2021-10-09
摘(zhai)要
蒸(zheng)(zheng)汽輔助重(zhong)力泄油(you)(you)(you)技(ji)術（SAGD）是(shi)開發超(chao)(chao)稠油(you)(you)(you)的(de)(de)(de)一項前沿技(ji)術，其機理是(shi)在注(zhu)汽井中(zhong)(zhong)(zhong)注(zhu)入蒸(zheng)(zheng)汽，蒸(zheng)(zheng)汽向上超(chao)(chao)覆在地層(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)(zhong)形成蒸(zheng)(zheng)汽腔，蒸(zheng)(zheng)汽腔向上及側面擴展，與油(you)(you)(you)層(ceng)(ceng)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)原油(you)(you)(you)發生(sheng)(sheng)熱(re)交換(huan)，加(jia)熱(re)后的(de)(de)(de)原油(you)(you)(you)和蒸(zheng)(zheng)汽冷凝(ning)水(shui)(shui)(shui)靠重(zhong)力作(zuo)用泄到下(xia)面的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)平生(sheng)(sheng)產(chan)井中(zhong)(zhong)(zhong)產(chan)出。在這一過(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)會產(chan)生(sheng)(sheng)復雜的(de)(de)(de)W/O/W乳液(ye)，為(wei)了獲(huo)得無水(shui)(shui)(shui)稠油(you)(you)(you)需要將乳液(ye)進行相(xiang)分(fen)離(li)。由于重(zhong)質油(you)(you)(you)的(de)(de)(de)密度與水(shui)(shui)(shui)接近，經常采取(qu)稀釋的(de)(de)(de)方法降(jiang)低瀝青的(de)(de)(de)粘(zhan)度來(lai)加(jia)速相(xiang)分(fen)離(li)過(guo)程。
在本(ben)文中，利用靜態多重光散(san)射儀Turbiscan測量了重質油乳液的不穩定(ding)現象，評價了不同種類稀釋(shi)劑對重質油油乳液穩定(ding)性的影響。
材(cai)料和方法
脫水重質(zhi)油（飽(bao)和(he)烴(jing)30%，芳烴(jing)34%，樹脂23%，瀝青(qing)13%），鹵水（0.93%NaCl，0.67%NaHCO3）
重質油(you)和稀釋劑利(li)用如下方程稀釋，獲得稀釋油(you)。
然后將稀釋油與鹵水按(an)照25:75的(de)比例混合，在瓦林攪拌(ban)器中攪拌(ban)5min，獲得(de)乳液。
選(xuan)取了3中(zhong)稀釋劑（A,B,C），分(fen)別對應下(xia)表中(zhong)的組(zu)分(fen)。
樣品命(ming)名方法，以A50為例，A代表(biao)選(xuan)取的(de)稀(xi)釋(shi)劑種類，隨(sui)后的(de)數字(zi)代表(biao)稀(xi)釋(shi)劑和(he)油(you)的(de)混合比例，例如(ru)100mL的(de)A50，含水(shui)75mL，含稀(xi)釋(shi)油(you)25mL，其(qi)中稀(xi)釋(shi)油(you)的(de)成分(fen)為12.5mL稀(xi)釋(shi)劑A和(he)12.5mL脫(tuo)水(shui)油(you)。
使用(yong)Turbiscan多重光散射(she)儀測量不穩定現象(xiang)，生(sheng)產廠家法國Formulaction。
實驗結果和(he)討論
多重(zhong)(zhong)光散射儀通過測量瓶子的(de)透射光和(he)背向散射光，可(ke)以(yi)表征(zheng)樣品中的(de)粒(li)徑變(bian)化（絮凝，聚并）和(he)局部(bu)濃度變(bian)化（粒(li)子遷移現象），多重(zhong)(zhong)光散射方法比瓶試觀察法具有更加快速和(he)客觀的(de)優(you)勢。
圖1 （a）A50樣(yang)(yang)品瓶樣(yang)(yang)品外觀隨時(shi)間變化照片（b）A50樣(yang)(yang)品在常溫下背散(san)射光掃(sao)描(miao)(miao)曲線，箭(jian)頭指示著掃(sao)描(miao)(miao)線隨時(shi)間變化過(guo)程，虛線指示124min時(shi)的分層界面位置
