重質(zhì)原油重質(zhì)原油組成特點(diǎn)

據(jù)研究重質(zhì)原油的形成，主要受盆地后期構(gòu)造抬升的影響，使早期形成的古油藏抬升而接近地表，使古油藏頂蓋層封堵條件遭受不同程度的破壞，致使油藏中的輕組分大量流失，并且由于受地表水的氧化及生物降解作用，油藏中的環(huán)烷烴氧化成環(huán)烷酸，芳香烴氧化成酚、芳香酸；烷烴氧化成脂肪醇、脂肪酮、脂肪酸等；此外并使石油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量增加，石油被微生物降解會使其中某些烴類消失，烴類降解大致按如下的順序進(jìn)行：正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、類異戊二烯烷烴、少環(huán)環(huán)烷烴、多環(huán)芳香烴。～般來講，甾、萜類化合物比較穩(wěn)定。輕組分流失、生物降解和氧化作用的綜合效應(yīng)是形成密度大，黏度高的重質(zhì)原油，重質(zhì)原油中輕餾分含量低，不含蠟或含蠟很少，膠質(zhì)及瀝青含量高，一般在20%～50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))之間，強(qiáng)烈的后期運(yùn)移改造可使原油轉(zhuǎn)化為天然瀝青。

重原油有兩種開采方法：即豎井蒸汽開采法和水平井冷開采法。

1.豎井蒸汽開采法

最初，曾用豎井冷法開采特重質(zhì)原油，單井產(chǎn)量只有200-400桶/井·天。由于產(chǎn)量低、鉆井密度大，經(jīng)濟(jì)上不可行。于是改用向垂直的豎井中交替注入蒸汽、加熱重油以降低黏度，使其流入井中，然后用泵抽出。這種開采方法的采收率仍然較低(單井產(chǎn)量只有900～1200桶/井·天)，已很少采用。

2.水平井冷開采法(Cold production)

該方法是常采用的重質(zhì)原油開采方法。方法是在油藏內(nèi)鉆水平井，水平長度在1500m之內(nèi)。利用泡沫驅(qū)油機(jī)理，使分散的氣泡滯留在重油中以提高產(chǎn)量。水平井冷開采法開采的單井日產(chǎn)量可達(dá)3000桶/天。雖然冷開采法工藝簡單，生產(chǎn)成本較低，但只適用于開采孔隙度高、滲透性好的油藏。

3.重質(zhì)原油熱采技術(shù)

重質(zhì)原油熱采，是向油層注蒸汽降低原油粘度的開采方法。關(guān)鍵技術(shù)是蒸汽發(fā)生器、井下隔熱管、耐高溫封隔器及伸縮管管柱。經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，這套設(shè)備的生產(chǎn)已掌握了先期防砂、預(yù)應(yīng)力套管和耐熱水泥固井等適合于熱采的油井完成方法。鏈條式抽油機(jī)與長沖程泵、高強(qiáng)度抽油桿相匹配，形成了適合重油生產(chǎn)的采油機(jī)械。

1、早期的加工技術(shù)

重質(zhì)原油的加工機(jī)理與油砂瀝青基本相同，可以采用脫碳或加氫工藝完成重油輕質(zhì)化和脫除各種雜質(zhì)的過程。受技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件的約束，委內(nèi)瑞拉早期的重質(zhì)原油改質(zhì)加工以采用水熱加工(Aquaconversion)和焦化過程為主，采用加氫工藝較少，甚至直接以稀釋原油方式出口。2001年從委內(nèi)瑞拉輸往美國墨西哥灣地區(qū)的第一批(60萬桶)重質(zhì)原油就是用Mesa原油(API=30)作稀釋劑，與Zuata重質(zhì)原油(API=18)調(diào)制成API=16的稀釋原油。

2、水熱轉(zhuǎn)化技術(shù)

Intevel公司在20世紀(jì)80年代末曾與幾家美國公司合作，開發(fā)研究重質(zhì)原油的加工技術(shù)，稱為水熱轉(zhuǎn)化工藝。這種工藝的開發(fā)理念是把蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的原理應(yīng)用到減黏裂化過程之中。曾在一套1桶/天的中試裝置上行了水熱轉(zhuǎn)化試驗(yàn)，表1為水熱轉(zhuǎn)化試驗(yàn)結(jié)果與常規(guī)減黏裂化數(shù)據(jù)的比較。

3、油溶性的雙催化劑系統(tǒng)

為了解決高轉(zhuǎn)化率下的渣油性質(zhì)不穩(wěn)定問題，開發(fā)了一種油溶性的雙催化劑系統(tǒng)，可以在常規(guī)減黏裂化條件下使水轉(zhuǎn)化為氫，當(dāng)發(fā)生可生成瀝青質(zhì)的縮合反應(yīng)時(shí)，氫轉(zhuǎn)移機(jī)理就可以抑制芳烴的縮合反應(yīng)，從而生成性質(zhì)穩(wěn)定的減黏渣油。催化劑系統(tǒng)包括兩種非貴金屬催化劑組分：一種為促進(jìn)水解離為氫、氧自由基的催化劑；另一種為促進(jìn)芳烴自由基加氫以減少縮合反應(yīng)的催化劑?？偟男?yīng)是生成小分子的芳烴、氫自由基和二氧化碳，有效地終止芳烴縮合反應(yīng)。