技术分析
技术分析
- 固井水泥浆用两性离子型聚羧酸分散剂的合成及性能评价 (第一部分)
- 固井水泥浆用两性离子型聚羧酸分散剂的合成及性能评价 (第二部分)
- 固井水泥浆用两性离子型聚羧酸分散剂的合成及性能评价(第三部分)
- 新型温度响应型蠕虫状胶束堵漏剂合成与评价(第一部分)
- 新型温度响应型蠕虫状胶束堵漏剂合成与评价(第二部分)
- 化工管道运输技术发展现状与展望(第一部分)
- 化工管道运输技术发展现状与展望(第二部分)
- 丙烯酰胺/甲基丙烯酰氧乙基二甲基丙磺酸铵共聚物的合成及其性能
- 管道流量计量技术挑战与展望(第一部分)
- 管道流量计量技术挑战与展望(第二部分)
- 管道流量计量技术挑战与展望(第三部分)
- 海洋软管应用技术与展望(第一部分)
- 海洋软管应用技术与展望(第一部分)
- 海洋软管应用技术与展望(第二部分)
- 海洋软管应用技术与展望(第四部分)
- 基于蒙脱石修饰的深层页岩封堵剂制备及性能研究(第一部分)
- 基于蒙脱石修饰的深层页岩封堵剂制备及性能研究(第二部分)
- 两性离子聚合物降滤失剂的合成及评价 (第一部分)
- 两性离子聚合物降滤失剂的合成及评价 (第二部分)
- 减阻剂在高风险管道上的应用
- 分子模拟技术在油田用丙烯酰胺聚合物中的应用进展(第一部分)
- 分子模拟技术在油田用丙烯酰胺聚合物中的应用进展(第二部分)
- 非均相体系在微通道中的封堵性能研究(第一部分)
- 非均相体系在微通道中的封堵性能研究 (第二部分)
- 高含水油田剩余油研究方法、分布特征与发展趋势(第一部分)
- 高含水油田剩余油研究方法、分布特征与发展趋势(第二部分)
- 高含水油田剩余油研究方法、分布特征与发展趋势(第三部分)
- 能源安全战略下中国管道输送技术发展与展望(第一部分)
- 能源安全战略下中国管道输送技术发展与展望(第二部分)
- 能源安全战略下中国管道输送技术发展与展望(第三部分)
- 超临界水对重油改质中多环芳烃生成与转化影响的研究进展(第一部分)
- 超临界水对重油改质中多环芳烃生成与转化影响的研究进展(第二部分)
- 耐高温两性离子型油井水泥缓凝剂的合成及其缓凝机理研究(第一部分)
- 耐高温两性离子型油井水泥缓凝剂的合成及其缓凝机理研究(第二部分)
- 稠油水环输送管道再启动压降特性分析 (第一部分)
- 稠油水环输送管道再启动压降特性分析 (第二部分)
- 稠油水环输送管道再启动压降特性分析 (第三部分)
- 石油钻井行业的技术新动态
- 防气窜固井水泥浆体系研究
- 油井水泥大温差缓凝剂的合成及性能研究(第一部分)
- 油井水泥大温差缓凝剂的合成及性能研究(第二部分)
- 智能油田关键技术研究现状与发展趋势 (第一部分)
- 智能油田关键技术研究现状与发展趋势 (第二部分)
- 智能油田关键技术研究现状与发展趋势 (第三部分)
- 石油钻井行业技术新动态
- 石油钻井行业技术新动态
- 钻井过程中井漏特征精细识别方法研究与应用(第一部分)
- 钻井过程中井漏特征精细识别方法研究与应用(第二部分)
- 非常规油气固井材料发展现状及趋势浅析(第一部分)
- 非常规油气固井材料发展现状及趋势浅析(第二部分)
- 石油钻井行业技术动态
- 国际石油2023年度十大科技进展回顾
- 页岩气小井眼水平井纳米增韧水泥浆固井技术(第一部分)
- 页岩气小井眼水平井纳米增韧水泥浆固井技术(第二部分)
