某南海油田原油降凝劑的研究與應(yīng)用

陸原，張國欣，郝茂壘，郭海軍，沈靖

（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300452；2.中國石油大學(xué)（北京），北京102249）

某南海油田原油降凝劑的研究與應(yīng)用

陸原1，張國欣1，郝茂壘2，郭海軍1，沈靖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300452；2.中國石油大學(xué)（北京），北京102249）

針對(duì)某南海油田原油高含蠟特性，開發(fā)了一種長鏈不飽和羧酸酯類共聚物，加藥量為1 000 mg/L時(shí)，該共聚物的降凝幅度達(dá)到8.5℃。利用其復(fù)配得到的降凝劑J8A進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，其降凝效果明顯優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)在用藥劑，當(dāng)加藥量達(dá)到320 mL/min即可控制現(xiàn)場(chǎng)原油凝點(diǎn)低于28℃，滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求。

不飽和羧酸酯；凝點(diǎn)；降凝劑

高凝原油是指含蠟量較高的石蠟基原油（也稱高含蠟原油），原油中的石蠟通常為C16～C63的正構(gòu)烷烴其在常溫下不易流動(dòng)，在開采與集輸過程中，結(jié)蠟問題易致使海管發(fā)生嚴(yán)重堵塞，直接影響著生產(chǎn)的正常進(jìn)行［1，2，3］。海上油田開采起步相對(duì)陸地油田較晚，但隨著油田開采的不斷深入，高凝原油的開采量顯著增加，為現(xiàn)場(chǎng)的配套設(shè)施及生產(chǎn)帶來巨大的壓力。某南海油田原油具有高凝、高粘的特點(diǎn)，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(shí)由于原油黏度大、凝固點(diǎn)高、低溫流動(dòng)性差，且是采取多平臺(tái)混輸，原油性質(zhì)復(fù)雜蠟的相對(duì)分子質(zhì)量分布也很廣，常用的化學(xué)降凝劑在該油田的應(yīng)用均不能達(dá)到預(yù)期的降凝效果，給油田的開采帶來了很大的困難［4，5，6］。本文報(bào)道了適用于該油品特性降凝劑的合成復(fù)配及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，為油田的高效開發(fā)提供技術(shù)支持。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1試劑與儀器

實(shí)驗(yàn)用油為某南海油田綜合原油，原油凝點(diǎn)35℃、析蠟點(diǎn)41℃。

主要儀器：SYP1008-V型石油產(chǎn)品凝點(diǎn)試驗(yàn)器、VERTEX紅外光譜儀。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)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(cè)試原油凝點(diǎn)。在100 mL的玻璃瓶中加入原油，加熱到溫度55℃，震蕩200次后恒溫5 min，自然降溫，記下原油完全不能流動(dòng)時(shí)的溫度，即原油凝點(diǎn)。

2　結(jié)果與討論

2.1共聚物的合成

2.1.1苯乙烯和不飽和羧酸酯的摩爾比例對(duì)降凝幅度的影響苯乙烯與不飽和羧酸酯的摩爾比例對(duì)共聚物的降凝效果影響（見圖1）。由圖1可知，在苯乙烯與酯的摩爾比例為1∶4、加藥濃度為1 000 mg/L時(shí)，降凝幅度最大，達(dá)到8.5℃。

圖1　苯乙烯與不飽和羧酸酯的摩爾比例對(duì)降凝效果的影響

2.1.2引發(fā)劑加入量對(duì)降凝幅度的影響引發(fā)劑對(duì)共聚物降凝效果的影響（見圖2）。由圖2可知，在引發(fā)劑加入量為0.8%、加藥濃度為1 000 mg/L時(shí)，降凝幅度最大。

2.1.3反應(yīng)溫度對(duì)降凝幅度的影響反應(yīng)溫度對(duì)共聚物降凝效果的影響（見圖3）。由圖3可知，在反應(yīng)溫度為80℃、加藥濃度為1 000 mg/L時(shí)，降凝幅度最大。

圖3　反應(yīng)溫度對(duì)降凝效果的影響

2.1.4反應(yīng)時(shí)間對(duì)降凝幅度的影響反應(yīng)時(shí)間對(duì)共聚物降凝效果的影響（見圖4），由圖4可知，在反應(yīng)時(shí)間為9 h、加藥濃度為1 000 mg/L時(shí)，降凝幅度最大。

圖4　反應(yīng)時(shí)間對(duì)降凝效果的影響

綜上，最佳合成條件為酸酐與酯摩爾比例為1∶4，引發(fā)劑加入量為0.8%，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時(shí)間為9 h。當(dāng)該共聚物加藥濃度為1 000 mg/L時(shí)，所合成的共聚物將凝固效果最佳，降凝幅度為8.5℃。

