前 言

目前，社会对稀油的消耗逐日增加，且稀油是不可再生能源，难以满足全球对石油的需求，因此开发一种新型可代替稀油能源的石油能源成为当今社会的主要研究课题[1]。稠油是指含有较高的含硫化合物，高蜡以及较高的胶质沥青质，密度、黏度非常大。我国地大物博物产丰富，分布着大量的稠油。对稠油进行开采、加工、降粘是当今社会面临的主要任务，因此，开发一种新型的降黏技术将对未来的石油行业有很大的帮助。目前，稠油降黏在开采和运输中分别采取不同的方案，开采方案有加热降黏法，微生物降黏法，超声波降黏法，超临界二氧化碳降黏[2]；稠油运输中的降粘法主要包括掺稀降黏法，表面活性剂降黏法，油溶性降黏剂降黏法，天然气饱和降黏技术，改质降黏法，加碱降黏法等[3]。本文对降黏方法进行了分析并对其应用前景进行了展望。

（4）浇筑事故处理。混凝土浇注中如出现浇筑中断时间过长导致混凝土初凝或导管被拔出混凝土面的情况，应立即清除孔内混凝土重新浇筑；如清除难度大则可在上游侧增加一道混凝土防渗墙，采用高压旋喷桩在新、旧墙端头结合处进行补强，确保墙体质量。

1 稠油降黏机理及规律

一般原油的凝点与正构烷烃数有关，黏度由胶质、沥青质含量决定。稠油高黏度的是指其内部分子间的强作用力形成大分子结构[4]。重油中的胶质沥青质由氢键或π-π键与胶质分子相结合。原油的高黏度是由于粒子通过氢键的连接，形成了大量的胶束[5]。因此要实现降黏的效果就要削弱胶质、沥青质等大分子间的相互作用。

一般来说降黏规律，稠油的温度越低，相对密度越小，黏度越小。对于胶质沥青质含量高的高黏原油一般采用加热降黏的最经济手段。稠油间分子作用力越小，黏度越小。

市政建设想要提高施工质量，就必须加强对施工人员的管理和培训，设计人员要进行技术交底，让施工人员熟练掌握施工技术，让施工人员了解施工的流程，以及施工过程中需要注意事项，让他们形成规范施工和标准化操作的意识，在施工中能够严格按照施工图施工。在培训施工人员的时候，必须要理论结合实践，由技术员为一线施工人员讲解施工技术，然后进行现场示范操作，在培训完成之后要进行技术考核，只有达到要求的施工人员才能参与施工。另外，还要加强对施工人员思想教育，让他们认识到自身的责任和义务，树立质量意识和安全意识，从根本上保证施工质量，还能减少危险事故的发生率。

2 稠油开采中的降黏方法

2.1 加热降黏法

油水界面存在表面张力，即沿物质表面垂直作用于油和水之间的紧缩力。要想分离沥青就要降低表面张力。通过改变稠油的表面性质来改变界面张力。主要通过升温法和碱液加入法来实现的。

[59] United States Department of State Bureau of Oceans and International Environmental and Scientific Affairs, Limits in the Seas, No. 143, China: Maritime Claims in the South China Sea, https://www.state.gov/documents/organization/234936.pdf.

加热降黏法操作简单、方便、效果好，但是对原油加热需要消耗大量能源，经济损失大，同时易发生凝管事故，并需要停输都再次启动[7]。目前，该方法虽普遍应用，但是发展趋势不好，将逐渐被其它技术取代。

2.2 微生物降黏法

降黏机理主要有三种：1）微生物会分解长链烷烃、胶质沥青质和石蜡，从而将长链饱和烷烃转化成支链或低碳数的不饱和烷烃，进而降低黏度[8]。2）微生物新陈代谢会产生表面活性剂，改变稠油的油水平衡，进而降低黏度；3）一些产气菌在地下产生气体，使原油膨胀从而降低黏度[9]。

此技术的优点是超临界二氧化碳对原油层无伤害，成本低，渗透性好，来源广泛，降黏效果明显。同时运输后的稠油中CO2易于分离，对稠油品质影响小，对稠油开采有着重要意义，也是目前被广泛应用的新技术。

2.3 超声波降黏法

利用超声波对稠油进行改性，将稠油的化学组分进行不可逆的改变，进而改善了稠油的流变性，使之快速降黏[11]。降黏原理为超声波将热效应与非热效应进行完美结合。热效应是利用稠油中胶质沥青质分布不均匀，在微波加热过程中，会出现沥青质分子的温度高于胶质沥青质的热解温度，造成局部过热现象，部分胶质沥青质会发生热裂解，从而降低稠油黏度。非热效应是经过空化作用产生高速强有力的微波辐射，使原油中大分子和胶质沥青质分子发生断裂，减小正构烷烃的数量，达到降黏目的[12]。

