發(fā)布時(shí)間：2022-04-18所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要: 針對(duì)高膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量超稠油的特點(diǎn)，室內(nèi)研究了一種高效油溶性稠油降粘劑 YZ-31，對(duì)不同降粘劑對(duì)超稠油降粘效果進(jìn)行了比較。探討了超稠油降粘劑 YZ-31 加量、溫度等因素對(duì)降粘效果的影響。結(jié)果表明: 油溶性降粘劑 YZ-31 對(duì)高膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量的勝利油田鄭家超
摘要: 針對(duì)高膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量超稠油的特點(diǎn)，室內(nèi)研究了一種高效油溶性稠油降粘劑 YZ-31，對(duì)不同降粘劑對(duì)超稠油降粘效果進(jìn)行了比較。探討了超稠油降粘劑 YZ-31 加量、溫度等因素對(duì)降粘效果的影響。結(jié)果表明: 油溶性降粘劑 YZ-31 對(duì)高膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量的勝利油田鄭家超稠油降粘效果明顯。在 50o C，5 wt% 的降粘劑加量下對(duì)三種實(shí)驗(yàn)超稠油樣品的降粘率都在 95% 以上。
關(guān)鍵詞: 超稠油; 降粘劑; 降粘性能
稠油及超稠油資源具有瀝青質(zhì)膠質(zhì)含量高，粘度大、密度高、流動(dòng)性差等特點(diǎn)[1]，嚴(yán)重影響到稠油資源的開采的輸送。因此，降低稠油粘度，改善稠油流動(dòng)性，這對(duì)于解決稠油開采、輸送和煉制等問(wèn)題具有重大意義[2]。目前，國(guó)內(nèi)外普遍采用的稠油開采方法主要是蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)和蒸汽輔助重力卸油。根據(jù)油井生產(chǎn)特性和原油品質(zhì)，油溶性降粘劑可以作為化學(xué)降粘法開采單獨(dú)使用，或結(jié)合熱采伴注使用。膠質(zhì)瀝青質(zhì)分子含有可形成氫鍵的羥基、氨基、羧基、羰基等極性基團(tuán)，且膠質(zhì)瀝青質(zhì)分子的芳雜稠環(huán)平面相互重疊堆砌在一起并被這些極性基團(tuán)之間的氫鍵所固定，形成了大分子的膠束結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致原油粘度大大增加[3]。油溶性降粘劑可借助較強(qiáng)的滲透、分散作用進(jìn)入膠質(zhì)、瀝青質(zhì)片狀分子之間，拆散膠質(zhì)瀝青質(zhì)堆砌而成的聚集體[4，5]，使瀝青質(zhì)體系的分散度增加，從而使原油的粘度下降，流動(dòng)性能增強(qiáng)，同時(shí)又避免了乳化降粘后的破乳脫水等問(wèn)題。油溶性稠油降粘劑多以芳烴溶劑和一定的表面活性劑組成。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)油溶性降粘劑的研究越來(lái)越受到重視[6-10]。鄒桂華等研制的 CDJZ 稠油降粘劑對(duì)吉林油田稠油有較好的降粘效果[11]。張鳳英等研究了四元共聚物 MASM 對(duì)新疆塔里木稠油的降粘效果[12]，降粘效果較好但是降粘劑的加劑量較大。由于不同地區(qū)的稠油由于其原有組成和特性存在較大差異，因而對(duì)于降粘劑的適應(yīng)性不同。目前市售的多種油溶性降粘劑對(duì)勝利油田鄭家地區(qū)超稠油的降粘效果不佳。分析得知鄭家區(qū)塊超稠油具有高膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的特點(diǎn)，因此必須在降粘劑中添加具有很強(qiáng)對(duì)膠質(zhì)和瀝青質(zhì)分散和穩(wěn)定能力的組份才可能改善降粘劑的降粘效果。由此我們通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研制了一種可以滿足高膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量超稠油開采的油溶性降粘劑 YZ-31。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1. 1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑
