减阻剂

减阻机理减阻的机理说法很多,尚无定论。

如伪塑说、湍流脉动抑制说、粘弹说、有效滑移说、湍流抑制说等等。

油相减阻剂从其结构看,多数是流状链或长直链少侧链的高分子聚合物,如CDR102是高分子聚-σ烯烃,分子量为10~10。

这种高分子聚合物纯剂为橡胶状固体,作为商品,一般是溶在烃类(煤油)的溶液中。

10%的减阻剂溶液呈非常粘稠的粘弹性体,较难流动,可拔成很长的丝。

高聚物减阻剂能溶于原油或油品中,但不溶于水,遇水发生分子长链卷曲。

减阻剂溶液呈强牛顿特性,低剪切率下粘度高达3000Pa·S,120℃以下不会分解,比较稳定。

减阻作用是一种特殊的湍流现象,减阻效应是减阻影响湍流场的宏观表现,它是一个纯物理作用。

减阻剂分子与油品的分子不发生作用,也不影响油品的化学性质,只是与其流动特性密切相关。

在湍流中,流体质点的运动速度随机变化着,形成大大小小的旋涡,大尺度旋涡从流体中吸收能量发生变形、破碎,向小尺度旋涡转化。

小尺度旋涡又称耗散性旋涡,在粘滞力作用下被减弱、平息。

它所携带的部分能量转化为热能而耗散。

在近管壁边层内,由于管壁剪切应力和粘滞力的作用,这种转化更为严重。

在减阻剂加入到管道以后,减阻剂呈连续相分散在流体中,靠本身特有的粘弹性,分子长链顺流向自然伸呈流状,其微元直接影响流体微元的运动。

来自流体微元的径向作用力作用在减阻剂微元上,使其发生扭曲,旋转变形。

减阻剂分子间的引力抵抗上述作用力反作用于流体微元,改变流体微元的作用方向和大小,使一部分径向力被转化为顺流向的轴向力,从而减少了无用功的消耗,宏观上得到了减少摩擦阻力损失的效果。

在层流中,流体受粘滞力作用,没有像湍流那样的旋涡耗散,因此,加入减阻剂也是徒劳的。

随着雷诺数增大进入湍流,减阻剂就显露出减阻作用。

雷诺数越大减阻效果越明显。

当雷诺数相当大,流体剪切应力足以破坏减阻剂分子链结构时,减阻剂降解,减阻效果反而下降,甚至完全失去减阻作用。

减阻剂的添加浓度影响它在管道内形成弹性底层的厚度,浓度越大,弹性底层越厚,减阻效果越好。

理论上,当弹性底层达到管轴心时,减阻达到极限,即最大减阻。

减阻效果还与油品粘度、管道直径、含水、清管等因素有关。

生产工艺减阻剂生产的技术关键主要包括两个方面,一是超高分子量、非结晶性、烃类溶剂可溶的减阻聚合物的合成;二是减阻聚合物的后处理。

大量文献资料表明,目前最有效的减阻聚合物是聚α-烯烃。

早期聚α-烯烃的生产采用溶液聚合的方法进行,并将聚合产物直接用于输油管道,由于溶液聚合产物本身粘度大,聚合物含量低,因此给运输和使用带来极大的困难。

直到20世纪90年代中期,才发展了本体聚合的方法,从而大大提高了单体转化率和减阻剂性能。

实施本体聚合需要解决的关键技术是及时带走聚合过程中产生的大量反应热,方法之一是使用一种由高分子材料制成的反应容器,并将其设计成能将反应热迅速释放出来的形状。

实施聚合时,先用氮气吹扫反应容器,然后按比例加入单体和催化剂,密封后放入低温介质中,使其在低温下反应3~6天的时间。

一般情况下,本体聚合产物纯度高,分子量也比溶液聚合产物高得多。

另外,采取溶液聚合α-烯烃减阻聚合物也有了新突破,通过在α-烯烃聚合过程中加入粘度降低剂,可以改进成品的总体流动性能和处理特性,同时可以获得更高的聚合物分子量和更均匀的分子量分布,改进聚α-烯烃类减阻剂的溶解性。

