电潜泵应用中的沥青沉积

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1、电潜泵应用中的沥青沉积电潜泵应用中的沥青沉积研究的5年经验的总结：描述了原油沥青的复杂性质和特点，评价沥青从原油中沉降的条件，另外还提出了几种防止和处理沥青堵塞的方法，并总结了在加拿大阿尔伯塔几个油田的使用结果。除了运用原有的处理方法外，现已研制出防止沥青沉积的井底泵：使用可变速控制器并配备大型泵，加大叶轮叶脉高度,增强泵内涂层，降低泵吸入口的压降和采用毛细管注入管线。主题词电潜泵沥青沉积沥青絮凝胶质采油工艺一、刖言自1930年起，许多研究者便对原油中的沥青进行研究。当原油中存在沥青时,从地层到炼制

2、的任一环节上都会引起严重的问题。在采油和原油加工中常碰到沥青沉积和乳化稳定性问题，所以研究大多集中于原油。然而，尽管做了很多努力，沥青沉积仍是当今石油工业花费最高的技术问题之一。在储层、油井、井下设备中的沥青沉积对原油的经济开采非常不利，因为沥青沉积使得井产量减少和（或）堵塞生产设备。石油工业现在所关注的是找出在一定条件下沥青为什么絮凝，什么时候絮凝以及絮凝多少。既然原油通常是炷类和重有机组分的混合物，有必要知道该混合物的组成以及相互间的作用关系。重有机物的开始沉积以及沉积量依赖于原油中桂类的出现和

3、重有机物中各族的相对含量。本文的冃的是研究使用电潜泵采油时出现的沥青沉积问题。分析沥青的结构、物理和化学性质、絮凝和沉积机理，以及在电潜泵中沥青沉积造成的伤害。对防止和除去重炷沉积的新旧方法的运用及其效果作了介绍，并用加拿大现场实例进行验证。二、沥青和胶质的特征在原油中，最常见的芳桂是沥青和中性胶质，也包括地沥青酸、碳烯和焦沥青。沥青和胶质的化学组成很难分析出来，因为它们的性质很复杂。沥青是原翻译：段秋者（西南石油学院研究生院）校对：梁保升（西南石油学院研究生院）于n—戊烷和溶于苯这两类。中性胶质溶

4、于戊烷，不溶于碱和酸。1,沥青和胶质的分子结构和组成沥青主要是由包含碳、氢和少量组分（如硫、氮、氧）组成的杂环分了。胶质与沥青有相同的化合物组成，但它是很小的分子，并有较多的石蜡链接在稠环上。在自然状态下，沥青经常包含相当浓度的银、铁和飢。化学家们已认可将假想的经验式C74H87NS2作为平均沥青结构。但由于沥青结构因井而异，准确的分子结构还不知道。分析结构和性能也很困难，这是因为中性胶质强烈地吸附在沥青上，不可能定量地分离出来。沥青的分子重量从1000到2000000变化很大，依赖于测试方法和条件

5、。它们通常呈球形，直径从30A到65A,许多研究者已通过物理方法如红外光谱仪、核磁共振、顺磁共振、通用示波器、质谱法、X射线、电镜，以及通过化学方法如氧化法、氢化法来确定沥青和胶质的模型结构。在自然状态下，沥青以二级结构的复杂体存在，使得沥青随原油流进井眼。沥青结构的核心是一组单元平板，4个到8个叠加在一起。面与面相连是由于芳桂结构的面之间存在二级弱连接力。每个单元平板外边缘有一个长的链烷坯残余链，因此沥青结构可能是一个外边缘被链烷桂包裹的球。非结品的极性沥青分子没有熔点，加热到300〜400弋下发

6、生分解。通常认为沥青是多环芳坯和天然胶质氧化的最终产物。另…方面,沥青化合物的加氢作用产生包含多环芳炷的重质炷类油O沥青不能分成单个组分，沥青能溶在芳香族化合物中形成高度分散的胶束溶液，不溶于链烷桂，如戊烷利石油（尤其是低分子量的沥青），沥青通常被认为是以胶束形式分散的，但它们易形成聚集体。沥青在石油中的状态依赖于原油中其它粒子的存在，如胶质、芳香族化合物、链烷桂等。在右油化学中普遍接受的观点是，原油沥青质通过吸附溶于芳香族化合物溶液中的胶质形成稳定的胶束。沥青颗粒带电，通过静电力、极性力和分散力与

7、胶质相连。胶质的苯环部分吸附在油中较重的、非挥发的极性组分。它们通常分为不溶聚集体的，而亲油部分外露于油相。胶质为沥青粒了强极性的胶核及周围非极性油进行搭桥相连，使得浙青分散稳定，形成浙青一胶质胶束。三、沥青絮凝原油中的浙青絮凝是不可逆的，这是使原油流动堵塞的主要原因。由于絮凝尺寸大以及吸附在固体表面的亲合力，使得絮凝的浙青形成不可逆沉积。控制原油中浙青胶束稳定性的两个主要参数是芳桂化合物与非极性饱和姪之比以及胶质一浙青比。当这两个比值减小，浙青胶束将发生絮凝，形成较大的聚集体相对较大的浙青粒子可能

8、会在含有过多链烷炷的溶液中絮凝。除非在溶液中有足够的胶质吸附在浙青颗粒的周围，形成空间胶束，否则絮凝的浙青就要沉淀出来。通过实验发现有一个临界胶质浓度，在此浓度以下浙青絮凝就要沉淀。浙青及其絮凝物被认为是表面活性剂。该特征发展成为…项实验技术，它通过测定油水界面张力来确定浙青沉淀的起始值。四、沥青沉积在正常油藏条件下，浙青、胶质、软浙青和油相处于热动力学平衡。浙青的沉淀和沉积通常由原油周围环境或条件变化引起。既然浙青是通过胶质胶溶作用形成胶束粒子而稳定的，任何降低这些