2021-10-09
摘要
蒸汽(qi)輔助重(zhong)力(li)泄油(you)(you)技(ji)術（SAGD）是(shi)開發超稠(chou)油(you)(you)的(de)一項前(qian)沿技(ji)術，其機理(li)是(shi)在注汽(qi)井(jing)中(zhong)注入蒸汽(qi)，蒸汽(qi)向(xiang)(xiang)上超覆在地層中(zhong)形成蒸汽(qi)腔，蒸汽(qi)腔向(xiang)(xiang)上及側(ce)面擴(kuo)展，與油(you)(you)層中(zhong)的(de)原油(you)(you)發生熱(re)交換，加(jia)熱(re)后的(de)原油(you)(you)和(he)蒸汽(qi)冷凝(ning)水(shui)靠重(zhong)力(li)作(zuo)用泄到(dao)下面的(de)水(shui)平生產井(jing)中(zhong)產出(chu)。在這一過程中(zhong)會產生復雜的(de)W/O/W乳液，為(wei)了獲得無水(shui)稠(chou)油(you)(you)需(xu)要將乳液進行相分離。由(you)于重(zhong)質油(you)(you)的(de)密(mi)度(du)與水(shui)接(jie)近，經常采取(qu)稀釋的(de)方法降低瀝青的(de)粘度(du)來加(jia)速相分離過程。
在本(ben)文(wen)中(zhong)，利用靜態多重光散射儀Turbiscan測(ce)量了(le)重質(zhi)油(you)乳(ru)液的不(bu)(bu)穩定現象，評價了(le)不(bu)(bu)同種(zhong)類(lei)稀(xi)釋劑(ji)對重質(zhi)油(you)油(you)乳(ru)液穩定性(xing)的影響。
材料和方法
脫水重質油（飽和烴30%，芳烴34%，樹脂(zhi)23%，瀝青13%），鹵(lu)水（0.93%NaCl，0.67%NaHCO3）
重質油(you)和稀(xi)(xi)釋劑利用如下方程稀(xi)(xi)釋，獲得稀(xi)(xi)釋油(you)。
然后將稀釋油與鹵水按照25:75的(de)比(bi)例混合，在瓦林(lin)攪拌(ban)器中攪拌(ban)5min，獲(huo)得乳液。
選取了(le)3中稀釋劑（A,B,C），分別對應下表中的(de)組分。
樣品命名方法，以A50為(wei)例，A代表(biao)選取的(de)稀(xi)釋(shi)(shi)劑(ji)種類，隨(sui)后的(de)數字代表(biao)稀(xi)釋(shi)(shi)劑(ji)和油(you)的(de)混合比(bi)例，例如(ru)100mL的(de)A50，含水75mL，含稀(xi)釋(shi)(shi)油(you)25mL，其中(zhong)稀(xi)釋(shi)(shi)油(you)的(de)成分為(wei)12.5mL稀(xi)釋(shi)(shi)劑(ji)A和12.5mL脫水油(you)。
使用(yong)Turbiscan多重光(guang)散(san)射儀(yi)測量不(bu)穩定現(xian)象(xiang)，生產廠家(jia)法國Formulaction。
實驗結果和(he)討論
多重光(guang)(guang)散(san)射儀通過(guo)測量瓶子的透(tou)射光(guang)(guang)和背(bei)向(xiang)散(san)射光(guang)(guang)，可以表(biao)征樣品(pin)中的粒(li)徑變化(hua)（絮凝，聚并）和局(ju)部濃度變化(hua)（粒(li)子遷移現象(xiang)），多重光(guang)(guang)散(san)射方(fang)法比瓶試觀(guan)(guan)察法具有更加快速和客觀(guan)(guan)的優(you)勢(shi)。
圖(tu)1 （a）A50樣品(pin)(pin)瓶樣品(pin)(pin)外觀隨時間(jian)變化照(zhao)片（b）A50樣品(pin)(pin)在常溫下(xia)背散射光掃(sao)描曲線，箭頭指(zhi)示著掃(sao)描線隨時間(jian)變化過程(cheng)，虛線指(zhi)示124min時的分層界面位置