实际应用表明,直接将溶液聚合产物作为减阻剂使用,会给输油生产带来诸多不便,因而该方法现已被淘汰。

为了改善减阻剂的使用性能,通常将聚合物和分散剂一起在低于其玻璃化温度的环境中磨成粉末,并加入适当的添加剂以制成不同外观形态的减阻剂产品。

目前,在原油管道上广泛使用的是水基乳胶状减阻剂,它是利用稳定剂、表面活性剂等添加剂,将聚合物粉末悬浮在水或水与醇的混合物中。

这种产品具有聚合物浓度高、注入方便、在原油中溶解性好等优点,但也存在储存时间短、稳定性较差等缺点。

在成品油管道中主要使用低粘度胶状减阻剂,它是将聚合物粉末溶解在成品油或成品油和某些溶剂的混合物中。

这种产品具有粘度低、注入方便等优点,但存在聚合物浓度低、运输工作量大等缺陷。

为了克服上述两种产品的缺陷,最近研制开发了一种非水基悬浮减阻剂,它是借助悬浮剂将聚合物粉末悬浮在醇类流体中。

这种减阻剂的生产无需使用表面活性剂、杀菌剂和复杂的稳定剂体系,简化了生产过程,具有防冻性好、聚合物浓度高、稳定性好、能防止水等杂质进入输油管道等优点,并可同时用于原油和成品油的输送。

本体聚合产物可以直接置于低温环境中磨碎,溶液聚合产物则需要先将聚合物从溶剂中沉淀出来,然后粉碎。

美国Conoco公司和Baker Hughes公司分别采用了将聚合物从溶液中沉淀出来的方法,用能够沉淀聚合物而与烃类溶剂不互溶的醇类作为沉淀剂,并通过特殊的装置使沉淀出来的聚合物形成小颗粒。

值得一提的是,Baker Hughes公司通过控制向溶液聚合产物中加入沉淀剂的速度,以及适当的搅拌将沉淀出来的聚合物颗粒直径控制在0.25cm以下,这种粒度的聚合物可直接与悬浮剂、液体醇一起制成非水基悬浮减阻剂。

这种方法省去了聚合物的低温粉碎工序,简化了生产过程。

综上所述,通过不同的后处理工序,可以获得不同外观形态和不同性能的减阻剂产品新动向将高浓度减阻聚合物微粒封装在由某些惰性物质组成的外壳内,便制成了微囊减阻剂(microencapsulated drag reducing agent),又称MDRA。