超声波降黏在应用过程中被吸收的超声波转化成热能，效率高、速度快、清洁无污染[13]。同时对稠油进行改性，彻底改变了稠油化学成分，不可逆的提高了稠油的流动性，具有广泛的应用前景。但超声波降黏也存在一定问题，超声波对人体有伤害，同时经济效益低，仅适合小量原油的开采。

计算机的出现为人们实现科技化生活提供给了方向，计算机网络技术的出现则改变了人们的工作方式以及社会发展方式。计算机网络技术出现于“冷战时期”，当时美国因为无法在战场上实现正常通信而发明了计算机网络技术，这种设计的根本目的是保证通信技术在外界的影响下仍旧保持畅通，甚至能够解决战争时期通讯技术受影响后其他部分可以正常工作。作为战争时期人们的精神文明科技产物，计算机在之后的发展中已经不单单能够满足通讯的需求，它的价值更多体现在推动社会发展中。

科尔沁沙地(41°41′41″～45°12′15″N, 116°25′33″～123°42′52″E)位于松嫩草原向内蒙古高原的过渡地带，总面积57451 km2[32]，海拔 87～2014 m，属于大陆性季风气候，是我国距离海洋最近的沙地[33, 34]。科尔沁沙地的年均温度、年均降水及海拔分布详见图1。

掺稀油降黏法是指在稠油中加入低黏度的液态稀释剂，利用相似相溶原理来降低胶质沥青质的浓度，进而降低黏度[17]。通常在稠油输送过程中，加入凝析油、石脑油、轻质油等稀释剂，降低稠油与管道的摩擦。

2.4 超临界二氧化碳降黏技术

3.1.2 乳化作用

微生物降黏技术目前被广泛应用，其具有效率高、成本低、无污染、产出液易处理等优点。正适合应用于我国稠油含水量高、采出率低的稠油，此方法大大提高了采出率。微生物降粘也有一定的局限性，对菌种的培育和筛选工作难度较大，稠油一般处于高盐、高温、高金属离子含量的条件下，但此条件不适合菌种的存活。因此今后的发展目标是培育出耐高温、耐重金属、耐盐的菌种，这是一项很有潜力的降黏技术[10]。

3 稠油集输中的降黏方法

3.1 掺稀油降黏法

天蓝水碧、空气清新是每一个人向往的居住环境。群策之举无不成，群力而为无不胜。贡献一份力量，倡导一种文明。恪守一份承诺，撑起一片蓝天。承担一份责任，捍卫一方净土。为北京天空加点儿“蓝”。

掺稀降黏法的优点是操作简单、效率高、流动性大、稀释后密度变小，温度降低、减小了热量损失，从而提高了经济效益[18]。但该方法也有一定的局限性，加入稀释剂后油品的性质发生改变，且变成了油水混合物，要对其进行脱水处理，能耗增加；同时稀释后增大了运输量，会对炼油工艺管路及设备造成破坏[19]。稀释剂通常是一些不能再生能源，产量逐渐下降，因此该方法不易长期使用。

3.2 表面活性剂降黏法

在稠油分离过程中，油水之间会形成刚性薄膜，刚性薄膜既不溶于水也不溶于油砂油，因此油砂分离时如果形成了刚性薄膜，它们就很难被分离。通常刚性膜是由油砂油中的沥青和树脂等物质结合成的，很难被破环[23]。为了保证油砂油的分离和回收，一定要阻止刚性薄膜的形成或采用方法对其进行破坏。通常采用的方法是加入处理剂或高温处理防止形成钢性薄膜，再或者进行剧烈搅拌破坏刚性膜。从而提稠油的分离效率。

3.1.1 降低油水间界面张力

通常稠油的黏度随温度的升高而降低，因此可通过升温来降低黏度。在原油运输中，原油黏度高会给管道产生阻力，增加运输的成本，因此通常在原油进入管道前进行加热，通过升高温度降低黏度，进而减小阻力[6]。

Reisbeng和Doscher研究发现，水的pH值与界面张力有很多关系，在一定pH值范围内，随着pH值的增加，油水表面张力逐渐降低，且油水之间存在的刚性膜也会溶解在水剂中。当超过一定pH值后，继续向溶液中加NaOH，油水的表面张力反而增加。因此对表面张力的改变需要一定的NaOH浓度和一定的pH值。相关文献记载，标准状况下，NaOH溶液的浓度在0.05%～0.2%范围内，即pH值在12.5左右时，油水之间的界面张力值可以降至最小[20]。

