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简论原油沥青质沉淀抑制剂效果研究

原油沥青质沉淀抑制剂效果论文怎么写?沥青工程论文论文写作题目、提纲、摘要、格式、范文、参考文献 原油沥青质沉淀抑制剂效果研究

原油沥青质沉淀抑制剂效果研究
学生姓名
李伟
学生学号
200910633784
指导教师
李俊建
职 称
教授
年 级
 2009
学生层次
  专升本
学生专业
石油工程
入学时间
2009-09-01
学习中心
滨海奥鹏
填写日期
2011-9-24
学院
目 录
摘要 I
第一章绪论及论文综述 - 1 -
1.1绪论 - 1 -
1.2沥青质的定义 - 2 -
1.3胶溶沥青质的稳定性 - 2 -
1.4沥青质抑制剂试验 - 2 -
第二章实验设备 - 2 -
2.1固相检测系统 - 3 -
第三章结果与讨论 - 3 -
3.1原油、抑制剂、沥青质与胶质的特性 - 3 -
3.1.1原油样品的特性 - 3 -
3.1.2沥青质和胶质的特性 - 4 -
3.1.3沥青质绝对溶解度 - 6 -
3.1.4商业性和非商业性抑制剂特性 - 6 -
3.2 沥青质絮凝和抑制剂评估试验 - 7 -
3.2.1沥青质絮凝起始点的测定(处理之前) - 7 -
3.2.2沥青质抑制剂筛选试验 - 8 -
3.2.3最佳效率抑制剂的优化试验 - 8 -
第四章 讨论 - 9 -
第五章结论与建议 - 9 -
后 记 - 10 -
参考文献 - 10 -
摘要
  论述了M井口沥青质沉淀问题和研究若干沥青质沉淀抑制剂的性能。目前,油公司面临着油井输油管线沥青质沉淀问题。沥青质沉淀已经对原油生产带来严重的经济效益损害。在这篇论文中,总结了三种商业性和非商业性抑制剂的效果研究。采用一系列滴定实验,应用PVT筒激光技术,将这六种抑制剂对四种原油进行配伍性实验。评估了四种原油和抑制剂的物理性质和化学组成,进行了沥青质和胶质组分的元素组成测定。由此发现,所有原油沥青质的H/C比值较低,意味着高不稳定性。此外,作为沥青质沉积修复研究的一部分,沥青质组分的溶解性也得到评估。抑制剂筛选实验揭示了碱-碱抑制剂由于含有较高的75%的胶质,因而对大多数原油具有较好的效果。另外一方面,酸-碱抑制剂对某些原油具有较好的作用效果。因为该种抑制剂中含有的极性物质与沥青质组分中的极性物质相容性较高。
综上所述,从科学性和经济性意义上看,为达到同样的抑制效果,建议使用商业性抑制剂(使用浓度为0.8%~1%)而不是非商业性抑制剂(使用浓度30~50%)。
关键词:沥青质;原油;抑制剂;沉淀;PVT;Marrat油
第一章绪论及论文综述
1.1绪论
  石油生产中由于沥青质沉淀造成的危害,近十余年在国外已受到广泛重视,是研究的热点问题之一,但在国内还较少有人认识到研究这一问题的意义。
  沥青质沉淀对石油生产的危害主要表现在:沉淀一旦在地层结构中发生,轻则部分堵塞孔喉,使地层的渗透率下降,重则导致永久性的油藏损害。此外还可能造成井筒或管线的堵塞,严重影响石油的正常生产。
  几乎所有石油生产,处理工艺和管输设备中都存在沥青质沉淀的问题,而且形式愈来愈严峻。重有机固体的沉淀特别是在储层、油井和设备中沥青质的沉淀,由于沉淀物堵塞生产设备使原油减产给原油生产带来严重的损害[1~2]。
  固体主要由碳氢元素和少量的杂元素氧、硫、氮组成。在储层压力和温度条件下,这种固体是溶解在液体中的。但随着生产压力和温度下降至沉淀开始点,固体就开始沉淀。沥青质的沉淀由一系列因素造成,包括压力、温度、原油化学组分的改变、与其他原油的混合、或处于酸蓄积时期。
  M油井中沥青质沉淀已经成为一个严重的问题随着油井中原油经过一段时间管流后变成常压原油,相应的储层压力也下降。此处储层压力(9500psi)要高于沥青质沉淀起始压力,沥青质起始压力范围为2000~4000psi。因此,在该储层并没有出现沥青质沉淀的问题。然而,在原油生产过程中,生产油流管道中压力下降至沥青质沉积起始压力之后,沥青质开始在原油中絮凝。沥青质在管道中开始沉淀,从而减小其直径。这会导致原油生产速率降低甚至导致最终生产活动终止。一旦这种情况发生,就必须清除管道中的沥青质才能恢复生产。
