注超临界CO稠油输送工艺技术研究

摘要

超临界CO2具有扩散系数大、溶解能力强的特点，可以迅速渗透到混合物内部。向稠油中注入一定浓度的CO2，可使稠油体积发生膨胀、密度减小，粘度迅速降低，从而实现稠油的降粘输送。与传统技术相比，该工艺具有节能、环保、经济性好等诸多优点。因此，研究注超临界二氧化碳稠油输送工艺的降粘规律，对加快油田稠油资源的开发利用意义重大。 本文着重研究了稠油的流变特性及粘温特性，对稠油的性质有了初步的认识；建立了注超临界CO2稠油输送的物理模型；然后，在稠油输送环道实验装置上进行了注超临界CO2稠油流动规律的研究，分析了各个工艺参数对稠油粘度的影响规律。结果表明：稠油动力粘度很高，流动性较差；采用注超临界CO2工艺后，温度、气油比、压力对稠油粘度的影响较大，随着温度的升高，稠油粘度成指数性下降趋势；气油比越大，降粘效果越好，但当气油比超过20后，随着气油比的继续增大，稠油粘度下降趋于平缓；压力的升高，对稠油的降粘效果会有较大的促进作用，但当压力升高到一定程度时，粘度-压力曲线趋于平缓，过高的压力甚至可能使稠油粘度有所增大；最终得出较佳的工况参数为：输送压力20MPa，温度90℃、气油比为20。 此外，论文还对注超临界CO2稠油输送工艺的特点及机理进行了一系列的研究，指出了现有实验装置的不足及今后的研究重点。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1研究目的及意义

1.2国内外稠油输送的研究现状

1.2.1稠油加热输送

1.2.2稠油掺稀输送

1.2.3水环输送

1.2.4乳化降粘输送

1.3课题的的来源

1.4课题的主要研究内容

第二章稠油的物理性质及CO2性质概述

2.1稠油物理性质概述

2.1.1粘温特性

2.1.2流变特性

2.1.3稠油高粘的实质

2.1.4稠油降粘输送的技术思路

2.2 CO2的基本物性

2.2.1 CO2的P-T-p相图

2.2.2超临界CO2的性质

2.2.3超临界CO2的密度计算

2.2.4 CO2与稠油作用的流体特性

第三章稠油流变性实验研究

3.1流变实验的必要性

3.2室内流变性实验

3.2.1油品的预处理及基础物性测量

3.2.2屈服应力

3.2.3本构方程

3.2.4粘温曲线测定

3.3室内流变性实验结论

第四章注超临界CO2稠油输送环道实验研究

4.1稠油输送技术工艺简述

4.2工艺计算及设备选型

4.2.1流速及环道管径的确定

4.2.2雷诺数的计算及流态判断

4.2.3差压变送器量程的确定

4.3稠油输送实验环道系统简介

4.3.1实验环道的组成

4.3.2环道实验流程

4.3.3实验操作步骤

4.4注超临界二氧化碳稠油输送工艺的实验研究

4.4.1正交实验与正交分析

4.4.2单因素对比实验

4.5本章小结

第五章结论及建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果