圖1顯示(shi)了一個(ge)典型樣品（A50）的(de)背(bei)散射(she)(she)光(guang)掃描曲線，由于樣品渾濁不透明(ming)，所有分(fen)析采取(qu)背(bei)散射(she)(she)數(shu)據。由于實驗沒有采用(yong)化(hua)(hua)學添加劑(ji)促進相(xiang)分(fen)離(li)，實驗結束時分(fen)離(li)的(de)兩(liang)相(xiang)為：富油相(xiang)和富水相(xiang)（oil rich phase and water rich phase），從圖5a的(de)照片中(zhong)眼睛可(ke)(ke)以(yi)看到上下層顏(yan)色(se)不同，但是很難分(fen)辨界面位(wei)置(zhi)(zhi)，但是從圖5b中(zhong)，多重光(guang)散射(she)(she)技術可(ke)(ke)以(yi)精(jing)確地確定(ding)界面位(wei)置(zhi)(zhi)（虛線位(wei)置(zhi)(zhi)），在這個(ge)位(wei)置(zhi)(zhi)ΔBS曲線的(de)斜率發生了轉(zhuan)變。通過測量界面位(wei)置(zhi)(zhi)隨時間的(de)變化(hua)(hua)，可(ke)(ke)以(yi)獲得并比(bi)較(jiao)三(san)種稀釋劑(ji)的(de)相(xiang)分(fen)離(li)速度。
圖2 頂部分層體積百分比(bi)隨時間(jian)變(bian)化(hua)曲線與瓶試法(fa)數據對比(bi)（Turbiscan實心，瓶試法(fa)空心）
圖2展示了(le)三種乳液頂部(bu)富(fu)油層與(yu)純油相(xiang)的(de)體積(ji)百(bai)分(fen)(fen)(fen)比(bi)隨時間變化曲線，由于分(fen)(fen)(fen)離的(de)富(fu)油相(xiang)中(zhong)含有一部(bu)分(fen)(fen)(fen)乳化水(shui)，A50樣品(pin)的(de)最終體積(ji)百(bai)分(fen)(fen)(fen)比(bi)超過(guo)了(le)100%。通(tong)過(guo)與(yu)瓶(ping)試(shi)法(fa)(fa)對比(bi)，Turbiscan數據與(yu)瓶(ping)試(shi)法(fa)(fa)具有一致(zhi)性。從圖中(zhong)可(ke)見，在(zai)室溫條件(jian)下(xia)，B50在(zai)三者中(zhong)是最穩定的(de)乳液。為了(le)比(bi)較稀(xi)(xi)釋對穩定性大的(de)影響，測量了(le)不同稀(xi)(xi)釋劑濃度的(de)頂部(bu)分(fen)(fen)(fen)層體積(ji)百(bai)分(fen)(fen)(fen)比(bi)。
圖3 不同(tong)稀釋(shi)(shi)劑和稀釋(shi)(shi)劑濃度樣品的(de)頂部(bu)分層體積百分比
稀釋劑(ji)的(de)自身性質對瀝青的(de)沉(chen)淀(dian)具有重要作用，稀釋比例對瀝青界面性質也會產(chan)生影響（Alvarez et al., 2009）。一(yi)些作者研究指出，稀釋的(de)特征(zheng)比例與(yu)稀釋劑(ji)中的(de)蠟(la)含(han)量有關，而且與(yu)蠟(la)的(de)分(fen)子鏈長度(du)(du)有關，當蠟(la)的(de)分(fen)子鏈長度(du)(du)在C7-C10附(fu)近，瀝青會更容易沉(chen)淀(dian)（Wang et al., 2001，Wiehe et al., 2004）。
在圖3中，水油比依然為(wei)75:25，隨著稀釋比利增加，樣品穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)越來越好，A100，B100，C100三個(ge)樣品中的油相是100%的稀釋劑，出(chu)人(ren)意料的是，這三個(ge)樣品的乳(ru)液穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)非常(chang)好，說明(ming)稀釋劑中的某些組分含有表面活性(xing)(xing)分子(zi)，也對乳(ru)液穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)產生重(zhong)要作用。
結論(lun)
通過(guo)這篇研究(jiu)，證(zheng)實了多重(zhong)光散射儀是表征蒸汽輔助重(zhong)力(li)泄油（SAGD）產(chan)生(sheng)的(de)(de)復雜乳液的(de)(de)有力(li)工具，成功的(de)(de)研究(jiu)了不同稀釋(shi)(shi)劑(ji)(ji)對(dui)乳液穩定性的(de)(de)影響，稀釋(shi)(shi)劑(ji)(ji)比例越高，乳液穩定越好，稀釋(shi)(shi)劑(ji)(ji)中(zhong)的(de)(de)蠟質組分對(dui)瀝青沉淀具有明顯作(zuo)用(yong)。
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