- 新型固井冲洗液评价装置适用性分析 (第一部分)
- 新型固井冲洗液评价装置适用性分析(第二部分)
- 吉木萨尔页岩油井水泥环性能评价(第一部分)
- 吉木萨尔页岩油井水泥环性能评价(第二部分)
- 构建多维度管道巡防体系管控高后果区风险
- 管道工程建设质量问题探究
- 纳米流体提高原油采收率研究和应用进展(第三部分)
- 纳米流体提高原油采收率研究和应用进展(第一部分)
- 纳米流体提高原油采收率研究和应用进展(第二部分)
- 纳米流体提高原油采收率研究和应用进展(第四部分)
- 基于页岩油水两相渗流特性的油井产能模拟研究
- 页岩油水平井压裂后变形套管液压整形技术
- 中深层稠油化学降黏技术研究进展(第一部分)
- 中深层稠油化学降黏技术研究进展(第二部分)
- 中深层稠油化学降黏技术研究进展(第三部分)
- 中深层稠油化学降黏技术研究进展(第四部分)
- 陆相页岩油气水平井穿层体积压裂技术
- 超支化聚乙烯新材料的研究进展(第一部分)
- 超支化聚乙烯新材料的研究进展(第二部分)
- 纤维素纳米材料在油气行业的研究现状与前景展望-孙金声院士团队
- 国内外深井超深井钻井液技术现状及发展趋势(第一部分)
- 国内外深井超深井钻井液技术现状及发展趋势(第二部分)
- 动态压力固井用疏水缔合聚合物防窜剂的合成与性能(第一部分)
- 动态压力固井用疏水缔合聚合物防窜剂的合成与性能(第二部分)
- 聚合物降滤失剂PAAAA的合成及其性能评价(第一部分)
- 聚合物降滤失剂PAAAA的合成及其性能评价(第二部分)
- 神奇的湍流减阻效应-加点高聚物就能让流体减阻
- 油井用复合低温早强剂的制备与性能研究(第一部分)
- 油井用复合低温早强剂的制备与性能研究(第二部分)
- 阴离子型丁苯胶乳粉的合成及其在油井水泥中的应用(第一部分)
- 阴离子型丁苯胶乳粉的合成及其在油井水泥中的应用(第二部分)
- 水溶性疏水缔合聚合物-膨润土纳米复合材料的研究(第一部分)
- 水溶性疏水缔合聚合物-膨润土纳米复合材料的研究(第二部分)
- 南海深水油气开采风险识别及安全控制技术
- 中国陆上油气田生产智能化现状及展望(第一部分)
- 中国陆上油气田生产智能化现状及展望(第二部分)
- 中国陆上油气田生产智能化现状及展望(第三部分)
- 石油钻井堵漏-施工原理-施工方法
- 钻井工程血液-钻完井液技术的发展现状与趋势(第一部分)
- 钻井工程血液-钻完井液技术的发展现状与趋势(第二部分)
- 钻井工程血液-钻完井液技术的发展现状与趋势(第三部分)
- 详述固井前置液
- 国内新型油井水泥分散剂的研究进展
- 缓凝剂的作用机理及缓凝效果
- 油田工业当中消泡剂的应用
- 微交联聚合物降滤失剂的合成与性能 (第一部分)
- 微交联聚合物降滤失剂的合成与性能(第二部分)
- 抗温抗盐水基钻井液降滤失剂研究进展(第一部分)
- 抗温抗盐水基钻井液降滤失剂研究进展(第二部分)
- 抗温抗盐水基钻井液降滤失剂研究进展(第三部分)
- 超高温高密度钻井液
- 浅析减阻剂在输油管道运行中的节能降耗和增输效益
- 井控技术研究进展与展望(第三部分)
- 井控技术研究进展与展望(第二部分)
- 井控技术研究进展与展望(第一部分)
- 耐温型聚丙烯酰胺减阻剂研究与应用现状(第一部分)
- 耐温型聚丙烯酰胺减阻剂研究与应用现状(第二部分)
- 抗高温钻井液降滤失剂的合成及机理研究(第一部分)
