稠油也叫重質(zhì)原油或重油，是指原油油藏溫度下脫氣，原油粘度100-10000MPa·S或者在15.6℃大氣壓條件下密度為0.9340-1.0000g/cm3的原油油品。實際上目前已探明的內(nèi)蒙古某油田油品粘度超過了100000MPa·S。勝利油田在準噶爾北部邊緣探明的油品超過了200000MPa·S，在油藏溫度下，注入過熱蒸汽、降粘劑等都無法有效降粘，可以說稠油的定義還在擴展。

　　摘要：稠油中瀝青、膠質(zhì)含量高、蠟含量低，因而粘度高、難以流動至井筒造成開采難度大。本文介紹了稠油的定義和目前的開采工藝，重點分析了稠油開采中蒸汽降粘、催化—蒸汽降粘原理，闡述了過氧化氫稀釋稠油的實際應(yīng)用可行性。

　　關(guān)鍵詞：石油化工論文,稠油,蒸汽吞吐,蒸汽驅(qū),稀釋,過氧化氫（H2O2）

　　1稠油的概念與特性

　　1.1稠油的定義

　　在實際生產(chǎn)開采中，稠油一般指瀝青質(zhì)、膠質(zhì)含量高的油品，因流變系數(shù)低而無法流動至井筒的原油，必須先由蒸汽與化學方式在地層降粘或稀釋，使之能自動流動至井筒。

　　1.2國內(nèi)稠油的分布與埋藏特點

　　據(jù)報道地下埋藏的稠油量是稀油量的3倍。國內(nèi)的稠油埋藏分布也很廣。自進入二十一世紀以來稀油的生產(chǎn)因資源的枯竭與自然遞減加大，產(chǎn)量出現(xiàn)較大的波動，遞減的產(chǎn)量先后由低滲透與稠油油藏來接替。

　　我國稠油的分布主要在新疆準噶爾盆地、塔里木盆地、山東的勝利油田、遼河油田。近年在大慶、內(nèi)蒙古也相繼發(fā)現(xiàn)并投入采出。其發(fā)現(xiàn)都表現(xiàn)為整裝大塊、埋藏淺、油層溫度低。目前只有已發(fā)現(xiàn)的塔里木北部邊緣輪臺地區(qū)為埋藏2000多米，油層溫度較高。多數(shù)的稠油油藏為疏松、出砂油藏。

　　注：*指油層條件下粘度；無*者指油層溫度下脫氣油粘度。

　　1.3稠油特性及目前的開采工藝

　　稠油中瀝青質(zhì)、膠質(zhì)含量高，造成了粘度高；有的油品還化驗出少量的稀有元素，所以由稠油提煉而出的成品油與瀝青多數(shù)為品質(zhì)較高的成品。因為稠油粘度高無法自動流動到井筒，采出上多由蒸汽降粘這種原始的方式處理，這種通過熱焓來降粘的方式有三大缺點：第一鍋爐的碳排放量很高，經(jīng)計算每采出一噸稠油的碳排放量在0.7t至1.03t之間。第二鍋爐的熱效率低，散熱和管線散熱高。第三油層冷凝水上升快，反過來冷凝水又加大下個周期的熱焓消耗量。

　　2稠油開采中蒸汽降粘、催化—蒸汽降粘

　　2.1利用催化劑—蒸汽降粘

　　2013年勝利油田采油院在陳莊油區(qū)的陳23-X71井，陳26—X56井注入催化劑—蒸汽的方式。這兩口井上都見到了較好的效果。

　　2.2催化劑—蒸汽的應(yīng)用分析

　　利用催化劑的作用，同時注入蒸汽相對僅注入蒸汽，可以對粘度較高的稠油進行降粘，但對大于10萬MPa·S以上的稠油可能效果不會理想。而對普通稠油的亞類150*～10000MPa·S的油品，會起到一定增產(chǎn)效果。對于蒸汽的高成本與碳排放量沒有改變。

　　2.3稠油熱采的分析

　　稠油熱采近年來在國家經(jīng)濟運行中彌補了石油開發(fā)中自然遞減的遞補產(chǎn)量，給祖國的經(jīng)濟運行起到了很重要的作用和社會效益。但也存在許多難以改變和克服的缺陷。

　　以水加熱至過熱蒸汽的過程，效率低；碳排放量高。蒸汽熱水輸送過程散熱損失高。

　　以放熱的形式降粘在油層中效率很低；熱焓消失快。蒸汽吞吐前、后周期平均每5噸蒸汽注入才能采出1噸原油。蒸汽驅(qū)不僅驅(qū)動空間小且消耗蒸汽更高，平均7-8噸蒸汽才能驅(qū)至井筒1噸原油；稠油熱采屬三次采油的范疇，與二次采油即注水驅(qū)油有一個共同的特點，即驅(qū)油是由注入井向采出井定向受力的形式出現(xiàn)，只要出現(xiàn)這種形式油層驅(qū)油空間就會受到嚴重的制約。

　　熱焓散熱快，油層底部冷凝水沉降多，且隨著周期的增加成比例的累增，采收率減少、注入熱量遞增。統(tǒng)計結(jié)果表明：一般十幾個吞吐周期后采出液含水就達到90%以上。

