潿洲原油降凝劑的研究

張國欣，胡廷，劉海艇，張茂，郝茂壘，陸原

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津300000；

2.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津300452；3.中國石油大學(xué)（北京），北京102249）

化學(xué)工程

潿洲原油降凝劑的研究

張國欣1，胡廷1，劉海艇2，張茂1，郝茂壘3，陸原1

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津300000；

2.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津300452；3.中國石油大學(xué)（北京），北京102249）

針對潿洲原油高含蠟特性，比較了室內(nèi)合成的長鏈不飽和羧酸酯類降凝劑HYJ-08與市售7種降凝劑降凝效果，并探討了影響加劑效果的因素。實驗結(jié)果表明，潿洲原油最佳熱處理溫度為55℃，降凝劑HYJ-08最優(yōu)加劑量為600 mg/L，原油凝點由加劑前的34℃降至18℃，且可使20℃時原油的粘度、屈服值下降率達(dá)90%以上。經(jīng)不同速率降溫、多次重復(fù)加熱、長時間靜置后證明加有降凝劑HYJ-08的原油具有較好的穩(wěn)定性。

不飽和羧酸酯；凝點；加劑處理條件；粘度；屈服值

潿洲原油具有高凝、高粘的特點，含蠟25.7%，膠質(zhì)18.6%，瀝青質(zhì)15.33%，屬于高含蠟、高膠質(zhì)、高瀝青質(zhì)原油，同時由于原油黏度大、凝固點高、低溫流動性差，一般的化學(xué)降凝劑在該油田的應(yīng)用不能達(dá)到預(yù)期的降凝效果，給油田的開采帶來了很大的困難。本文報道了適用于該油品特性降凝劑的篩選及對加劑效果影響因素的分析，為油田的高效開發(fā)提供技術(shù)支持。

1　實驗部分

1.1試劑與儀器

長鏈不飽和羧酸酯類降凝劑HYJ-08，實驗室合成，主要為不飽和羧酸酯-醋酸乙烯酯共聚物、有機溶劑、高效分散劑、防凍劑等按一定比例復(fù)配而成，外觀呈淡黃色均勻液體，pH值4.5～6.5，密度0.85 kg/m3～0.95 kg/m3，有效成分30%～35%。

降凝劑YJN-H12、YJN-H15，EVA型共聚物，山東化工；降凝劑SURFONIC OFP 359，烯烴類聚合物，亨斯曼；降凝劑KYQF-02、KYQJ-03，酯類聚合物與活性劑復(fù)配，大港化工；降凝劑SNJN-06、SNQJ-01，表面活性劑型，大連有機化工。實驗用油為潿洲油田綜合原油，粘度（50℃）42.50 mPa·s，密度（20℃）0.894 g/cm3，含蠟25.7%、膠質(zhì)18.6%、瀝青質(zhì)15.33%，凝點34℃，析蠟點37℃。

主要儀器：SYP1008-V型石油產(chǎn)品凝點試驗器、VERTEX紅外光譜儀、HAAKE RhoeStress 600高級流變儀。

1.2實驗方法

參照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5767-2005《管輸原油降凝劑技術(shù)條件及輸送工藝規(guī)范》測試原油凝點。在100 mL的玻璃瓶加入原油，加熱到現(xiàn)場溫度55℃，震蕩200次后恒溫5 min，自然降溫，記下原油完全不能流動時的溫度，即原油凝點。

2　結(jié)果與討論

2.1降凝劑的篩選

潿洲原油氣相色譜分析表明，原油中的蠟碳數(shù)主要集中在20～25。該原油對降凝劑的感受性不好，對降凝劑的要求較高。將原油加熱至現(xiàn)場溫度55℃后，分別加入600 mg/L的8種不同類型的降凝劑，自然降溫，不同加劑原油的凝點測試結(jié)果（見表1）。不加劑原油的凝點為34℃，除SNJN-06、SNQJ-01外，加劑原油的凝點均有一定程度降低，其中加有降凝劑HYJ-08的原油的凝點最低，為18℃。這說明8種降凝劑中HYJ-08對潿洲原油的降凝效果最佳。

表1　加有不同類型降凝劑的原油凝點測試結(jié)果（加量600 mg·L-1）

圖1　HYJ-08加劑量對凝點降低幅度的影響

圖2　HYJ-08加劑溫度對降凝幅度的影響

2.2處理條件對降凝效果的影響

2.2.1加劑量對降凝效果的影響制備得到的降凝劑HYJ-08在加劑溫度為55℃條件下，加劑量對原油凝點降低幅度的影響（見圖1）。由圖1可知，降凝劑HYJ-08的加劑量在高于600 mg/L時凝點降低幅度變緩，且此后會隨加劑量的增加降凝幅度基本保持不變。當(dāng)加劑量較低時，藥劑對蠟晶的共晶作用不夠充分，降凝效果較差；當(dāng)加入的藥劑達(dá)到一定量后，多余的藥劑分子不能繼續(xù)參與共晶、吸附作用，降凝幅度趨于不變［1-3］。

2.2.2加劑溫度對降凝效果的影響降凝劑HYJ-08加注量600 mg/L，加劑溫度對降凝幅度的影響（見圖2）。由圖2可知，隨加劑溫度增加，凝點降低幅度增大，且HYJ-08在55℃后降凝效果基本不變。當(dāng)加劑溫度較低時，原油中的蠟晶未能溶解，藥劑分子不能完全作用在蠟晶上；當(dāng)溫度較高時，蠟晶完全溶解，藥劑活性增加且易于蠟晶析出時改變其聚結(jié)形態(tài)，增強降凝效果；溫度過高時，輕質(zhì)組分易揮發(fā)，不利于降低凝點［4-6］。