儀器: NDJ-1B 旋轉(zhuǎn)型粘度計(jì)、SHB-B95 型循超稠油降粘劑 YZ-31 外觀為淺黃色透明液體，密度 0. 95 ～ 1. 1 g /cm3 ，閃點(diǎn)( 閉口) >50 o C。 pH 為 6 ～ 8，不含有機(jī)氯。其他稠油降粘劑 YJN1、XB-80 及 SHNJ-3 為市售產(chǎn)品。
1. 2 稠油物性測(cè)定
采用 GB/T 260-77 方法測(cè)定了則原油含水量; 原油中膠質(zhì)、瀝青及蠟含量采用 RIPP7-90 方法測(cè)定[13]; 原油粘度采用 NDJ-1B 型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定。
1. 3 降粘率測(cè)定
首先將待測(cè)超稠油進(jìn)行脫水處理，將脫水原油置于恒溫水浴鍋中 50 ℃ 下恒溫預(yù)熱至少 30min。將降粘劑加入到 50 ℃ 的原油中，用玻璃棒攪拌均勻使降粘劑與原油充分作用。分別測(cè)定加入降粘劑前后原油的粘度
2 結(jié)果與討論
2. 1 超稠油組成與物性分析
試驗(yàn)用超稠油的組成與物性如下表 1 所示。 環(huán)水式多用真空泵、ZK-82A 型真空干燥箱、RE52A 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器等。
試劑: 無(wú)水乙醇、甲苯、石油醚、正庚烷等為國(guó)藥集團(tuán)公司的分析純?cè)噭�。�?shí)驗(yàn)油樣取自勝利油田鄭家地區(qū)超稠油，其中 1#油樣來(lái)自鄭 401 井，2# 油樣來(lái)自鄭 408 井，3 #油樣取自 37 #站混合超稠油。
油溶性稠油降粘劑: 超稠油降粘劑 YZ-31 其組成含混合芳烴 80 wt% ，互溶劑 15 wt% ，和梳狀高分子共聚物 5 wt% 。其中使用的梳狀高分子共聚物由本實(shí)驗(yàn)室合成: 將一定質(zhì)量的 AMC14 S、苯乙烯和丙烯酸十八酯加入反應(yīng)裝置中，溶劑為甲苯和無(wú)水乙醇的混合溶劑，通氮?dú)?30 min，加入引發(fā)劑在 75℃ 下反應(yīng) 6h。反應(yīng)完后用甲醇將聚合物沉淀出來(lái)即得高分子聚合物( 合成路線及聚合物結(jié)構(gòu)如下式) 。
由表 1 可以看出，三種超稠油的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量都較高，其中 2#超稠油膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量最大。此外，導(dǎo)致勝利油田稠油粘度高、流動(dòng)性差的主要因素是膠質(zhì)含量高。因此，研究開發(fā)能與膠質(zhì)形成更強(qiáng)氫鍵[14，15]的油溶性降粘劑，是解決稠油流動(dòng)性問(wèn)題的關(guān)鍵。
2. 2 不同降粘劑對(duì)超稠油降粘效果的比較
不同類型的降粘劑對(duì)同一稠油的降粘效果不同，因此實(shí)驗(yàn)考查了不同降粘劑對(duì)三種試驗(yàn)超稠油的降粘效果。測(cè)試方法按上述降粘劑評(píng)價(jià)方法進(jìn)行操作。實(shí)驗(yàn)條件: 降粘劑的加量為 5 wt% ，實(shí)驗(yàn)測(cè)試溫度為 50 ℃。不同降粘劑的降粘效果如下表 2 所示。
本文來(lái)源于：《化學(xué)研究與應(yīng)用》Chemical Research and Application(月刊)創(chuàng)刊于1989年。本刊旨在報(bào)道化學(xué)學(xué)科的理論和應(yīng)用研究成果，促進(jìn)學(xué)術(shù)交流和科技成果轉(zhuǎn)化，為我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)。讀者對(duì)象是高校師生、科研院所的科研人員、廠礦企業(yè)的技術(shù)人員以及有關(guān)管理人員和情報(bào)工作者。
由上表可看出，不同降粘劑對(duì)該超稠油的降粘效果差別較大，商品樣降粘劑對(duì)所選超稠油的降粘效果普遍較差，而降粘劑 YZ-31 對(duì)超稠油的降粘效果顯著，滿足了現(xiàn)場(chǎng)開采的需要。另外在相同實(shí)驗(yàn)條件下降粘劑 YZ-31 對(duì)膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量最大的 2#超稠油降粘率最高，對(duì)膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量最小的 3#超稠油降粘率最低。由此我們得到此結(jié)論: 降粘劑 YZ-31 對(duì)瀝青質(zhì)、膠質(zhì)含量越高的超稠油降粘效果越顯著。分析原因可能是 YZ-31 中主劑更容易與超稠油中的膠質(zhì)瀝青質(zhì)作用形成氫鍵，因而使得降粘劑對(duì)超稠油的降粘效果更顯著。
