大庆外围稠油水热裂解地质协同催化降黏研究.pdf

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1、2011年1月车洪昌．大庆外围稠油水热裂解地质协同催化降黏研究29大庆外围稠油水热裂解地质协同催化降黏研究车洪昌(大庆油田有限责任公司第九采油厂工程技术大队，大庆163853)[摘要】为更好地实现稠油就地水热裂解降黏，以油藏矿物、催化剂和供氢剂为催化体系，检测其对大庆外围稠油水热裂解反应的催化作用。实验结果表明，油藏矿物可以催化稠油水热裂解反应，并可与催化剂协同催化稠油水热裂解，矿物与油溶性催化剂的协同催化效果好于水溶性催化剂；供氢剂的加入可进一步强化稠油水热裂解反应，与不添加供氢剂相比，反应后胶质、沥青质分别减少1．0

2、6％和0．87％，烷烃、芳香烃分别增加0．67％和0．58％，降黏率增加5．7％，稠油品质提高。[关键词]稠油油藏矿物化学剂水热裂解地质催化稠油因重质组分含量高，因而其黏度高，流动在注蒸汽温度条件下，水热裂解十分缓慢和性差。基于稠油黏度对温度的强敏感特性，蒸汽复杂，依靠这种自发过程难以达到就地改质稠油吞吐、蒸汽驱等热力采油方法通常被认为是开采的目的。研究表明，适当加入过渡金属催化剂和稠油油藏的最有效手段。但注蒸汽条件下，稠油供氢剂可使水热裂解反应更易进行。Schoo-黏度下降只是暂时的。随着注人过程和开采过程nen等认为

3、油藏矿物对稠油水热裂解反应也具的热量损失，温度下降，稠油黏度逐渐回升，给井有一定的催化活性，能与外加催化剂一起协同催筒举升和地面集输带来一系列困难。稠油黏度的化稠油水热裂解，这种以矿物为基础的多相催化永久下降和品质的提高需依靠化学手段H。称为地质催化作用。在注蒸汽开采稠油过程中会发生一系列物油藏矿物对稠油水热裂解催化作用尽管较理、化学和热动力学作用，这是一个十分复杂的综小，但其低廉的成本以及与化学剂的强烈协同作合过程，称之为水热裂解】。其反应式可简单概用使其成为目前水热裂解技术的前沿课题。为更括为：好地实现就地水热裂解改

4、质稠油，笔者选取大庆14,0外围稠油油样，探讨了稠油催化加氢裂解反应行R(CH2)SCH3RCH3+Co2+H2+H2S+CH4为及催化剂、供氢剂与油藏矿物间的协同作用，为水热裂解包括一系列反应，如酸聚合反应、水科学开采稠油提供理论依据。气转换反应和加氢脱硫反应等，最终会使稠油中饱和烃、芳香烃含量增加，胶质、沥青质含量降低，1实验部分黏度下降，品质提高。1．1实验仪器与材料表1稠油样品基本性质实验用仪器包括CWYF—I型高压反应釜，江射线衍射定量分析数据结果分别见表1和表2；标苏海安华达石油仪器厂；HAAKEVT550旋

5、转黏度准矿物为石英、高岭石、蒙脱石、伊利石和碳酸钙计，德国HAAKE公司；Clams500气相色谱仪，美等，购自杭州为民地质标本厂。实验时将矿物捣国PerkinElmer公司；实验用试剂为硫酸镍、环烷酸碎，取粒度为150-250m的样品进行实验。镍、无水乙醇、石油醚、四氢萘、二氢蒽、甲酸和甲酸收稿13期：2010—10—09。甲酯等，均为化学纯；实验用原油、地层水及油砂取作者简介：车洪昌，硕士，2009年毕业于东北石油大学油气田自江桥油田，50℃条件下脱气原油性质和油砂x开发工程专业，现在大庆油田从事稠油热采技术研究。精

6、细石油化工展M第’12卷一第。l期’ADVANCESINFINEPETROCHEICALS表2油井油砂X射线衍射定量分析数据构及化学特点有关。项目矿物组成，％稠油水热裂解反应包括以下过程：稠油大分石英54．5子中弱键的断裂反应、水煤气转换产生氢的反应高岭石3．1以及加氢裂解和加氢脱硫反应。油藏矿物对稠油蒙脱石3．3水热裂解反应的作用主要在于：注蒸汽热采条件伊利石7．2碳酸钙O．8下，油藏矿物中含有的Ni，V，Fe和Mo等元素以钾长石2O．2离子形式溶出，这些物质具有催化稠油中胶质、沥斜长石7．1青质分子中弱键(主要是c—

7、s键)断裂的作用。云母1．2白云石1．1另外，油藏矿物主要由粘土矿物和岩石矿物组成，绿泥石1．O在高温条件下，它们大多可以和蒸汽或热水发生化学反应，导致地层水的离子组成、油藏矿物的表1．2实验方法面性质发生极大改变，产生具有催化能力的活性取50g稠油、30％的地层水和30％的矿物中心，从而对水热裂解产生催化作用。(以稠油质量计)组成“油一水一矿物”体系，再加油藏矿物对稠油水热裂解反应的积极意义可入不同含量的化学剂，置于高压反应釜中，用氮气以从化学动力学上得到解释。化学反应的总速率进行驱扫，排出反应釜内的空气。保证系统密封

8、取决于确定着反应机理的几个基本反应步骤的速完好的情况下，在240℃反应48h。反应结束后率，每个基本步骤的速率常数k取决于该步骤的温度降至室温，用黏度计测定稠油的黏度，计算降活化能，具有下列关系式：黏率。k=Aiexp(一E。／RT)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)式中，k为速率常数，单位与反应级数有关；2实验结果与分析A为指数