超临界二氧化碳技术是近几年迅速发展并成功应用于原油开采中的一种新技术。超临界二氧化碳流体是指温度处于临界温度（31.1℃）、压力处于临界压力（7.38MPa）时的二氧化碳流体[14]。该流体既具有类似于气体的高渗透力和低黏度，同时又具有类似于液体的高密度。向稠油中注入二氧化碳，使原油中原来的液液分子作用力变成了液气分子间力，通过降低分子间作用力来降低黏度。同时原油中溶解二氧化碳后，会使胶质沥青质的结构破坏，密度变小，进一步降低黏度[15]。王在明，等[16]对超临界CO2超稠油降黏进行研究，结果发现在一定温度压力范围内，稠油中加入CO2降黏效果达90%。

乳化作用是在油砂分离时，降低了表面张力后，使系统生成乳化剂，从而形成油水乳液。乳化作用进行油砂分离提取的基本原理有两种[21]：乳化携带和乳化滞留。在稠油分离过程中，水将油砂油乳化，并带着油砂油进入到流动相，油砂油被乳化后会慢慢聚集，在水溶液中形成“水包油”形式。在滞留阶段，由于空隙介质的阻力，会使乳化的油砂油的流动性降低。水剂的流动性也受到影响，从而使油砂分离中形成了“油包水”的乳化液[22]。“油包水”的乳化液具有更高的黏度，且容易聚集，因此滞留作用尤为重要。

3.1.3 吸附降黏

表面活性剂降黏分为三种：

表面活性剂降黏技术由于成本低、工艺简单、降黏效果好等优点被普遍应用。但该方法的局限性在于对于不同的稠油要选择不同的表面活性剂，对表面活性剂的要求比较大，如耐高温、高盐、高酸等特性[24]。因此需要开发一种新型的表面活性剂，加入一些纳米材料使活性剂对条件不再敏感，提高降黏效果[25]。

3.3 天然气饱和降黏

天然气饱和降黏技术是在高压力下进行油气分离，使天然气溶解在原油中而达到降黏效果[26]。一般原油开采时由于温度压力低，溶解气会析出，因此黏度增大，流动性差。当油气的分离压高于饱和压力时一部分天然气才会溶解在原油中[27]。因此该技术需要严格控制温度压力，还需要通入天然气，操作复杂且经济效益低，目前没有广泛应用。实践证明该方法仅对低温输送的稠油有有效的降黏作用。

3.4 改质降黏

稠油的高黏度是由于分子间的作用力较大，通常稠油中的碳数达17以上，甚至有些油品高达60以上，碳数越多，键长越短，分子间力越大[28]。改质降黏即是在稠油中加入一些化学试剂将碳碳键断裂，大分子变小分子，从本质上降低了黏度。或者对稠油加氢，不饱和键变成饱和键，从而降低黏度[29]。

该方法优点是改质降黏，即改变了稠油性质，降黏效果好，得到低黏、优质的油品。缺点在于该方法处理量少，且对催化剂的要求较高。以后的发展要求是制备出一系列催化剂，将稠油降黏后作为稀释剂循环利用。

5.3 检查调整。对整机上各紧固螺丝、螺帽进行检查，发现松动要及时紧固;对主离合器、插秧离合器、秧针与导轨的间隙、秧针与苗箱的间隙等进行检查调整。

3.5 加碱降黏

通常稠油中含有大量脂肪酸、沥青酸等酸性物质，加入碱液后，一方面中和酸性，一方面作为表面活性剂，从而降低黏度[30]。

4 结论

目前已开发使用了多种降黏方法，但每种降黏方法都有一定的弊端，目前不能确定一种降黏方法既可以用于开采又可以用于运输，因此降黏技术还有很大的研究空间。加热降黏耗能大；掺稀油降黏时加入降黏剂，增加了开采成本；改质降黏法的副产品可以重新利用，但改质量小，实施起来比较困难。超临界二氧化碳降黏技术处于起步阶段，还有许多问题亟需解决；微生物降黏法是原油开采中的一种新的降黏技术，处理量大、无污染的优点，具有良好的发展前景[31]。在原油开采和运输中，要综合考虑其经济性和操作适用性，分别选择最佳的降黏方案。

参考文献：

［1］ 周风山,吴瑾光.稠油化学降黏技术研究进展［J］.油田化学,2001,18（3）:268～272．

［2］ 关润伶.稠油组分的结构分析及降黏剂的研制［D］.北京:北京交通大学,2007:4～8．

［3］ 陈秋芬,王大喜,刘然冰.油溶性稠油降黏剂研究进展［J］.石油钻采工艺,2004,26（2）:45～48．

［4］ 张付生.我国原油流动性改进剂的发展现状及存在问题［J］.油田地面工程,2000,1（6）:5～6.

