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(shí)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(zhǔn)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(kuò)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(dòng)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(diǎn)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(shí)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(shí)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(dòng)至井筒的原油，必須先由蒸汽與化學(xué)方式在地層降粘或稀釋，使之能自動(dòng)流動(dòng)至井筒。

　　1.2國(guó)內(nèi)稠油的分布與埋藏特點(diǎn)

　　據(jù)報(bào)道地下埋藏的稠油量是稀油量的3倍。國(guó)內(nèi)的稠油埋藏分布也很廣。自進(jìn)入二十一世紀(jì)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(dòng)，遞減的產(chǎn)量先后由低滲透與稠油油藏來接替。

　　我國(guó)稠油的分布主要在新疆準(zhǔn)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(tái)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(yàn)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?yàn)槌碛驼扯雀邿o法自動(dòng)流動(dòng)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(diǎn)：第一鍋爐的碳排放量很高，經(jīng)計(jì)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(gè)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(shí)注入蒸汽相對(duì)僅注入蒸汽，可以對(duì)粘度較高的稠油進(jìn)行降粘，但對(duì)大于10萬MPa·S以上的稠油可能效果不會(huì)理想。而對(duì)普通稠油的亞類150*～10000MPa·S的油品，會(huì)起到一定增產(chǎn)效果。對(duì)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(guó)家經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中彌補(bǔ)了石油開發(fā)中自然遞減的遞補(bǔ)產(chǎn)量，給祖國(guó)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起到了很重要的作用和社會(huì)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(dòng)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(gè)共同的特點(diǎn)，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(huì)受到嚴(yán)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(jì)結(jié)果表明：一般十幾個(gè)吞吐周期后采出液含水就達(dá)到90%以上。

　　稠油采出成本計(jì)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(tái)80t/h亞臨界鍋爐2700萬元/臺(tái)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(shí)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(shí)屬于強(qiáng)氧化劑；PH值為6（293k）。軍工生產(chǎn)中定義為“二元無害燃料”。當(dāng)然用于軍工生產(chǎn)時(shí)過氧化氫（H2O2）的純度一般高一些；民用的則低一些，如醫(yī)學(xué)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(chǔ)運(yùn)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(jìn)一個(gè)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(gè)氧分子在一起叫分子團(tuán)（O2）；水分子（H2O）穩(wěn)定狀態(tài)下是由兩個(gè)氫分子（H）與一個(gè)氧分子（O）組合；過氧化氫（H2O2）是在一個(gè)水分子（H2O）中使用工業(yè)方法人為的加入了一個(gè)氧分子。這個(gè)水中多加入的氧分子相對(duì)比較活躍，在受到某種刺激情況下會(huì)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(dāng)與過氧化氫（H2O2）接觸并有合適的溫度與催化物時(shí)，這個(gè)活躍的氧分子（O）會(huì)在三維空間中任一點(diǎn)碳分子的外圍電子上作用出一個(gè)外圍電子，這一外圍電子被強(qiáng)行脫出碳分子時(shí)產(chǎn)生熱量；同時(shí)這個(gè)缺少一個(gè)外圍電子的碳分子也會(huì)強(qiáng)行拉一個(gè)電子來補(bǔ)充自身的完整性，這個(gè)補(bǔ)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(dǎo)過程叫電子守衡，也就是氧化過程，但宏觀的表現(xiàn)是化學(xué)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(gè)電子，補(bǔ)充電子時(shí)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(jiǎn)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(duì)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(shí)，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(dòng)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(chǔ)運(yùn)等問題需要進(jìn)一步探討。

　　其實(shí)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(diǎn)需要特別追述的是過氧化氫（H2O2）稀釋出的一個(gè)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(dá)到或超過10%的臨界線，這種氣體在井筒與到達(dá)地面的過程中會(huì)產(chǎn)生爆炸。

　　3.4過氧化氫（H2O2）應(yīng)用于稠油稀釋評(píng)價(jià)

　　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(hù)：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(biāo)準(zhǔn)計(jì)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(jì)效益巨大，采收率有較大的提高，對(duì)于減排、環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)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(dāng)。

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