[发明专利]一种生物质辅助稠油自催化改质降粘的方法

说明书

本发明涉及一种用于稠油改质降粘开采的生物质辅助稠油自催化改质降粘的方法。采用外加催化剂对稠油进行改质降粘，以增加稠油的开采量。其技术方案是：先将所用生物质在100～120℃下干燥，并粉碎成80～120目的粉末；然后在反应釜内加入稠油，同时加入上述生物质粉末，在自身含有的金属元素的催化作用下，在温度为330～360℃下反应30min；最后将反应后的物质冷却至室温，取反应后的稠油测得在50℃时的粘度，实验表明稠油的降粘率为82～99％。本发明所提供的改质降粘方法对一般稠油或超稠油均具有良好的降粘效果、生物质来源广、价格低廉，用于石油企业的稠油开采中。

技术领域

本发明涉及一种用于稠油改质降粘开采的生物质辅助稠油自催化改质降粘的方法，属于稠油改质降粘开采领域。

背景技术

稠油通常是指粘度高、相对密度大的原油。其主要由沥青质、胶质、芳烃、饱和烃和重金属离子组成，胶质和沥青质含量高，轻组分含量相对较低。稠油粘度和密度大，这是稠油区别于其他油的重要特征。稠油的高粘特性使其在开采和应用方面遇到了一些技术难题，因而研究和解决稠油粘度高的问题尤为紧迫和重要。

现有的稠油降粘方法主要有掺稀降粘、热力降粘、乳化降粘和催化改质降粘。掺稀降粘能使稠油粘度以指数形式下降，该方法能大幅度降低稠油粘度，但需要消耗大量的稀油资源。轻质油与稠油的价格差高达500～1200元/t，掺稀降粘经济效益极差。热力降粘是通过加热的方式来加热稠油达到降低稠油粘度的目的，但是该方法能耗高、热效率低且降粘率不高。乳化降粘需要添加乳化剂，后期废水处理与破乳困难。稠油中含有少量具有催化改质作用的金属元素，能够在一定条件下催化稠油的改质过程。其中，本发明使用的3种稠油元素分析如表1所示。从表1中可以看出，1#稠油、2#稠油和3#稠油中具有催化改质作用的金属元素Al、Ca、Cu、Fe、K、Mg、Na、Ni、V等具有较高的含量，含量依次为1040.0、315.6、和1680.2μg/g。因此，在无外加催化剂的情况下仍具有较好的改质效果。范洪富等[范洪富，刘永建，赵晓非，等.金属盐对辽河稠油水热裂解反应影响研究[J].燃料化学学报，2001，29(5):430-433.]在240℃条件下研究了多种金属离子对辽河稠油水热裂解反应的影响。实验结果表明，实验所选用的金属盐对辽河稠油的水热裂解反应有催化作用，其中以Fe²⁺的催化效果最好。催化改质降粘技术能破坏稠油大分子结构，不可逆地降低稠油粘度和分子量。催化改质降粘技术应用于稠油地面改质成为了研究热点。彭旭等[彭旭.稠油催化改质降粘实验研究[J].重庆科技学院学报：自然科学版，2014，16(5)：20-23.]向Q区块稠油中加入少量催化剂，在350～400℃下从根本上降低了稠油的粘度。唐晓东等[中国海洋石油总公司，中海油研究总院，西南石油大学.一种改质降粘催化剂及其制备方法：103386323A[P].2013-11-13.]合成了一种改质降粘催化剂，在稠油改质方面有很好的适用性，具有广阔的市场前景；制得的催化剂对10种不同的稠油改质，使稠油粘度从63000mPa·s和2886mPa·s分别降到15750mPa·s和202mPa·s，降粘率可达到75％～93％。以上实施例是在有外加催化剂的情况下对稠油进行改质。事实上，稠油中本身含有的Al、Ca、Cu、Fe、K、Mg、Na、Ni、V等金属元素，具有催化改质作用，在无外加催化剂的情况下仍具有较好的催化改质效果。

发明内容

本发明的目的是：为了能大幅度降低稠油的粘度，采用外加催化剂对稠油进行改质降粘，以增加稠油的开采量，特提出一种生物质辅助稠油自催化改质降粘的方法。