- 抗高温钻井液降滤失剂的合成及机理研究(第二部分)
- 抗高温钻井液降滤失剂的合成及机理研究(第三部分)
- 油气管道技术发展现状与展望
- 可降解微交联减阻剂的开发及应用(第一部分)
- 石油管道输送用高效减阻剂超高分子量聚1-辛烯的合成及其结构性能(第三部分)
- 石油管道输送用高效减阻剂超高分子量聚1-辛烯的合成及其结构性能(第二部分)
- 石油管道输送用高效减阻剂超高分子量聚1-辛烯的合成及其结构性能(第一部分)
- 可降解微交联减阻剂的开发及应用(第二部分)
- 泡沫水泥浆固井技术
- 泡沫水泥浆固井技术
- 深井、超深井固井关键工具(三)
- 深井、超深井固井关键技术进展及实践 (一)
- 深井、超深井固井特色水泥浆体系(二)
- 石油支撑剂是什么
- 油田污水处理技术现状及发展趋势
- 液化石油气(LPG)压裂技术及其应用前景
- 液化石油气(LPG)压裂技术及其应用前景
- 乳化原油破乳机理的研究
- 乳化原油破乳机理的研究
- 油田开发过程中厚油层剩余油分布与挖潜技术研究
- 一种低伤害压裂液的性能评价与现场应用
- 油基泥浆含油钻屑处理技术研究
- 钻井完井过程油气储层伤害机理与控制措施
- 浅谈PX 项目与我国石油加工业的可持续发展
- 油气并举在石油开采中的作业分析
- 斯伦贝谢如何强化技术创新
- 页岩油深斜井技术新发展
- 油田注水用杀菌剂在我国的应用及发展
- 油田开发设计方法和老油田开发现状
- 引入新井身结构提高SAGD性能
- 关于油气勘探新技术与应用分析
- 海洋油气钻探及其相关应用技术的发展与展望
- 储层压裂新技术: 液化石油气无水压裂
- “大数据” 助力石油行业更高效
- 一种速溶无残渣纤维素压裂液
- 油田污水回用技术促进企业清洁生产
- 历史悠久且最有效的堵漏剂产品:Diaseal M
- 贝克休斯ClearStar压裂液体系
- EOR三大技术现状与展望
- 页岩油气开发环保新技术 移动式膜分离技术提供高容量水循环利用
- 油田化学剂在油田污水处理中的应用研究
- 三次采油技术进展
- 中东钻井技术新进展
- 页岩气开采新工艺:无水压裂
- 以聚合物为载体的三次采油技术研究
- 深水钻井液关键外加剂优选评价方法
- 合成基钻井液技术应用
尽管油溶性催化剂能够通过更充分的接触提高活性,但仍存在催化剂与油相分离的问题。因此,研究人员提出了兼具水溶性和油溶性的优点的两亲性催化剂。Chen 等设计合成了两亲性金属螯合物-芳族磺酸铁,改善了阳离子在油中的分散性,有助于催化剂在油水界面保持稳定。实验结果表明,200℃下稠油表观黏度降低了90.7%。现场测试中不仅黏度降低了82.3%,稳定性也显著提高。随后,Chen 等又合成了一种新型的Gemini 催化剂,以过渡金属为活性中心,Gemini 表面活性剂为配体。在170℃下, 在实验室和现场测试中黏度均降低了90% 以上。
催化剂的另一重要类型是非均相催化剂,包括固体酸、天然沸石。Strausz 等采用四氟硼酸(HF·BF3)作为活性催化剂对富含沥青、焦油砂和沥青质的稠油进行水热裂解。结果表明,通过解聚和氢化反应,转化率高达56%,主要产物为挥发性有机化合物和烷基苯。虽然HF·BF3 在降黏改质方面效果明显,但是其水溶性会带来后续的回收问题。因此,研究人员开始对其他固体催化剂如杂多酸、改性氧化锆进行开发。闻守斌等将H4SiW12O40 用于胜利油田稠油降黏,240 ℃下反应36h 后,黏度下降了67%以上。