遼河稠油井下改質(zhì)催化體系的研制與應(yīng)用.pdf

1、目前稠油開(kāi)采的主要方法是注蒸汽熱力采油法.熱采過(guò)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(yīng)就地改質(zhì)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(xiàng)具有廣闊應(yīng)用前景的稠油開(kāi)采新技術(shù).因此,開(kāi)展與此相關(guān)的基礎(chǔ)理論研究和化學(xué)劑的研制具有重要的現(xiàn)實(shí)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(zhì)反應(yīng)及其機(jī)理；研制開(kāi)發(fā)了適合遼河油田稠油的井下改質(zhì)催化劑及相關(guān)助劑,為現(xiàn)場(chǎng)采油生產(chǎn)提出了初步的施工工藝,經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),取得了較

2、為滿意的結(jié)果. 針對(duì)遼河油田低硫稠油(含硫量為0.5wt﹪)分析了注蒸汽熱采過(guò)程中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)催化降解反應(yīng)的機(jī)理.研究表明低含硫的稠油中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的降解除了脫硫作用以外,膠質(zhì)和瀝青質(zhì)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(dāng)大的作用.通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)脂肪側(cè)鏈和橋鏈的斷裂主要按本位取代(ipso substituyion)的機(jī)理進(jìn)行.本文研制開(kāi)發(fā)了適合遼河油田稠油井下改質(zhì)的催化劑及其相關(guān)助劑,提出了催化劑制造工藝,將過(guò)渡金屬

3、離子置于有機(jī)分子骨架上,催化劑具有油溶性,實(shí)現(xiàn)了均相催化. 該催化劑的合成方法簡(jiǎn)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(kāi)展了井下改質(zhì)反應(yīng)降低稠油粘度和乳化降低稠油粘度相結(jié)合的綜合功效研究.過(guò)渡金屬化合物的過(guò)渡金屬在井下改質(zhì)反應(yīng)中起催化作用,在注蒸汽的條件下使稠油在井下實(shí)現(xiàn)部分降解,從而降低稠油的粘度；在反應(yīng)結(jié)束后有機(jī)過(guò)渡金屬化合物與復(fù)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(zhì)降粘的基礎(chǔ)上進(jìn)一步通過(guò)乳化降低稠油的粘度.綜合功效是總體降粘率可達(dá)90﹪以上.分析了甲苯作為井下改質(zhì)反應(yīng)添加劑的作用原理.稠油井下改質(zhì)反應(yīng)是裂解和聚合的對(duì)行反應(yīng),裂解反應(yīng)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(zhì)聚集體溶解開(kāi),便于其與催化劑充分接觸. 根據(jù)室內(nèi)研究成果,提出了初步的采油施工