基于常压蒸馏产物的掺稀介质优选实验评价

2023-09-25曹畅

化工技术与开发 2023年9期

曹畅

（1.中国石油化工集团公司碳酸盐岩缝洞型油藏提高采收率重点实验，新疆乌鲁木齐830011；2.中国石化西北油田分公司，新疆乌鲁木齐830011）

目前，常规原油的储量逐渐减少，稠油在世界原油储量中的比例越来越大，因此世界对原油的增长需求将主要依靠开发稠油来满足。我国的稠油资源丰富，主要分布在新疆、辽宁等地，其中以塔河稠油为代表的稠油，具有高黏、高沥青质含量等特点，给其开采及运输带来了极大挑战[1-2]。

稠油掺稀降黏法是一种比较常见的开采工艺。在稠油中掺入稀油，可以降低稠油的黏度，改善其流动性。掺稀降黏工艺在国内的塔河油田、塔里木油田、吐哈油田、新疆油田、辽河油田均有广泛应用[3]。稠油掺稀降黏法能够应用的前提，是油区能够提供足量且合格的掺稀油，否则经济性难以保证。塔河稠油主要依靠掺稀工艺进行开采。将稀油区块开采的稀油经调配之后，管输到稠油区，再将稠油开采出来。但是随着稠油区块的上产及稀油产量的下降，掺稀用油越来越紧张，为此我们提出了优选其他掺稀介质的思路。刘磊等人[4]以植物油、脂肪酸、植物油甲酯等作为掺稀介质，分别考察了它们的稠油降黏效果，认为植物油甲酯在降黏效果和稳定性方面都比较突出。毛雪等人[5]考察了生物柴油应用于稠油降黏的可行性。生物柴油在一定加量下(＜10w%)，可起到良好的降黏作用，降黏效果优于柴油。

1 稠油与不同掺稀介质的降黏实验评价

黏度是稠油的基本物性，是反映稠油流动性能的重要参数之一。黏度与温度、样品的组分及性质等因素存在规律性关系。了解特超稠油的黏温关系，研究影响特超稠油黏度的因素，对稠油的开采、运输及热加工等都非常重要。塔河油田在进行掺稀油作业时，为了保证外输回压的要求，正常井口混合油的黏度一般要求不大于2000mPa·s。我们以此为目标，考察了稠油与不同掺稀介质的降黏效果。

1.1 实验材料及器材

以塔河TK676稠油作为实验原料，选取炼油厂的常顶、常一、常二轻质油，以及塔河油田生产的混配前稀油A、混配前稀油B、混配后稀油A、混配后稀油B作为掺稀介质。其中稀油A与稀油B为油井产出稀油，性质相近；掺稀油A与掺稀油B为联合站调配稀油，性质相近。各油样的基本性质见表1。

表1 TK676稠油及不同掺稀介质的基本性质

实验器材主要有DV-Ⅱ+Pro旋转黏度计及滚子炉等。

1.2 实验方法

将一定比例的掺稀介质与稠油放入老化罐后，置于滚子炉内，90℃下放置12h。降温至50℃，用旋转黏度计测试体系的黏度，记录数据。将混合体系进行斑点实验，简单考察该稀稠比下的稳定性。斑点实验法是描述稠油和掺稀介质兼容性（配伍性）的一种标准实验方法（ASTM-D4740），既经济简单又直观，但不太适合进行定量描述。表2为斑点实验法的评价标准。

表2 ASTM-D4740斑点实验的评价标准

1.3 实验结果及分析

按照上述实验方法，分别测试了不同的稀稠比下，掺稀介质与稠油混合后的体系黏度，实验结果见表3。

表3 不同稀稠比下掺稀介质与稠油混合后的体系黏度数据

结合塔河稠油与不同掺稀介质混合体系的相容性评价结果及黏度分析结果，稳定性和黏度均能满足掺稀要求（斑点等级优于二级，黏度不超过2000mPa·s）的优化稀稠比数据见表4。由表4可知，随着掺稀介质的密度增大，达到相同黏度2000mPa·s时所需的掺稀介质用量逐渐增大，其中，常顶、常一、常二的降黏效果显著，但常顶、常一掺稀介质的挥发性大，对输油系统的密闭性要求较高，而常二是柴油馏分，作为塔河稠油掺稀介质时，更具安全及经济优势。

表4 黏度为2000mPa·s时的优化稀稠比

2 稠油与常二体系的相容性研究

通过稠油与不同掺稀介质的降黏评价实验，初步筛选出了常二作为掺稀介质，其主要具备2个特点，一是降黏效果突出，具备掺稀潜力；二是挥发性相对较小，集输便利。前述的掺稀实验仅考察了4个稀稠比下的混合油体系的稳定性，为了进一步确认该体系的稳定性，将混匀后的体系倒入100mL具塞量筒中密闭保存，分别静置1d和3d，取出后用移液管分别取上、中、下层油样，采用斑点实验法评价混合体系的稳定性。图1是稳定性评价的标准示意图。