一个行之有效的避免沥青质沉淀发生的有效方法是加入沥青质稳定剂如抑制剂。沥青质抑制剂作用的方式类似于胶质,将沥青质胶溶使之分散于溶液中。抑制剂的效果主要由其化学成份和结构特征决定的。然后,抑制剂稳定沥青质的能力通常也依赖于溶媒和分散媒介。不同公司已经研发出许多商业性抑制剂和分散剂,用以阻止井眼和管道中沥青质的沉淀。在过去,采用IP-143抽提物重量试验和光谱试验等实验技术分析不连续原油样品来确定抑制剂的有效性。然而,效果依原油特性不同而不同。因此,在使用抑制剂之前需要对每一种原油进行配伍性实验。
  这项研究工作的主要目的是分析商业性抑制剂和非商业性抑制剂对科威特原油沥青质沉淀的抑制效果。非商业抑制剂来自精炼厂的副产品如轻循环油(LCO)、重循环油和柴油(HCO)。
1.2沥青质的定义
  Sribastava对沥青质做出以下定义:原油组成中具有高分子量的极性芳香聚合物,一般具有不溶于正戊烷和正庚烷的特性。他们溶解于原油中,胶质吸附在沥青质表面并通过胶溶作用悬浮于原油中。
1.3胶溶沥青质的稳定性
  原油中的沥青质的稳定性与原油生产着和原油精炼者有着密切的关系,并且原油与原油的沥青质稳定性也不同。并不是所有油藏中原油沥青质都会发生沉淀,原油沥青质含量或者API度并不能用于指示沥青质沉淀的倾向性。
  Leontaritis 和Mansoori(1989)将胶状分散系的稳定性定义为抗絮凝或抗凝结的能力,且用抵抗的程度用做评价胶质分散系的稳定性。他考虑到由于胶质的存在沥青质在储层中处于稳定状态而没有沉淀发生。
  胶质体不稳定参数是准确的衡量原油中沥青质是否稳定的一种参数。它将原油假想成由饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质组成的胶状溶液,并由根据这些组分来表示沥青质的稳定性。CII定义为原油中沥青质和使之絮凝的物质(饱和烃)总和比上使沥青质胶溶的物质的总和(芳香烃和胶质)。
  经验证据表明:当CII的值大于或等于0.9时,原油中的沥青质是不稳定的;当CII的值小于0.7时,原油中的沥青质是稳定的;当CII的值处于0.7与0.9之间时,沥青质的稳定性是不确定的。
  Asomaning(2000)和Asomaning(2003)应用不同分析方法对不同API度的原油沥青质的稳定性做了研究。这些方法有、CII指数法。沥青质/胶质比值法、近红外固相检测溶剂滴定法。通过实验数据与油田沉积数据进行相关对比发现,CII和溶剂滴定法可以预测原油中沥青质沉积倾向性,相对于其他方法而言。但另外一方面,对沥青质含量较低的原油,稳定性实验失败,Gallagher和Asomaning(2000)发现含气原油需要需要通过减压实验来预测沥青质的稳定性。
1.4沥青质抑制剂试验
  在过去数年中,化学抑制剂处理法已经得到研究,据报道,已经有性价比可供选择处理油井与油管线中沥青质沉淀的抑制剂。这些抑制剂的功能类似于胶质,胶溶住沥青质,使他们稳定于溶液中。抑制剂处理方法中比较常用的步骤是向构造中在沥青质沉淀之前不断注入抑制剂。通过一个系列物理-化学过程抑制剂被吸收,如构造中的矿物质与抑制剂发生静电作用和范德华作用沥青质抑制剂被吸收。
第二章实验设备
2.1固相检测系统
  在这项研究中,固相检测系统用于测定沥青质沉淀起始点。该技术所使用的PVT套筒和光纤传感器(光源和检测器)组成,PVT套筒是个配有一个磁驱动混合器的透明玻璃管。该系统用于测定有机固体沉积起始点(由于温度、压力和组成变化)连同流体体积数据。
第三章结果与讨论
3.1原油、抑制剂、沥青质与胶质的特性
3.1.1原油样品的特性
  四种原油大部分物性参数都是通过ASTM标准方法测定的。原油物性列于表1。四种原油的粘温曲线见图1。由图1可知,在较高的温度下,MN-33原油具有较
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