粒催化劑作為對比組；
[0017] 附圖3為降粘率柱狀圖； 如圖所示；催化劑A為本發(fā)明所采用的碳納米催化劑（21nm)，為突出降粘效果，選用催 化劑B-D作為對比組，其粒徑分別為80皿、6μmW及40μm;
[0018] 附圖4為裂解前后原油流動(dòng)性變化圖；
[0019] 附圖5為納米催化稠油分子裂解示意圖；
[0020] 附圖6為微波加熱稠油裂解在油田現(xiàn)場應(yīng)用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0022] 實(shí)施例1(使用本發(fā)明所采用的碳納米催化劑）：首先選擇國內(nèi)某油田的超稠油作 為目標(biāo)油樣，其原始粘度為57800mPa·S(3(TC，10s1);選擇粒徑為21nm的碳納米顆粒作為 催化劑；將油樣、納米催化劑W及供氨劑（四氨蔡）按照一定的比例進(jìn)行混合配置，其中油 樣體積為20mU催化劑濃度為0. 5wt%，供氨劑濃度為Iwt% ;對配置完畢的油樣進(jìn)行微波 加熱，采用梯度升溫法，加熱2分鐘，暫停4分鐘，如此循環(huán)10次，累計(jì)加熱20分鐘；如附圖 1所示，加熱過程中通過熱電偶及Libview軟件對油樣溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集；對裂解前后油樣 的流動(dòng)性、粘度W及族組分變化進(jìn)行測定。
[0023] 實(shí)施例2(使用粒徑較大的催化劑進(jìn)行對比）；如實(shí)施例1所述，不同的是將催化 劑換成粒徑為80nm的碳納米顆粒。
[0024]實(shí)施例3(使用粒徑較大的催化劑進(jìn)行對比）；如實(shí)施例1所述，不同的是將催化 劑換成粒徑為6μm的碳納米顆粒。；
[00巧]實(shí)施例4(使用粒徑較大的催化劑進(jìn)行對比）；如實(shí)施例1所述，不同的是將催化 劑換成粒徑為40μm的碳納米顆粒。
[0026] 對測定結(jié)果（溫度、降粘率、輕質(zhì)/重質(zhì)組分變化，流動(dòng)性等）進(jìn)行綜合分析，確定 出對于稠油降粘效果最好的納米催化劑，即本發(fā)明采用的碳納米催化劑（粒徑21nm)，其對 于稠油樣品的降粘率達(dá)到96% (見附圖3)，輕質(zhì)組分增加約11%，重質(zhì)組分減小約5% (見 表1)，有效流動(dòng)性可保持20天（見附圖4)，通過對比實(shí)驗(yàn)研究，可得出結(jié)論；催化劑的粒徑 直接影響著稠油的裂解降粘效果，粒徑越小，降粘率越高。
[0027] 實(shí)施例5;油田現(xiàn)場應(yīng)用方面，如附圖6所示，在酸化壓裂（前置）液或其他入井 流體中加入一定濃度的納米催化劑與供氨劑，泉入儲(chǔ)層后，通過加熱井中的微波加熱器產(chǎn) 生熱能對稠油進(jìn)行持續(xù)加熱，裂解降粘后的稠油便可通過生產(chǎn)井進(jìn)入油氣分離器獲得工業(yè) 油流，整個(gè)過程操作簡單，節(jié)能環(huán)保，對于油田具有重要的實(shí)用價(jià)值。
[0028] 如上所述，便可W很好的實(shí)施本發(fā)明。W上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已， 并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已W較佳的實(shí)施例表述如上，然而并非W 限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可W利用上 述技術(shù)內(nèi)容做出些許更改或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案 的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對W上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬 于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于納米催化與微波加熱的稠油裂解降粘方法，主要包括納米催化劑、供氫劑、 稠油以及微波加熱系統(tǒng)等，通過微波加熱，稠油中的納米催化劑顆粒吸收微波后產(chǎn)生高溫 從而實(shí)現(xiàn)稠油高效裂解降粘。其特征在于：使用粒徑很小、介電常數(shù)較高的納米顆粒作為 新型催化劑，如本發(fā)明中采用的碳納米顆粒。將稠油、納米催化劑及供氫劑（四氫萘）三者 按照一定比例進(jìn)行混合配置，對配置完畢的混合油樣進(jìn)行微波加熱，整個(gè)加熱過程中對油 樣的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。對裂解前后油樣的流動(dòng)性、粘度以及族組分變化進(jìn)行分析與測定。 