基于常壓蒸餾產(chǎn)物的摻稀介質(zhì)優(yōu)選實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

曹 暢

（1.中國石油化工集團(tuán)公司碳酸鹽巖縫洞型油藏提高采收率重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，新疆 烏魯木齊830011；2.中國石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊830011）

目前，常規(guī)原油的儲(chǔ)量逐漸減少，稠油在世界原油儲(chǔ)量中的比例越來越大，因此世界對(duì)原油的增長需求將主要依靠開發(fā)稠油來滿足。我國的稠油資源豐富，主要分布在新疆、遼寧等地，其中以塔河稠油為代表的稠油，具有高黏、高瀝青質(zhì)含量等特點(diǎn)，給其開采及運(yùn)輸帶來了極大挑戰(zhàn)[1-2]。

稠油摻稀降黏法是一種比較常見的開采工藝。在稠油中摻入稀油，可以降低稠油的黏度，改善其流動(dòng)性。摻稀降黏工藝在國內(nèi)的塔河油田、塔里木油田、吐哈油田、新疆油田、遼河油田均有廣泛應(yīng)用[3]。稠油摻稀降黏法能夠應(yīng)用的前提，是油區(qū)能夠提供足量且合格的摻稀油，否則經(jīng)濟(jì)性難以保證。塔河稠油主要依靠摻稀工藝進(jìn)行開采。將稀油區(qū)塊開采的稀油經(jīng)調(diào)配之后，管輸?shù)匠碛蛥^(qū)，再將稠油開采出來。但是隨著稠油區(qū)塊的上產(chǎn)及稀油產(chǎn)量的下降，摻稀用油越來越緊張，為此我們提出了優(yōu)選其他摻稀介質(zhì)的思路。劉磊等人[4]以植物油、脂肪酸、植物油甲酯等作為摻稀介質(zhì)，分別考察了它們的稠油降黏效果，認(rèn)為植物油甲酯在降黏效果和穩(wěn)定性方面都比較突出。毛雪等人[5]考察了生物柴油應(yīng)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，降黏效果優(yōu)于柴油。

1 稠油與不同摻稀介質(zhì)的降黏實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

黏度是稠油的基本物性，是反映稠油流動(dòng)性能的重要參數(shù)之一。黏度與溫度、樣品的組分及性質(zhì)等因素存在規(guī)律性關(guān)系。了解特超稠油的黏溫關(guān)系，研究影響特超稠油黏度的因素，對(duì)稠油的開采、運(yùn)輸及熱加工等都非常重要。塔河油田在進(jìn)行摻稀油作業(yè)時(shí)，為了保證外輸回壓的要求，正常井口混合油的黏度一般要求不大于2000mPa·s。我們以此為目標(biāo)，考察了稠油與不同摻稀介質(zhì)的降黏效果。

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及器材

以塔河TK676稠油作為實(shí)驗(yàn)原料，選取煉油廠的常頂、常一、常二輕質(zhì)油，以及塔河油田生產(chǎn)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作為摻稀介質(zhì)。其中稀油A與稀油B為油井產(chǎn)出稀油，性質(zhì)相近；摻稀油A與摻稀油B為聯(lián)合站調(diào)配稀油，性質(zhì)相近。各油樣的基本性質(zhì)見表1。

表1 TK676稠油及不同摻稀介質(zhì)的基本性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)器材主要有DV-Ⅱ+Pro旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)及滾子爐等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

將一定比例的摻稀介質(zhì)與稠油放入老化罐后，置于滾子爐內(nèi)，90℃下放置12h。降溫至50℃，用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)測(cè)試體系的黏度，記錄數(shù)據(jù)。將混合體系進(jìn)行斑點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，簡單考察該稀稠比下的穩(wěn)定性。斑點(diǎn)實(shí)驗(yàn)法是描述稠油和摻稀介質(zhì)兼容性（配伍性）的一種標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法（ASTM-D4740），既經(jīng)濟(jì)簡單又直觀，但不太適合進(jìn)行定量描述。表2為斑點(diǎn)實(shí)驗(yàn)法的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

表2 ASTM-D4740斑點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

按照上述實(shí)驗(yàn)方法，分別測(cè)試了不同的稀稠比下，摻稀介質(zhì)與稠油混合后的體系黏度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 不同稀稠比下?lián)较〗橘|(zhì)與稠油混合后的體系黏度數(shù)據(jù)

結(jié)合塔河稠油與不同摻稀介質(zhì)混合體系的相容性評(píng)價(jià)結(jié)果及黏度分析結(jié)果，穩(wěn)定性和黏度均能滿足摻稀要求（斑點(diǎn)等級(jí)優(yōu)于二級(jí)，黏度不超過2000mPa·s）的優(yōu)化稀稠比數(shù)據(jù)見表4。由表4可知，隨著摻稀介質(zhì)的密度增大，達(dá)到相同黏度2000mPa·s時(shí)所需的摻稀介質(zhì)用量逐漸增大，其中，常頂、常一、常二的降黏效果顯著，但常頂、常一摻稀介質(zhì)的揮發(fā)性大，對(duì)輸油系統(tǒng)的密閉性要求較高，而常二是柴油餾分，作為塔河稠油摻稀介質(zhì)時(shí)，更具安全及經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

表4 黏度為2000mPa·s時(shí)的優(yōu)化稀稠比

2 稠油與常二體系的相容性研究

通過稠油與不同摻稀介質(zhì)的降黏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，初步篩選出了常二作為摻稀介質(zhì)，其主要具備2個(gè)特點(diǎn)，一是降黏效果突出，具備摻稀潛力；二是揮發(fā)性相對(duì)較小，集輸便利。前述的摻稀實(shí)驗(yàn)僅考察了4個(gè)稀稠比下的混合油體系的穩(wěn)定性，為了進(jìn)一步確認(rèn)該體系的穩(wěn)定性，將混勻后的體系倒入100mL具塞量筒中密閉保存，分別靜置1d和3d，取出后用移液管分別取上、中、下層油樣，采用斑點(diǎn)實(shí)驗(yàn)法評(píng)價(jià)混合體系的穩(wěn)定性。圖1是穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)示意圖。

圖1 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)示意圖

將稠油與常二進(jìn)行摻混，稀稠比分別為2.0∶1、2.5∶1、2.7∶1、3.0∶1，分別靜置1d和3d，評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性，摻混體系第1天、第3天的穩(wěn)定性結(jié)果見圖2和圖3。

圖2 稠油與常二混合體系靜置1d的斑點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖3 稠油與常二混合體系靜置3d的斑點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按照斑點(diǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，圖2和圖3中的斑點(diǎn)等級(jí)結(jié)果見表5。由表5可知，稀稠比分別為2.0∶1和2.5∶1時(shí)，摻混體系第1天、第3天的斑點(diǎn)等級(jí)均為一級(jí)，表明摻混體系的穩(wěn)定性良好。稀稠比分別為2.7∶1和3.0∶1時(shí)，摻混體系的穩(wěn)定性較差。綜上，以常二作為摻稀介質(zhì)時(shí)，稀稠比應(yīng)不超過2.5∶1。

表5 稠油與常二混合體系的穩(wěn)定性

3 結(jié)論

1）煉油廠的常頂、常一、常二輕質(zhì)油與塔河稠油的摻稀降黏效果都比較好，從揮發(fā)性、實(shí)用性及可行性角度考慮，推薦常二輕質(zhì)油作為摻稀介質(zhì)。

2）從斑點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，以常二作為摻稀介質(zhì)時(shí)，考慮到混合后體系的兼容性和穩(wěn)定性，稀稠比應(yīng)不超過2.5∶1。