并且当H4SiW12O40 与储层矿物共同作用时,黏度进一步降低到73%。Chen等发现Keggin 型纳米K3PMo12O40 和H3PMo12O40 由于其在酸性和氧化还原方面的独特特性,也能使得超稠油黏度大幅度降低。Jing 等 利用Ni2+ 和Sn2+ 改性SO42-/ZrO2, 证明了改性SO42-/ZrO2 能催化胜利油田稠油的水热裂解反应,使得胶质、沥青质、硫和氮含量显著降低。此外,天然沸石是一种经济丰富的矿产资源,当适当活化具有一定酸性后,也可作为催化剂。Junaid 等使用菱沸石和斜发沸石作为催化剂,得出天然沸石能够有效去除杂原子的结论。研究人员还发现沸石的多孔结构能够吸附多余的组分,沸石的酸性能够提供大量的氢离子以稳定中间裂解分子,是一种完全不同于临氢裂解机理的离子机理。
近年来,纳米材料引起了越来越多的关注。由于纳米级材料的独特特性,例如高催化活性、高比表面积、多孔介质内有效传输等,纳米催化剂逐渐被开发运用于稠油水热裂解中。李伟等制备纳米镍微乳液,并将其应用于辽河超稠油的水热裂解。研究表明,纳米Ni 微乳液能够促进脱硫、沥青质转化,降低黏度。在提质、乳化和稀释的协同作用下, 50 ℃下沥青质的降黏率达到98.9%。除黏度降低外,改质后的稠油H/C 比明显增加,胶质、沥青质及含硫量明显下降。Noorlaily 等尝试采用微波辅助共沉淀法制备NiO 纳米颗粒用于稠油水热裂解催化剂。作者以NiCl2·6H2O 为镍源,反应合成了平均粒径为65 nm,平均比表面积为158 m2/g 的NiO 球形纳米颗粒。催化剂活性测试的结果表明,在水热裂解反应中加入NiO 纳米颗粒可使稠油黏度降低22%。Li 等利用碳纳米材料替代过渡金属催化剂,在约150℃的低温下,较短时间内稠油黏度便降低了96% 以上,保证降黏效果的同时还能节约运营成本。Hashemi 等报道了含有三金属(W、Ni 和Mo)胶体纳米粒子微乳液作为催化剂,并证明了他们能够增强沥青质的采收率。为了阐明潜在机理,Shokrlu等探讨了纳米粒子的金属类型、大小和浓度对催化活性的影响,并认为上述参数非常重要,应该对进行组合优化以达到更好的性能。
不可否认,水热催化裂解技术是提高稠油采收率的一项很有前途的技术,它将稠油储层变为地下炼油厂,同时实现原油改质和采收。过渡金属盐、过渡金属有机化合物等水溶性催化剂仍属于催化剂的主流,但是催化剂的回收、环境影响和高成本等问题限制了它们在稠油开发中的广泛应用。超分散纳米催化剂由于其耐热性、可回收性、多反应活性位点等优异性能将会成为未来的研究重点。然而,还需要进一步确定纳米颗粒催化的最佳反应条件和反应机制。同时,一些纳米粒子的合成方法对于现场应用来说太过复杂,还需进一步优化合成工艺。
3.4 纳米材料降黏
如前所述,纳米颗粒由于其高催化性在稠油水热催化裂解具有很大的应用潜力。实际上,纳米颗粒具有强吸附性,与沥青质之间具有强亲和力,能够加快氧化、气化等反应速度。因此,纳米颗粒能够在不同条件下分解沥青质,这也意味着纳米技术的运用能够有效提高几乎所有热采技术的效率(如ISC、CSS、SAGD等)。