結(jié)果表明：采用納米催化劑，結(jié)合微波加熱，可使稠油粘度大幅下降；輕質(zhì)組分（飽和烴與 芳香烴）顯著增加，重質(zhì)組分（膠質(zhì)與浙青質(zhì)）減小；相比于其他常規(guī)降粘方法可有效保持 裂解后稠油的流動(dòng)性。本發(fā)明采用的碳納米催化劑，其對于稠油的降粘率達(dá)到96% ;輕質(zhì) 組分增加約11 %，重質(zhì)組分減小約5 %;有效流動(dòng)性可保持20天，最終實(shí)現(xiàn)在較低溫度與較 短時(shí)間條件下的稠油高效裂解降粘。本發(fā)明經(jīng)濟(jì)環(huán)保、操作簡單，可推廣于油田現(xiàn)場使用。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于納米催化與微波加熱的稠油裂解降粘方法，其特征 在于：所述的納米催化劑，其粒徑通常小于l〇〇nm，本發(fā)明采用的是碳納米催化劑，其粒徑 為 21nm〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于納米催化與微波加熱的稠油裂解降粘方法，其特征 在于：所述的將稠油、納米催化劑及供氫劑（四氫萘）三者按照一定比例進(jìn)行混合配置，具 體是指取稠油約20~30mL，催化劑濃度0. 5wt%，供氫劑濃度lwt%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于納米催化與微波加熱的稠油裂解降粘方法，其特征 在于：所述的對配置完畢的混合油樣進(jìn)行微波加熱，加熱方式為梯度升溫法，本發(fā)明采用加 熱2分鐘，暫停4分鐘的方式，如此循環(huán)10次，累計(jì)加熱20分鐘。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于納米催化與微波加熱的稠油裂解降粘方法，其特征 在于：所述的加熱過程中對油樣溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，具體是指將熱電偶的一端緊貼于裝有 油樣的試管壁面上，另一端與電腦相連，利用軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于納米催化與微波加熱的稠油裂解降粘方法，其特征 在于：所述的在較低溫條件下和較短時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)稠油的高效裂解降粘，具體是指整個(gè)裂解 過程中油樣溫度最高不超過150°C，裂解所需時(shí)間最短為1小時(shí)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于納米催化與微波加熱的稠油裂解降粘方法，其特征 在于：所述的本發(fā)明經(jīng)濟(jì)環(huán)保、操作簡單，可推廣于油田現(xiàn)場廣泛使用，具體表現(xiàn)為：如今 油田現(xiàn)場常用的水溶性降粘催化劑會(huì)導(dǎo)致油井含水上升、產(chǎn)油下降；油溶性降粘催化劑成 本較高、并會(huì)對儲(chǔ)層環(huán)境造成污染。本發(fā)明所采用的碳納米催化劑成本較低，且相對于其他 化學(xué)劑降粘方法，不會(huì)造成環(huán)境污染。油田現(xiàn)場應(yīng)用方面，主要思路是在酸化壓裂（前置） 液或其他入井流體中加入一定濃度的納米催化劑與供氫劑，泵入儲(chǔ)層后，通過加熱井中的 微波加熱器產(chǎn)生熱能，裂解降粘后的稠油便可通過生產(chǎn)井進(jìn)入油氣分離器獲得工業(yè)油流， 整個(gè)過程操作簡單，節(jié)能環(huán)保，對于油田具有重要的實(shí)用價(jià)值。
【專利摘要】本發(fā)明是一種用于稠油高效裂解降粘的新方法，主要包括納米催化劑、供氫劑、稠油以及微波加熱系統(tǒng)等，可解決常規(guī)降粘方法中時(shí)間長、溫度高、環(huán)境污染等問題，屬于提高原油采收率領(lǐng)域。技術(shù)要點(diǎn)為：向稠油中加入少量介電常數(shù)較高的納米顆粒，在微波作用下，納米顆粒既是高溫載體又是催化劑，通過打斷稠油分子中如C-S鍵這樣的雜基支鏈，達(dá)到高效裂解降粘的效果。研究表明：本發(fā)明采用的碳納米催化劑(粒徑21nm)，結(jié)合微波加熱，可使稠油粘度大幅降低(降粘率96％)，且輕質(zhì)組分顯著增加，重質(zhì)組分減小，有效保持裂解后原油的流動(dòng)性，最終實(shí)現(xiàn)在較低溫和較短時(shí)間條件下稠油的高效裂解降粘。本發(fā)明經(jīng)濟(jì)環(huán)保、操作簡單，具有可觀的油田現(xiàn)場應(yīng)用前景。
【IPC分類】G01N1/44, E21B43/22
【公開號】CN105277425
【申請?zhí)枴緾N201410267065
【發(fā)明人】李克文, 侯玢池, 王磊, 崔屹
【申請人】中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年6月12日