2.2.3降溫速率降凝劑HYJ-08加入量600 mg/L、加注溫度55℃時，降溫速率對降凝幅度的影響（見圖3）。由圖3可知，降溫速率的增加會使降凝幅度變小，降溫速率超過1.5℃·min-1時降凝效果變差。當(dāng)降溫速率增加時，原油中蠟晶析出的速率增加，降凝劑分子不能及時與蠟晶充分發(fā)生共晶、吸附作用，使降凝效果變差［7］。

2.2.4重復(fù)加熱次數(shù)降凝劑HYJ-08加量為600 mg/L，處理溫度為55℃，降溫速率為1.0℃·min-1時，重復(fù)加熱次數(shù)對降凝幅度的影響（見圖4）。

由圖4可知，加劑原油經(jīng)過5次重復(fù)加熱，凝點降低幅度基本不變。該實驗表明，加劑原油經(jīng)過重復(fù)加熱和降溫過程中，HYJ-08的吸附、共晶作用能夠減弱蠟晶重結(jié)晶對原油流動性的惡化作用，使原油穩(wěn)定性增強［8-10］。

圖3　降溫速率對降凝幅度的影響

圖4　重復(fù)加熱次數(shù)對降凝幅度的影響

2.2.5靜置時間降凝劑HYJ-08加入量為600 mg/L時，不同靜置時間對降凝幅度的影響（見表2）。

表2　不同靜置時間對凝點降低幅度的影響

由表2得出，加劑原油受靜置時間的影響較小，凝點降低幅度基本不變。該實驗表明，加劑原油的靜態(tài)穩(wěn)定性較好，當(dāng)原油在輸送過程中遇到意外停輸、搶修等狀況時，可大大減小“凝管”事故發(fā)生的可能性。

2.3降凝劑對原油粘度、屈服值的影響

在溫度為20℃，剪切速率為6 s-1時，測定原油的粘度；在相同溫度，剪切速率為0.2 s-1時，測定原油的屈服值，降凝劑HYJ-08加劑量對兩者的影響（見圖5）。

由圖5可知，隨加藥量的增加，原油的粘度、屈服值均逐漸降低。在加劑量為600 mg/L時，原油粘度由2 357.3 mPa·s降至100.4 mPa·s，降粘率大于90%；原油屈服值由116.7 Pa降至1.43 Pa，屈服值下降率大于90%。

圖5　加藥量對原油粘度、屈服值的影響

圖6　HYJ-08的IR表征

3　紅外表征

由圖6可知，在2 923 cm-1、2 856 cm-1處為飽和C-H鍵的伸縮吸收峰；在1 640 cm-1左右沒有明顯吸收峰，說明已無C=C的振動吸收且聚合反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生；在1 465 cm-1、1 382 cm-1處為-CH3的反對稱、對稱變形振動吸收峰，在1 240 cm-1、1 152 cm-1處為C-OC的伸縮振動吸收峰，在725 cm-1處為多個亞甲基（多于4個）的面內(nèi)搖擺振動吸收峰，說明聚合物內(nèi)含有酯基極性基團(tuán)和長碳鏈的存在。

4　總結(jié)

降凝劑HYJ-08對高含蠟的潿洲原油有較好的降凝效果，最優(yōu)加劑量為600 mg/L，最佳熱處理溫度為55℃；與空白原油相比，加劑原油的凝點、表觀黏度、屈服值均有較大幅度的降低，加劑原油的凝點降至18℃，在20℃時可使原油的粘度、屈服值下降率達(dá)90%以上。經(jīng)不同速率降溫、多次重復(fù)加熱、長時間靜置，證明加有降凝劑HYJ-08的原油具有較好的穩(wěn)定性。

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Study on a pour point depressant for Weizhou crude oil

ZHANG Guoxin1，HU Ting1，LIU Haiting2，ZHANG Mao1，HAO Maolei3，LU Yuan1
（1.Energy Development Engineering Branch，CNOOC，Tianjin 300000，China；2.CNOOC（China）Company Limited Tianjin Branch，Tianjin 300452，China；3.China University of Petroleum（Beijing），Beijing 102249，China）

According to Weizhou crude oil with the characteristics of high paraffin，the depressant effect of HYJ-08，a pour point depressant synthesized with long-chain unsaturated carboxylic ester and other materials，and another 7 commercial ones was compared，and the influence factors of additive effect were discussed.The experiments showed that the optimum heat processing temperature of Weizhou crude oil was 55℃，the optimal concentration of HYJ-08 was 600 mg/L，the pour point of crude oil was reduced from 34℃to 18℃and crude oil viscosity and yield value reduction rate was more than 90%at 20℃.The crude oil adding HYJ-08 still had good stability after different rates of cooling，repeated heating，long time stewing.

unsaturated carboxylic ester；pour point；additive treatment conditions；viscosity；yield value

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.02.022

TE869

A

1673-5285（2015）02-0084-04

2014－12-22

國家科技重大專項，項目編號：2011zx05026-004-05。

張國欣，男（1984-），南開大學(xué)工程碩士，主要從事油田化學(xué)藥劑的合成研究工作，郵箱：zhanggx11@cnooc.com.cn。