2.2紅外表征

利用紅外光譜儀測(cè)試對(duì)所合成的共聚物進(jìn)行分析，結(jié)果（見圖5）。由圖5可知，在2 979 cm-1、2 857 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(dòng)吸收且聚合反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生；在1 167 cm-1處為C-O-C的伸縮振動(dòng)吸收峰，在695 cm-1處為多個(gè)亞甲基（多于4個(gè)）的面內(nèi)搖擺振動(dòng)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。

圖5　共聚物的紅外譜圖

2.3降凝劑降凝效果實(shí)驗(yàn)

將所合成的共聚物與高效分散劑、有機(jī)溶劑等按一定比例復(fù)配而成，得到降凝劑產(chǎn)品J8A，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%。J8A與市售5種降凝劑以及現(xiàn)場(chǎng)在用藥劑J8的降凝效果對(duì)比（見表1）。表1表明，降凝劑J8A降凝效果最佳。

表1　各種降凝劑的降凝效果

表1　各種降凝劑的降凝效果（續(xù)表）

2.4現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果圖（見圖6）。由圖6可知，原現(xiàn)場(chǎng)在用藥劑J8加注量為420 mL/min（約1 000 mg/L）時(shí)，原油傾點(diǎn)略有降低，降低到約31℃；增加現(xiàn)場(chǎng)使用量原油凝點(diǎn)變化不大。使用新產(chǎn)品J8A期間，原油凝點(diǎn)明顯降低，且隨著加注濃度的提高，原油凝點(diǎn)逐漸降低，當(dāng)加藥濃度達(dá)到320 mL/min即可控制現(xiàn)場(chǎng)原油凝點(diǎn)低于28℃（現(xiàn)場(chǎng)集輸過程中的最低溫度值）。當(dāng)同等加藥量下恢復(fù)加注原在用藥劑后，原油凝點(diǎn)明顯升高。綜合試驗(yàn)結(jié)果表明，新研制的降凝劑產(chǎn)品J8A明顯優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)在用藥劑，且滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求。

圖6　現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖

3　總結(jié)

（1）共聚物的最佳合成條件為苯乙烯與不飽和羧酸酯摩爾比例為1：4，引發(fā)劑加入量為0.8%，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時(shí)間為9 h。當(dāng)該共聚物加藥濃度為1 000 mg/L時(shí)，所合成的共聚物降凝效果最佳，降凝幅度為8.5℃。

（2）新研制的降凝劑產(chǎn)品J8A明顯優(yōu)于現(xiàn)場(chǎng)在用藥劑。隨著加注濃度的提高，原油凝點(diǎn)逐漸降低，當(dāng)加藥濃度達(dá)到320 mL/min即可控制現(xiàn)場(chǎng)原油凝點(diǎn)低于28℃，滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求。

［1］張勁軍.易凝高粘原油管輸技術(shù)及其發(fā)展［J］.中國工程科學(xué)，2006，4（6）：71.

［2］趙福麟.油田化學(xué)［M］.山東東營：石油大學(xué)出版社，1999.

［3］梁文杰.石油化學(xué)［M］.山東東營：石油大學(xué)出版社，1999.

［4］IraniC，Zajac J.Pipeline transportation of high pourHandil crude（SPE10145）［A］.Preprints of the 56thSPE Annual Fall Technical Conference and Exhibition［C］.1981.

［5］Fellow C，Liong K K.Quantitative application of livecrude rheology for waxy crude［A］.Proceedings of Offshore Southeast Asia 10th Conf.&Exhibition［C］.1994.

［6］ZhangJingjun，LiuZhonghui，ZhangFan，eta.Waxycrude treated with pour-point-depressants，flow behavior and its evaluation［A］.Proceedings of ISMNP＇97［C］.Beijing：International Academic Press，1997.

Study and apply on a pour point depressant for crude oil on offshore oilfield

LU Yuan1，ZHANG Guoxin1，HAO Maolei2，GUO Haijun1，SHEN Jing1
（1.CNOOC EnerTech-Drilling&Production Co.，Tianjin 300452，China；2.China University of Petroleum（Beijing），Beijing 102249，China）

According to crude oil on offshore oilfield with the characteristics of high paraffin，a multipolymer was synthesized with long-chain unsaturated carboxylic ester and styrene. The experiments showed that the pour point of crude oil was dropped by as much as 8.5 degrees when the concentration of the multipolymer was 1 000 mg/L.A pour point depressant made of the multipolymer and other materials was studied on offshore oilfield.The experiments showed that the pour point of crude oil can be lower than 28℃when the concentration of the pour point depressant was 320 mL/min，and the pour point depressant is meet the demands of the offshore oilfield.

unsaturated carboxylic ester；pour point；pour point depressant

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.06.026

TE357.12

A

1673-5285（2015）06-0095-04

2015－03-17

2015－04-10

陸原，男，高級(jí)工程師，主要從事油田化學(xué)、腐蝕與防護(hù)、工業(yè)水處理等研究工作，郵箱：luyuan350783@126.com。