圖1顯(xian)示(shi)了一個典型(xing)樣(yang)品（A50）的背(bei)(bei)散射(she)光掃描曲(qu)線，由于(yu)樣(yang)品渾濁不(bu)(bu)透(tou)明，所有分(fen)(fen)析采取背(bei)(bei)散射(she)數(shu)據(ju)。由于(yu)實驗沒有采用(yong)化學添加(jia)劑促進相分(fen)(fen)離，實驗結(jie)束時分(fen)(fen)離的兩相為：富(fu)油相和富(fu)水相（oil rich phase and water rich phase），從(cong)圖5a的照(zhao)片(pian)中眼睛可以看到上下層顏色不(bu)(bu)同，但是很難分(fen)(fen)辨界(jie)面位(wei)置(zhi)，但是從(cong)圖5b中，多重光散射(she)技術(shu)可以精(jing)確地確定界(jie)面位(wei)置(zhi)（虛線位(wei)置(zhi)），在這個位(wei)置(zhi)ΔBS曲(qu)線的斜率發生(sheng)了轉變。通(tong)過測量界(jie)面位(wei)置(zhi)隨時間的變化，可以獲得并比較三種稀釋劑的相分(fen)(fen)離速度。
圖2 頂部分層體積百分比隨時間變化曲線(xian)與瓶(ping)試法數據(ju)對比（Turbiscan實(shi)心，瓶(ping)試法空心）
圖2展示了(le)三種乳液頂部(bu)富(fu)油層(ceng)與純(chun)油相(xiang)的(de)體積百(bai)(bai)分(fen)比(bi)隨時間變化曲線，由(you)于分(fen)離的(de)富(fu)油相(xiang)中含有(you)一部(bu)分(fen)乳化水，A50樣品的(de)最終體積百(bai)(bai)分(fen)比(bi)超過(guo)了(le)100%。通過(guo)與瓶試(shi)法對(dui)比(bi)，Turbiscan數(shu)據與瓶試(shi)法具有(you)一致性(xing)。從圖中可見，在(zai)室溫條件下，B50在(zai)三者(zhe)中是最穩定(ding)的(de)乳液。為了(le)比(bi)較稀釋對(dui)穩定(ding)性(xing)大的(de)影(ying)響，測量了(le)不同稀釋劑濃度(du)的(de)頂部(bu)分(fen)層(ceng)體積百(bai)(bai)分(fen)比(bi)。
圖3 不(bu)同稀釋(shi)劑和稀釋(shi)劑濃度樣品的頂部分(fen)層體積百分(fen)比
稀(xi)釋劑(ji)的(de)自身(shen)性質(zhi)對瀝青(qing)的(de)沉(chen)淀具有重要作(zuo)用，稀(xi)釋比(bi)例對瀝青(qing)界面性質(zhi)也會產(chan)生影響（Alvarez et al., 2009）。一(yi)些作(zuo)者研究指出，稀(xi)釋的(de)特征(zheng)比(bi)例與稀(xi)釋劑(ji)中的(de)蠟含量有關，而(er)且與蠟的(de)分子(zi)鏈長度有關，當(dang)蠟的(de)分子(zi)鏈長度在C7-C10附近，瀝青(qing)會更容易沉(chen)淀（Wang et al., 2001，Wiehe et al., 2004）。
在(zai)圖3中(zhong)，水油(you)比依然為75:25，隨著稀釋比利增加，樣品(pin)穩定性(xing)(xing)越來越好，A100，B100，C100三個樣品(pin)中(zhong)的(de)油(you)相是100%的(de)稀釋劑(ji)，出人意料的(de)是，這三個樣品(pin)的(de)乳液穩定性(xing)(xing)非常好，說(shuo)明稀釋劑(ji)中(zhong)的(de)某(mou)些(xie)組分含有表面活性(xing)(xing)分子，也對乳液穩定性(xing)(xing)產(chan)生重(zhong)要作用。
結(jie)論(lun)
通過這篇研究，證實(shi)了多(duo)重光散射儀是表(biao)征蒸汽(qi)輔助重力泄油（SAGD）產(chan)生(sheng)的(de)復(fu)雜(za)乳液的(de)有(you)力工(gong)具，成功的(de)研究了不同稀(xi)釋(shi)劑對乳液穩定性的(de)影響(xiang)，稀(xi)釋(shi)劑比例(li)越高，乳液穩定越好(hao)，稀(xi)釋(shi)劑中(zhong)的(de)蠟質組分對瀝青沉淀具有(you)明顯作用。
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