ZX—1型流動(dòng)改進(jìn)劑對(duì)江蘇油田范1區(qū)塊原油流動(dòng)影響的室內(nèi)評(píng)價(jià)

崔永亮　呂紅梅　余曉玲

摘 要：原油擬乳狀液狀態(tài)流動(dòng)可以有效防止蠟的沉積，并降低伴熱溫度，本文研究了ZX-1型流動(dòng)改進(jìn)劑對(duì)范1區(qū)塊原油流動(dòng)的影響，結(jié)果表明，隨著加藥濃度的增加，含水率的增加原油結(jié)蠟率降低，黏度降低，并且ZX-1型流動(dòng)改進(jìn)劑與后續(xù)的原油破乳劑配伍性較好，而且還能促進(jìn)原油破乳。

關(guān)鍵詞：結(jié)蠟率，黏度，破乳

前言

中國主要油田生產(chǎn)的原油含蠟量都比較高，一般在15%-37%，個(gè)別油田原油蠟含量高達(dá)40%以上[1]。多蠟原油輸送工藝的發(fā)展，經(jīng)歷了加熱輸送、原油熱處理輸送、原油化學(xué)改性處理輸送等幾個(gè)階段[2]。擬乳狀液流態(tài)開采和集輸高凝、高粘油的方法，是由原油化學(xué)添加劑改性處理技術(shù)發(fā)展而來的。其特點(diǎn)是加入“流動(dòng)改進(jìn)劑”后，一方面“流動(dòng)改進(jìn)劑”吸附在管壁上形成親水膜，將金屬管壁的親油性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性，抑制石蠟和凝油向管壁的沉積；另一方面，“流動(dòng)改進(jìn)劑”可使原油形成水包油型乳狀液，改變?cè)偷牧鲃?dòng)性，但不改變其性質(zhì)。

由于各個(gè)油田的原油性質(zhì)，含蠟量等條件的不同，各個(gè)油田研制的“流動(dòng)改進(jìn)劑”并不具有普適性。江蘇油田范1區(qū)塊產(chǎn)出原油為高含蠟、中高凝原油，其原油含蠟量為17.21%-29.22%，凝點(diǎn)為32-38℃。原油在由井口到中轉(zhuǎn)站的輸送過程中蠟沉積嚴(yán)重，為防止蠟沉積在原油輸送過程中造成的不利影響，現(xiàn)場(chǎng)采取了管線伴熱輸送工藝，其每年的伴熱費(fèi)用達(dá)到100多萬元，嚴(yán)重影響了油田生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。研制的化學(xué)添加劑ZX-1，能使原油形成擬乳狀液，降低原油黏度，減少蠟沉積以及流動(dòng)阻力，達(dá)到常溫輸送的目的。ZX-1型原油流動(dòng)改進(jìn)劑，其主要成分為AE型破乳劑、石油磺酸鹽及其它助劑。本文通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)ZX-1的防蠟效果，對(duì)破乳劑分水能力的影響，及其對(duì)原油流變性的影響，以達(dá)到對(duì)范1區(qū)塊原油的常溫輸送提供技術(shù)支持的目的。

一、實(shí)驗(yàn)儀器與材料

實(shí)驗(yàn)儀器：哈克流變儀RS6000，德國哈克公司，振蕩水浴，恒溫水浴，空氣恒溫振蕩器，比色管

實(shí)驗(yàn)材料：ZX-1型流動(dòng)改進(jìn)劑，范13、19井采出液，KD-25型破乳劑

二、實(shí)驗(yàn)方法：

1.原油掛壁量測(cè)試方法：

參考《SY/T6300-2009采油用清、防蠟劑技術(shù)條件》，通過稱量鋼制實(shí)驗(yàn)瓶實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量差來測(cè)量原油的掛壁量。首先稱量鋼制實(shí)驗(yàn)瓶的質(zhì)量，然后向其中加入一定量的范19井采出液，充分震蕩后，加入流動(dòng)改進(jìn)劑，60℃下，搖床內(nèi)震蕩30min，然后邊攪拌邊降溫，降溫速率為1.0℃/min，降至一定溫度后恒溫5min，然后利用旋轉(zhuǎn)倒杯儀將油樣邊旋轉(zhuǎn)邊緩慢均勻倒出，倒空5min后稱重，實(shí)驗(yàn)瓶前后質(zhì)量差即為掛壁原油的質(zhì)量[4]。

2.原油流變性測(cè)試方法：

應(yīng)用哈克流變儀選擇Z38轉(zhuǎn)子，然后打開應(yīng)用程序，儀器調(diào)零后， 降下樣品容器，裝入測(cè)試液，在7.34S-1的剪切速率下，樣品溫度由50℃降低到20℃，降溫速率1.0℃/min，觀察范19井原油及其加入流動(dòng)改進(jìn)劑后的黏溫曲線。

