可降低反应活化能,加快反应速度,使辽河和胜利稠油的粘度、组成和结构发生明显的变化,粘度可降低70%以上。油层矿物与催化剂对稠油水热裂解反应有协同作用,可使辽河和胜利稠油粘度降低80%左右,添加碱对反应也有促进作用。 油层过氧化氢及NaNO2与NH4Cl/NH4NO3热化学提温技术具有热损失小,加热效率高、可控制性强、施工工艺简单等很多优点,可有效提高注蒸汽稠油油藏的温度。添加H2O2对降低稠油沥青质和硫含量有明显作用,而NaNO2与NH4Cl或NH4NO3热化学提温技术会产生大量气体。 选用炼厂副产品中的多环芳香类化合物石油馏分,制得廉价、高性能的供氢剂HD-1。添加供氢剂HD-1可使水热裂解反应时间大大缩短,而提高温度对增强供氢剂的作用要好于延长时间。供氢剂与催化剂对稠油水热裂解反应具有协同作用。供氢剂能够明显促进胶质和沥青质的裂解反应,抑制聚合反应,降低气体产量,提高理想产物饱和烃和芳香烃收率。 本文给出了优选水热裂解现场试验井的模糊物元方法;研究了水热裂解单井增产法和驱替法实施工艺技术,及可行的地面工艺流程、地下处理方法、化学剂准备及其安全性、现场实施设计、施工操作流程等水热裂解开采稠油现场实施工艺技术。 应用本文的研究成果,在辽河油田进行了20 口井的水热裂解开采稠油现场应用实验,累计增油11009.4 吨,平均单井增油550 吨,投入产出比大于1:5,增油效果明显,生产状况明显改善。稠油粘度、组成和结构发生了很大变化,品位明显改善,生产初期试验井稠油降粘率接近或大于80%。 综上,本文研究的水热裂解催化剂、油层热化学提温技术、供氢改质强化技术及现场实施工艺技术是适用可行的,能够有效裂解改质稠油,降低稠油粘度,提高稠油采收率。本文的研究成果使水热裂解开采稠油技术进一步完善,有潜力成为未来开采稠油,尤其是开采特、超稠油的新技术,具有广阔的应用前景。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王桂勋;;胜坨油田稠油催化降粘技术研究[J];精细石油化工进展;2010年03期
2 许佩勇;;水平井在薄层稠油油藏中的应用[J];科技创新导报;2011年20期
3 祝绍功;;西部某稠油井蒸汽吞吐热力试油施工过程浅析[J];中国石油和化工标准与质量;2011年08期
4 李向前;;提高注汽干度对稠油热采效果的改善[J];科技创新导报;2011年20期
5 黄晓东;张丽萍;张辉;芦志伟;马光友;;新疆油田稠油水平井杆柱防脱扣研究[J];新疆石油科技;2011年02期
6 阳鑫军;李子丰;;热采井套管损坏力学机理分析[J];承德石油高等专科学校学报;2011年02期
7 刘江华;甄新平;帕提古丽;魏军;;克拉玛依稠油溶剂脱酸工艺研究[J];精细石油化工进展;2010年09期
8 尚跃强;王志敏;栾智勇;;氮气泡沫调剖技术在营13断块边底水稠油水平井中的应用[J];内江科技;2011年07期
9 许洪星;蒲春生;;超声波辅助稠油层内催化水热裂解实验研究[J];燃料化学学报;2011年08期
10 朱静;李传宪;辛培刚;;稠油油溶性降黏剂ASAM/C/O的合成与评价[J];西安石油大学学报(自然科学版);2011年04期
11 徐博;周明;雷欣;;一种阴/非离子表面活性剂的稠油降黏性能评价[J];广州化工;2011年11期
12 李兰宁;王济国;;电加热空心杆防漏技术[J];油气田地面工程;2011年06期
13 朱静;李传宪;辛培刚;;降粘剂结构对稠油降粘效果的影响[J];石油化工高等学校学报;2011年03期
14 陈素娟;;锦90块兴_2油层剩余油分布规律研究与挖潜[J];内蒙古石油化工;2011年10期
15 吴荷香;侯双亮;黎明志;李鹏;朱平;余铁静;;稠油增效泵的研制及在河南油田的应用[J];新疆石油天然气;2011年02期
16 刘玉龙;;常规套管井筒隔热技术研究[J];科学技术与工程;2011年21期
17 王桂兵;佟陆;张涛;;延长油井检泵周期技术[J];新疆石油科技;2011年02期
18 付美龙;叶成;刘富;周景彩;;鲁克沁深层稠油聚丙烯酰胺驱替技术研究[J];油田化学;2011年03期
19 车洪昌;鄢德华;任耀宇;刘永建;;重力热管井筒伴热技术在稠油热采中的应用研究[J];石油钻探技术;2011年02期
20 孙启冀;鞠国帅;高德洁;孙勇;佟松林;;稠油蒸汽驱生产井闪蒸预测模型[J];特种油气藏;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 肖立志;;稠油核磁共振探测的理论与方法[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
2 陈勇;陈艳玲;;水热催化裂解降粘的机理初探[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
