西南石油大學研究穩定泡沫油管輸稠油技術

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西南石油大學研究穩定泡沫油管輸稠油技術

隨著全世界對石油需求的增加及常規石油資源的減少，非常規石油資源的開發利用得到越來越多的關注。稠油作為一種非常規石油資源，其粘度大、組分復雜、對泵送設備要求高，因而開采成本高昂，管輸稠油降粘和減阻是核心工藝。傳統的稠油管輸方式有：加熱輸送、摻稀輸送、改質輸送、水包油乳化輸送、摻水輸送、水環輸送、超臨界CO2輸送等。這些管輸方式都存在不同程度的開采費用高、降粘減阻效果不明顯等缺點。其中，加熱法和改質法輸送造成能源消耗高；稀釋法需要向稠油中摻入大量的輕質油；乳化法輸送效率低，還需要處理大量廢水；水環法過泵穩定性差；CO2輸送法對管道承壓能力要求高，應用范圍小。

西南石油大學研究一種稠油管輸新技術：常溫下以泡沫油的方式輸送稠油。將溶解氣混合流呈分散微小氣泡夾雜在稠油中，這種現象稱為泡沫油，輸送過程中需要泡沫劑和穩泡劑協同作用。該技術采用新疆油田J7井稠油作為研究標本，粘度932mPa·s（50℃），密度918.9kg/m3（20℃），束縛水、瀝青、蠟、樹脂含量分別為1.97wt.%，3.79 wt.%，0.71 wt.%，6.13 wt.%。實驗證明在溫度20℃、大氣壓0.1MPa時，泡沫劑采用陽離子型表面活性劑笨磺酸鈉（ABS），最佳濃度值為1.5g/L；穩泡劑采用非離子型表面活性劑SF-1（SF-1懸浮劑），最佳濃度值為2.5g/L；油水體積比為1；氮體積分數為65%，此種泡沫稠油管輸效果最佳，100ml泡沫油中泡沫體積和半衰期分別為270ml和274min，稠油中的氣泡和水滴分散成球形，氣泡大小多為150μm，泡沫油具備非牛頓冪律流體的特性，摩阻系數隨著剪切率的增加而降低，降粘率高達97%，大大提高了稠油的管輸率。

張雪琴 孫冰源 編譯自《Journal of Industrial and Engineering Chemistry》2016年6月