3.破乳分水能力測(cè)試方法：

參考《SY/T5281-2000 原油破乳劑使用性能檢測(cè)方法（瓶試法）》，在100ml比色管中加入不同比例的范19井原油和采出水，充分振蕩后配制成不同含水率的模擬采出液樣品。加入ZX-1后，在50度空氣恒溫振蕩器中振蕩30min，然后取出，放置在50度水浴中靜置5min，計(jì)量比色管內(nèi)分出水相的體積。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

1、流動(dòng)改進(jìn)劑ZX-1的防蠟?zāi)芰?/p>

實(shí)驗(yàn)原油樣品為范1區(qū)塊原油，配制的模擬采出液含水率為20%、40%、60%、80%，ZX-1的加藥濃度為0.02%-0.3%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在相同的溫度條件下，掛壁率受含水率和加藥濃度影響較大。相同含水率的情況下，隨著加藥濃度的增加，原油掛壁量減少，并且含水率越高，掛壁率越低。加藥濃度大于1000mg/l，同時(shí)含水大于20%時(shí)，掛壁率低于6%；含水率大于80%，同時(shí)加藥濃度大于200mg/l時(shí)，掛壁率低于2%，以上兩種情況流動(dòng)改進(jìn)劑均有較好的防蠟效果。這是因?yàn)椋阂环矫?，隨著加藥濃度的增加，采出液更容易形成水包油型乳狀液，而且加藥量增加，流動(dòng)改進(jìn)劑在管道內(nèi)壁形成親水膜更加牢固；另一方面，隨著含水率的增加，采出液不容易形成油包水乳狀液，而且管道內(nèi)的原油會(huì)呈現(xiàn)出在水上漂浮流動(dòng)的狀態(tài)，減少了原油與管壁的接觸面積。

在不同溫度的掛壁率實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：在1000mg/l的加藥濃度下，隨著溫度的降低，原油掛壁量增加，但是當(dāng)含水率大于60%時(shí)，30℃下仍有較好的防蠟效果。

2、流變性能

含蠟原油的流變特性取決于液態(tài)介質(zhì)的成分，固體顆粒的含量及其分散程度，也與原油的熱歷史和剪切歷史等因素有關(guān)。

采用哈克流變儀測(cè)量范1區(qū)塊的原油及加藥后的黏溫曲線，如圖1，在溫度較高時(shí)，蠟晶全部溶于原油中，它具有牛頓流體的特性，黏度隨溫度的降低，變化不大；當(dāng)溫度降低到析蠟點(diǎn)時(shí)，蠟晶開始析出，使原油黏度快速升高，隨溫度的繼續(xù)降低，析出的蠟晶增多，聚集成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，黏溫曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)，加藥后凝點(diǎn)降低4℃左右。

3、ZX-1的破乳分水能力

實(shí)驗(yàn)樣品為范19井采出液，模擬采出液的含水為25%、50%、85%，ZX-1的加藥濃度為1000mg/l，實(shí)驗(yàn)溫度為50℃，對(duì)比藥劑是油田現(xiàn)場(chǎng)采用的破乳劑KD-25，加藥濃度為1000mg/l，實(shí)驗(yàn)脫水時(shí)間設(shè)定為5min。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在模擬采出液中，單獨(dú)加入0.1%的流動(dòng)改進(jìn)劑ZX-1時(shí)，分水率為20%-80%，表明流動(dòng)改進(jìn)劑ZX-1有一定的分水能力，單獨(dú)加入0.1%的破乳劑KD-25時(shí)，其分水率為48%-88%，當(dāng)0.1%的KD-25與0.1%的ZX-1混加時(shí)，其分水率50%-100%，表明ZX-1與KD-25的配伍性較好，并且對(duì)KD-25的破乳能力有促進(jìn)作用。

四、結(jié)論

1、流動(dòng)改進(jìn)劑ZX-1的防蠟效果受溫度、含水率、濃度的影響，溫度越高、含水率越高、濃度越大，防蠟效果越好。

2、流動(dòng)改進(jìn)劑ZX-1能夠較明顯的改變范1區(qū)塊原油的流變性，可使其凝點(diǎn)降低4℃左右。

3、流動(dòng)改進(jìn)劑ZX-1與破乳劑KD-25的配伍性較好，并且對(duì)KD-25的破乳能力有促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳剛，張潔.原油流動(dòng)性改進(jìn)劑研究進(jìn)展[J].天然氣與石油，2013，31（2）：1-5.

[2]權(quán)忠輿，原油改性處理的管道輸送工藝[J]油氣儲(chǔ)運(yùn)1996，15（1）：1-6.

[3]唐志偉，黨偉，譚文捷，原油流動(dòng)改進(jìn)劑應(yīng)用于防蠟的實(shí)驗(yàn)，科技導(dǎo)報(bào)2015，33（1）.