3 张新军;周彩霞;李清方;;外输净化稠油化学降粘技术研究[A];山东石油学会稠油特稠油地面集输与处理技术研讨会论文集[C];2009年
4 张正;李军;;稠油加热炉温度压力自控装置的研究[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
5 马胜利;刘天昌;吴秀泉;雷兴林;;温度围压下几种稠油砂超声波性质的实验测量[A];第四届全国构造物理、第二届全国高温高压联合学术讨论会论文摘要[C];1989年
6 韩继勇;刘易非;郑维师;;地下稠油流动特性的研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
7 吴国伟;刘明;王来胜;;稠油生产井油气水三相在线测量技术研究[A];山东石油学会稠油特稠油地面集输与处理技术研讨会论文集[C];2009年
8 苏玉亮;李东霞;郝永卯;修建龙;;黏弹性稠油的松弛特性对其注水开发的影响[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
9 张瑞华;;王140边远小断块稠油油田集输工艺优化研究[A];山东石油学会稠油特稠油地面集输与处理技术研讨会论文集[C];2009年
10 景萍;李清彪;韩梅;孙道华;洪金庆;陈翠雪;;纳米固体超强酸对稠油降粘反应的催化作用[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范洪富;辽河稠油水热裂解反应研究与应用[D];大庆石油学院;2002年
2 钟立国;水热裂解开采稠油关键技术研究[D];大庆石油学院;2005年
3 秦冰;稠油乳化降粘剂结构与性能关系的研究[D];石油化工科学研究院;2001年
4 王颖;稠油微波加热降粘机理的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
5 黎洪;稠油油藏地质特征及注蒸汽开采的有限差分方法研究[D];中国矿业大学(北京);2002年
6 王新红;胜利油田稠油热采地震监测技术研究[D];成都理工大学;2004年
7 刘春天;稠油水热裂解反应动力学研究及应用[D];大庆石油学院;2005年
8 赵晓非;超稠油水热裂解反应催化剂及其载体的研制[D];大庆石油学院;2006年
9 王春明;多环芳烃降解菌分离、降解特性及在稠油微生物采油中的应用研究[D];四川大学;2007年
10 聂昌谋;苏丹Fula油田和Moga油田油藏特征和油藏工程研究[D];中国地质大学(北京);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王绪超;石油稠油降黏计算研究[D];武汉理工大学;2010年
2 张微;辽河油田超稠油管道增加输量方案[D];中国石油大学;2011年
3 邱宝金;辽河特稠原油降粘方法的研究[D];中国石油大学;2008年
4 杨泉;稠油多功能驱替装置的研制[D];中国石油大学;2010年
5 王述银;克拉玛依油田三区块稠油降粘剂开发与机理研究[D];西南石油学院;2003年
6 宋鹏;高压蒸汽射流清洗稠油隔热管技术的研究与应用[D];中国石油大学;2010年
7 韩梅;有机镍、铁催化剂对胜利稠油的催化降粘研究[D];厦门大学;2007年
8 党小卫;供氢剂在稠油水热裂解中的作用[D];东北石油大学;2010年
9 郭凯黎;稠油焦化起泡性能研究[D];中国石油大学;2011年
10 宫伟;潜油电动螺杆泵应用技术研究[D];西南石油学院;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 张云普 通讯员 曲凤波;大庆采九“蒸”出稠油两万吨[N];中国石油报;2009年
2 尹永华 唐毓;揭开稠油老区长效开发奥秘[N];中国石化报;2005年
3 阎艳;克石化稠油“喝得饱”[N];中国石油报;2003年
4 雒永春 周跃龙;破解稠油储运销难题[N];中国石化报;2010年
5 记者 许忠 通讯员 张立东 田爱玲;吐哈油田超深稠油调剖试验获突破[N];中国石油报;2009年
6 王强;准噶尔稠油可就地加工了[N];中国矿业报;2004年
7 首席记者 吕红丽;打造“辽河”特色 办稠油技术峰会[N];盘锦日报;2009年
8 记者 许忠 通讯员 张玉山;吐哈科技金钥匙打开深层稠油藏[N];中国石油报;2010年
9 记者 宋鹏 刘宪广 通讯员 杨中建;北疆稠油就地集中加工在望[N];中国石油报;2010年
10 记者 师啸;吐哈稠油钻井快马加鞭[N];中国石油报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978