图6为纳米粒子催化稠油蒸汽气化过程的示意图。首先,沥青质被吸附在纳米颗粒上,粘弹性网络解体。随后沥青质物质在蒸汽气化作用下进行分解,最后重质组分气化生成CO2、H2、CO、CH4等。Nassar等选用了3种不同类型的金属氧化物纳米粒子Fe2O3、Co3O4和NiO用于稠油催化-蒸汽降黏。结果发现,Fe2O3、Co3O4和NiO分别将反应温度从500 ℃降至380 ℃、330 ℃和317 ℃。Franco等利用纳米SiO2负载NiO和PdO催化剂研究沥青质吸附及蒸汽气化。结果表明,在沥青质蒸汽气化过程中,1%Ni和1%Pd功能化SiO2能够催化产生更多的CH4。Rezaei等在火烧油层的过程中加入了纳米SiO2和纳米g-Fe2O3,大大改善了原油品质,降低了催化反应活化能。Hzashemi等将三金属(W、Ni和Mo)纳米颗粒分散于减压柴油中,进行蒸汽辅助重力泄油(SAGD)试验,证明了在典型的SAGD压力和温度条件下,三金属超分散纳米颗粒可以在油砂介质中运移。并且纳米材料的催化活性减少了含硫含氮气体的产生,减少了温室气体的排放。
此外,纳米材料也常被用作智能纳米流体,提高稠油采收率。有学者评价了Fe3O4纳米颗粒作为稠油降黏剂的效果。当单独添加纳米颗粒时,黏度降低20%。而对于Fe3O4纳米颗粒与润滑油和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)组成的铁磁流体,温度为35 ℃和45 ℃时,降黏率分别为81%和96%。含铁磁流体的稠油在35 ℃下的黏度接近于不含铁磁流体的稠油下在45 ℃下的黏度。这反映出在稠油中添加铁磁流体可以节省热能。Ahoee等首次研究了碳纳米管(CNT)作为稠油降黏剂的作用。使用直径为8~12 nm的多壁碳纳米管,添加不同的乳化剂,表面活性剂,增溶剂,稳定剂和溶剂形成不同的纳米流体。另外,通过连接油酸和六亚甲基四胺(HMTA)形成了亲水功能化的纳米复合材料(ZnO和CNT)。结果表明,CNT(E)纳米流体的性能最佳,80 ℃下稠油黏度降低96%。功能化的纳米复合材料均比纯纳米复合材料表现更好。蒸馏水中HMTA功能化的纳米复合材料的最佳降黏率为91.6%,而海水中油酸功能化的纳米复合材料的最佳降黏率为93.5%。研究者认为亲水功能化可以增强水溶性,从而促进纳米复合材料渗透到原油烃链中而不会聚集。但这项研究的问题在于没有探讨基载液对稠油黏度的影响,使得CNT作为降低黏度的作用模糊不清。
4.结论
1)乳化降黏成本低,降黏效果好,工艺简单,见效快,但是乳化剂对不同稠油的通用性及其自身的耐温耐盐性还需进一步提升。如何设计合成成本低、效果好、适应不同类型稠油和高温高矿化度地层环境的乳化降黏剂是迫切需要解决的问题。未来除了不断优化阴离子-非离子复合表面活性剂的合成路线,降低成本之外,还要利用计算机模拟手段深入分析降黏剂与稠油之间的相互作用。
2)油溶性降黏剂能耗低,可与稠油充分接触,有很大的开发前景。但降黏效果有限且应用成本较高,井下混合条件影响较大。因此,进一步研究降黏机理、设计开发高效廉价油溶性降黏剂及优化井下混合工艺是研究重点。
3)通过水热裂解与催化反应的结合,水热催化裂解降黏技术已成为一种很有前途的技术,但是开发高效、低成本、高活性、高选择性、应用广泛的催化剂之路仍道阻且长。超分散纳米催化剂是未来的研究重点。此外,寻找丰度高、易获取、价格低、安全环保的供氢体也十分必要。
4)纳米粒子作为吸附剂和催化剂在中深层稠油开采中具有很大的应用潜力,但该技术对于实际应用仍然不够成熟。纳米粒子自聚集及不同组分的稠油的选择性是其主要缺点。其次,纳米材料降黏机理仍旧模糊不清,未来还需要进一步研究以确定最佳反应条件和反应机制。