［5］ STORM D A,SHEU E Y.Characterization of colloidal asphaltenic particles in heavy oil［J］.Fuel,1995,74（8）:1140～1145．

［6］ BURG P,SELVES J L,COLIN J P.Prediction of kinematic viscosity of crude oil from chromatographic data［J］.Fuel,1997,76（11）:1005～1011.

［7］ 刘文胜.稠油输送技术及方法［J］.石油科技论坛,2008（2）:53～57.

［8］ 李锦昕.原油改性机理研究的几个问题［J］.油气储运,1997,16（5）:58～67.

［9］ SCHFER A,SEIBOLD S,WALTER O,et al.Novel high Tg flame retardant approach for epoxy resins［J］.Polymer Degradation and Stability,2008,93:557～560．

［10］ 刘徐慧,陈强,陈馥,等.生物酶降解聚合物钻井液［J］.石化技术与应用,2008,26（3）:230～233

［11］ 孙仁远,王连保,彭秀君,等.稠油超声波降粘试验研究［J］.油气地面工程,200l,20（5）:22～23

［12］ LIU W Y,LI H Y,ZHAO B X,et al．Synthesis,crystal structure and livingcell imaging of a Cu2+-specific molecular probe［J］.Org Biomol Chem.,2011,9:4802～4805.

［13］ 贾学军.高黏度稠油开采方法的现状与研究进展［J］.石油天然气学报:江汉石油学院学报，2008，30（2）:23～25．

［14］ 孙仁远,王连保.稠油超声波降黏试验研究［J］.油气田地面工程,2001,20（5）:22～23.

［15］ KOLLE J J.Coiled-Tubing Drilling with Super critical Carbon Dioxide［J］.SPE/Petroleum Socuety of CIM 65534,2002.

［16］ 王在明．超临界二氧化碳连续管钻井液特性研究［D］.山东：中国石油大学（华东），2008．

［17］ VAN DER WYK A J A.Viscosity of binary mixtures［J］.Nature,1936,138:845～846.

［18］ GIFFORD G.MCCLAFIN et al.Controlling Sand Production During Downhole Emulsification［J］.Journal of Canadian Petr-oleum Technology,1995,34（7）:22～28.

［19］ 王晓宇,宋天民.稠油降黏方法研究现状［J］.河北化工.2009,32（11）:27～29.

［20］FU AN HE,LI MING ZHANG.Organo-modified ZnAl layered double hydroxide as new catalyst support for the ethylene polymerization［J］．Journal of Colloid and Interface Science，2007，315：439～444．

［21］ 孟科全,唐晓东,邹雯炊,等.稠油降黏技术研究进展田［J］.天然气与石油,2009,27（3）:30～34.

［22］ 崔桂胜.稠油乳化降粘方法与机理研究［D］东营:中国石油大学（华东）,2009.

［23］ 贺丰果．辽河油田超稠油掺活性水原油降黏剂的研究［D］.成都：西南石油大学,2006（5）．

［24］ ARGILLIER,J.-F.,GATEAU,P.Heavy-oil dilution［J］.SPE/PSCIM/CHOA International Thermal Operations and Heavy oil Symposium Proceedings,2005:415～421.

［25］ 魏小明,刘喜民,王卫东,等.稠油降黏方法概述［J］.精细石油,2002,5:35-38.

［26］ 于洪喜,林立,刘敏.稠油乳状液稳定性实验研究［J］.油气田地面工,2007（11）:16～17.

［27］ 赵素惠,王永清,赵田红.稠油化学降黏法概述［J］.化工时刊.2005,8:64～66.

［28］ 陈荣等.重质原油输送管道的减阻和停输重启实验研究［J］.国外油田工程,2008，24（11）:47～49.

［29］ 陈艳玲,胡江,张巧莲.垦西特稠油化学降黏机理的研究［J］.地球科学:中国地质大学学报，1998,23（6）：605～609.

［30］ FU-AN HE,LI-MING ZHANG.Organo-modified ZnAl layered doublehydroxide as new catalyst support for the ethylene polymerization［J］.Journal of Colloid and Interface Science,2007,315:439～444.

［31］CARRERO A,VAN GRIEKEN R,PAREDES B.Hybrid zeoliticmesostructured materials as supports of metallocene polymerization catalysts［J］.Catalysis Today,2012,179:115～122.