2. 3 降粘劑加量對(duì)超稠油粘度的影響
超稠油降粘劑的加量將直接影響其降粘效果，因此實(shí)驗(yàn)研究了不同降粘劑加量對(duì)超稠油粘度的影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法按上述降粘劑的評(píng)價(jià)方法來(lái)進(jìn)行操作，測(cè)試溫度為 50 ℃。測(cè)試結(jié)果如下圖 1 所示。圖 1 降粘劑加量對(duì)降粘效果的影響 Fig. 1 Effect of YZ-31 addition on the viscosity reduction 由上圖可以看出，加入 YZ-31 后超稠油粘度大幅降低。隨著降粘劑加量的不斷加大，超稠油降粘率不斷增大。在加量?jī)H為 5 wt% 的條件下對(duì)三種不同區(qū)塊超稠油的降粘率達(dá)到了 95% 。這說(shuō)明了自制降粘劑的加入有效的分散了超稠油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，從而使得超稠油粘度大大降低。在加量大于 5 wt% 時(shí)降粘率基本保持不變，因此，從成本和工業(yè)實(shí)際應(yīng)用方面考慮，三種超稠油選擇的最佳加劑量都為 5 wt% 。
2. 4 熱處理溫度對(duì)超稠油粘度的影響溫度是影響
原油粘度的一個(gè)重要因素。一般情況下隨溫度上升原油粘度明顯下降。但是當(dāng)溫度降回原來(lái)溫度時(shí)，其粘度值與升溫前會(huì)有一定的差別。這種溫度對(duì)原油粘度的影響對(duì)膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量較高的超稠油尤其明顯，其實(shí)際反映的是超稠油中膠質(zhì)瀝青質(zhì)等較大的分子聚集體隨溫度的變化情況。實(shí)驗(yàn)考察了降粘劑 YZ-31 加劑量為 5 wt% 時(shí)，加劑熱處理溫度分別在 40 ～ 80 ℃ 范圍內(nèi)對(duì)超稠油的降粘效果。熱處理前后粘度測(cè)定都在 50℃下進(jìn)行。由圖 2 可知，隨處理溫度的升高，降粘劑 YZ-31 對(duì)三種超稠油的降粘率都增大，說(shuō)明熱處理本身有助于降粘率的提高。
2. 5 不同溫度下降粘劑 YZ-31 的降粘效果
降粘劑在不同溫度下的降粘效果不同。在不同溫度和加劑量 5 wt% 條件下考察了加入降粘劑YZ-31 前后超稠油的粘度變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖 3 所示，隨溫度升高，降粘劑本身的降粘效果下降。在相同的溫度區(qū)間內(nèi)，三種超稠油的降粘率下降幅度不同。說(shuō)明降粘劑對(duì)溫度的敏感性不單純和降粘劑本身有關(guān)系，也受到了原油內(nèi)部組成與結(jié)構(gòu)變化的影響。當(dāng)溫度升至 90 ℃時(shí) YZ-31 對(duì)三種超稠油的降粘率仍都在 80% 以上，表明 YZ-31 在高溫下仍具有較高的降粘率。
2. 6 降粘效果的穩(wěn)定性
降粘劑的降粘效果是否穩(wěn)定將會(huì)直接影響到降粘劑在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用。因此，這就要求降粘劑都應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性。本實(shí)驗(yàn)在降粘劑的加劑量 5 wt% ，加入溫度 50 ℃ 下考查了在室溫下靜置不同時(shí)間后降粘效果的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表 3。
室溫 25 ℃下靜置 72 h 后，YZ-31 對(duì)三種超稠油的降粘率都達(dá) 92. 5% ，降粘幅度變化很小。靜置時(shí)間大于 72 h 后，降粘率變化幅度趨于平緩，這表明降粘劑 YZ-31 的降粘效果很穩(wěn)定，完全符合了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用的要求。——論文作者：燕玉峰，于世虎，鄭云香，吳 偉*
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