　　稠油采出成本計算：

　　直接成本。每噸蒸汽的發(fā)生成本為275元/噸。

　　275×5=1350元/噸

　　間接成本。每臺80t/h亞臨界鍋爐2700萬元/臺套。這且不含輸氣管網(wǎng)成本及管線的散熱損耗。

　　3過氧化氫稀釋稠油的實際應(yīng)用可行性

　　3.1過氧化氫的性質(zhì)與應(yīng)用

　　過氧化氫（H2O2）屬于弱酸，作用在酸性介質(zhì)時屬于強氧化劑；PH值為6（293k）。軍工生產(chǎn)中定義為“二元無害燃料”。當然用于軍工生產(chǎn)時過氧化氫（H2O2）的純度一般高一些；民用的則低一些，如醫(yī)學除菌僅用6-8%；普通工業(yè)應(yīng)一般在25-35%之間。含量30%的過氧化氫（H2O2）在常溫中最穩(wěn)定、不易揮發(fā)、易于儲運的。民用與普通工業(yè)用又稱雙氧水，它就是水（H2O）中人為制做進一個氧分子。

　　3.2過氧化氫（H2O2）應(yīng)用于稠油稀釋的可行性

　　氧分子在穩(wěn)定狀態(tài)下是由兩個氧分子在一起叫分子團（O2）；水分子（H2O）穩(wěn)定狀態(tài)下是由兩個氫分子（H）與一個氧分子（O）組合；過氧化氫（H2O2）是在一個水分子（H2O）中使用工業(yè)方法人為的加入了一個氧分子。這個水中多加入的氧分子相對比較活躍，在受到某種刺激情況下會脫離出水分子，如溫度的變化，催化物的加入，與碳分子（C）的接觸等等。原油（氫類）主要由碳分子（C）組成，當與過氧化氫（H2O2）接觸并有合適的溫度與催化物時，這個活躍的氧分子（O）會在三維空間中任一點碳分子的外圍電子上作用出一個外圍電子，這一外圍電子被強行脫出碳分子時產(chǎn)生熱量；同時這個缺少一個外圍電子的碳分子也會強行拉一個電子來補充自身的完整性，這個補充外圍電子的過程又要吸收一部分熱量，這種微觀上電子傳導過程叫電子守衡，也就是氧化過程，但宏觀的表現(xiàn)是化學反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量散布在碳分子與碳分子的聯(lián)結(jié)鍵上有充足的力量將聯(lián)結(jié)鍵拉開，將稠油的大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿�。而碳分子外圍缺少一個電子，補充電子時需要的熱量又是由油層的上覆蓋層與下伏層的地層熱量來供給，由地層供給的熱量反過來加速氧化的速度與力度。簡單的講過氧化氫（H2O2）與碳分子（C）的氧化過程是即有散熱又有聚熱的耦合過程。這種耦合的散熱、聚熱過程與蒸汽熱焓單純的散熱產(chǎn)生的效果是不近相同的，減少了由蒸汽散熱產(chǎn)生的冷卻沉降水。由以上分析可以做出結(jié)論：蒸汽對稠油開采帶來的只能是降粘，過氧化氫（H2O2）氧化稠油應(yīng)該叫稀釋。

　　3.3應(yīng)用過氧化氫（H2O2）稀釋稠油需要探討的問題

　　從原理上講過氧化氫（H2O2）應(yīng)用于稠油的稀釋是可行的，但具體到應(yīng)用時，應(yīng)用什么純度的過氧化氫（H2O2）、適用于什么樣的油藏、什么地層溫度；如何以什么方式注入；以什么催化劑去啟動過氧化氫（H2O2）開始氧化；以及氧化后產(chǎn)生的氣體排放、開采、儲運等問題需要進一步探討。

　　其實作為一名合格的從事油氣生產(chǎn)的工程技術(shù)人員都可以處理好以上提出的問題，僅有一點需要特別追述的是過氧化氫（H2O2）稀釋出的一個氧分子，氧化過程后氧分子是存在的。假如氧化后產(chǎn)生的伴生氣中氧分子的含量達到或超過10%的臨界線，這種氣體在井筒與到達地面的過程中會產(chǎn)生爆炸。

　　3.4過氧化氫（H2O2）應(yīng)用于稠油稀釋評價

　　根據(jù)某成功的采油工程方案得出如下結(jié)論：

　�。�1）蒸汽吞吐平均每產(chǎn)1噸稠油注入的蒸汽為5噸；注入1噸過氧化氫（H2O2）采出的稠油是5噸；每噸蒸汽成本為275元，每噸純度為30%的過氧化氫（H2O2）為1500元。

　�。�2）油氣采收率：利用蒸汽吞吐的整體采收率約12%；應(yīng)用過氧化氫（H2O2）的采收率約56%。

　�。�3）減排、環(huán)境保護：每采出1噸稠油用原油約300Kg（生產(chǎn)一噸蒸汽用原油60Kg），按IPCC推薦標準計算排放二氧化碳與有害氣體在711.75Kg至1013.4Kg之間基本是采出1噸稠油向大氣中排放1噸二氧化碳。

　　4結(jié)論

　　過氧化氫（H2O2）應(yīng)用于稠油稀釋是可行的。應(yīng)用后經(jīng)濟效益巨大，采收率有較大的提高，對于減排、環(huán)境保護貢獻更大。但應(yīng)用中應(yīng)從安全生產(chǎn)的角度將氧化后的剩余氧處理妥當。

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