[發明專利]一種超聲波強化稠油改質劑實現稠油地面改質及降粘的工藝方法

在審

• 申請號: 202111638101.8
• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114278261A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 張國臣;張立夫;侯向明
• 申請（專利權）人: 嘉仕嘉德（盤錦）石油技術研究院有限公司
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.本發明一種超聲波強化稠油改質劑實現稠油地面改質及降粘的工藝方法，將超聲波和稠油改質劑(催化劑)有機的結合使用，從而使得稠油在較低溫度和較低壓力等無特定環境條件要求下實現地面改質，實現稠油的不可逆變改質以及改質降粘，在各應用場景條件下，將管道中的稠油通過對接口引入該工藝中，首先，經過加藥預混處理，完成添加稠油改質劑以及混合攪拌均勻；其次，混合了改質劑的稠油，流經超聲波稠油強化改質裝置，完成稠油的不可逆變強化改質，在此階段由于超聲波在稠油中產生的機械效應、空化作用所引起的各種效應作用下，使稠油不斷發生著空化泡的生長和破裂，稠油微粒之間發生猛烈的撞擊，在空化泡破裂的瞬間形成局部高壓并釋放巨大能量，局部產生高壓、高溫和高速微射流現象，該作用和能量不僅可使部分稠油分子中的化學鍵直接瞬間發生斷裂，還為改質劑催化裂解稠油反應提供了所需要的能量及高溫、高壓的微反應環境條件，促使稠油發生即時催化裂解斷鍵重組反應，大分子鏈向小分子鏈轉化，破壞了膠質、瀝青質單元體之間的締合結構，稠油里的瀝青質和膠質中的碳硫、碳氧、碳氮鍵和有機碳環長分子鏈，被催化裂解成為小分子有機物，裂解后的油品飽和烴含量增加，瀝青質含量減少，輕質組分增加，油品粘度大幅下降，實現了稠油的不可逆變改質以及改質降粘，實現了稠油在常溫下具有流動性，提升了油品品質，大幅降低了稠油輸送溫度及煉化成本；最后，改質及改質降粘后的油品通過回流接口，回流至原工藝管道中；對于不限定應用場景及條件的應用以及實驗性質的應用，其改質溫度以能夠使得該稠油具有流動性的溫度為基礎設定，反應壓力為常壓，優選改質溫度為40℃-100℃；該工藝方法，不需要對原有工藝、技術路線、以及其現有的壓力和溫度特定環境條件做出任何改變，能夠適應各種應用場景下的工藝環境條件要求，改質及改質降粘效果非常顯著，大幅降低了稠油輸送溫度及煉化成本，節能降耗、降本增效明顯，適應性強，應用廣泛。

2.根據權利要求1所述的一種超聲波強化稠油改質劑實現稠油地面改質及降粘的工藝方法，各應用場景包括自稠油開采井口至煉化的全過程任意某個節點，如開采井口、集輸、儲運、煉化全輸送過程。

3.根據權利要求1所述的一種超聲波強化稠油改質劑實現稠油地面改質及降粘的工藝方法，其各應用場景條件，是指稠油自開采井口至煉化的全過程任意某個節點的管線工藝環境條件，如輸送壓力、溫度，任意節點均可接入該工藝方法，可依照應用場景的壓力和溫度工藝環境條件，設計成符合該應用場景的工藝技術設備。

4.根據權利要求1所述的一種超聲波強化稠油改質劑實現稠油地面改質及降粘的工藝方法，其稠油改質劑，優先選用納米金屬基稠油改質催化劑，特別優選納米銅基稠油改質劑，但不僅限于上述改質劑，還可選用其他能夠實現稠油改質的改質劑或催化劑，以及能夠實現稠油降粘的催化劑或化學藥劑。

5.根據權利要求1所述的一種超聲波強化稠油改質劑實現稠油地面改質及降粘的工藝方法，其對接口和回流接口，在工藝技術設備設計時，采用變徑絲扣或法蘭形式的固定硬連接或非固定軟連接，結合應用場景條件優先設計選用。

6.根據權利要求1所述的一種超聲波強化稠油改質劑實現稠油地面改質及降粘的工藝方法，其加藥預混處理，在工藝技術設備設計時，優化參照稠油機械攪拌降粘設備工藝以及化學藥劑添加裝置工藝進行有機結合設計。

7.根據權利要求1所述的一種超聲波強化稠油改質劑實現稠油地面改質及降粘的工藝方法，其超聲波稠油強化改質裝置，主要包括：強化改質反應釜、超聲波發生器、超聲波換能器、冷卻系統、防爆及控制系統，優化選用一組或多組(兩組及以上)超聲波稠油強化改質裝置，串聯或并聯結合使用，使得超聲波強化改質的催化效率達到設計要求。