微囊减阻剂的研制成功是减阻剂发展的一个新动向。

生产微囊减阻剂的方法有很多种,主要包括静态挤压法、离心挤压法、振动喷嘴法、旋转盘法、界面聚合、多元凝聚、悬浮聚合等。

生产微囊减阻剂的静态挤压喷嘴和微囊的形成过程见图1。

使用这种装置生产微囊减阻剂,是将聚合反应单体、催化剂和外壳材料分别从中心孔和外环套中加入,并以一定的速度从装置下端挤出,形成微囊减阻剂颗粒。

挤出速度非常重要,当挤出速度慢时,形成的微囊颗粒外观规整、尺寸均匀;相反,如果挤出速度较快,将会使微囊颗粒发生粘连,造成微囊颗粒形状异常、大小不一。

在生产过程中保持一定频率的振动,将有利于控制微囊颗粒的粒度。

由于单体是在封闭的小微囊内进行本体聚合反应,对于单个微囊,反应规模极小,因此,反应条件可以得到很好地控制,特别是反应热能够被及时散发掉。

如果单体是σ-烯烃,通常使用齐格勒-纳塔体系催化剂,并在微囊形成之前加入。

由于齐格勒-纳塔体系催化剂遇到氧气会迅速失效,因此反应体系内不能有氧气存在。

某些单体可以使用紫外线引发聚合,但紫外线必须能够穿透微囊外壳。

微囊外壳是微囊减阻剂的重要组成部分,外壳材料与微囊内芯的反应物不能相互反应或混溶。

如果微囊内芯是σ-烯烃聚合反应体系,为避免催化剂失效,微囊外壳中就不能有氧气存在,但少量的羟基和羧基对聚合反应影响不大。

比较合适的外壳材料有聚丁烯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇、蜡、硬脂酸等。

若微囊外壳本身是聚合物,其聚合反应可以在生产微囊减阻剂的过程中进行,但是不能制约形成微囊系统的其它技术需求。

另外要求微囊外壳在运输和储存过程中性能稳定,其破碎或溶解残渣对原油或石油产品的物化性质以及油品加工过程没有影响。

微囊外壳可以通过溶解在注入介质或管输流体中、机械破碎、融化、光化学破碎、生物降解、化合等方法去除。

由于微囊减阻剂以固体颗粒的形式储存和运输,因此节省了运输溶剂、浆料或其它载体的费用。

注入输油管道时,如果需要使用溶剂或其它载体(即注入介质),则可以在当地低价采购,现场配液,而不再需要复杂的后处理工序。

应用实例先看看国外在输油管道上使用减阻剂的实例。

美国横贯阿À斯加的原油管道,采用加减阻剂方案,将原设计的12座泵站减为10座,日输油量由22.26×10m增加到38.16×10m。

英国北海油田某管道,原设计方案管径为1066mm,经过方案比选,采用高峰时加减阻剂方案,使管径改为914.4mm,大大降低了投资。

美国西南部一条200mm口径的成品油管道夏季汽油输量增大时,曾有111km管道出现卡脖子问题。

采用减阻剂后,迅速、经济地解决了问题。

管道摩擦阻力下降40%,输量增大28%。

美国中西部一条长93km口径为200mm 的输油管道,在顺序输送中,要求柴油与汽油同步输送,需使柴油流量增大20%。

使用减阻剂后柴油的摩擦阻力下降了38%,达到了要求。

在国内,首先是利用美国Conoco公司生产的CDR102减阻剂在铁大线、东黄线、濮临线上进行试验并取得了成功。

如铁大线继1986年现场试验成功后,在沈阳、熊岳和复县3个站段,间断投用减阻剂79天,用药97m,全线增输原油17.667×10t,缓解了铁大线外输紧张局面,争取到较大的出口换汇,为国家创造了较高的经济效益。

1987年世界油价下跌,国家出口减少,管道又恢复正常运行,停注减阻剂,非常灵活、方便。

青海油田的花土沟至格尔木输油管道,原设计输油能力为每年100×10t,后来油田产量上升,要求管道输送能力增加到每年150×10t。

若按传统增加机械动力的方法,需将原来4个泵站全部改建为热泵站,原来3个热泵站也需要改造扩建。

不仅时间不允许,而且资金投入大。

他们与美国贝克管道化学品公司合作进行加减阻剂试验。

试验结果证明,在不增加任何输油泵的情况下,使用FLOXL减阻剂,可以很容易地实现150×10t的年输量,其所需费用远低于扩建泵站的投资。

优势随着研究的不断深入,减阻剂产品日趋成熟,已经进入商业实用阶段。

主要表现为:加入量少,减阻率高;本身具有抗剪切能力,储运和使用过程中无明显降解;对油品加工和油品质量无不良影响;注入设备简单,注入工艺易行;国内已具备生产减阻剂的能力。

无论是在新管线设计或现有管道运营中使用减阻剂均能获得可观的经济效益和社会效益。

在输油管道上应用减阻剂的优势主要体现在以下方面:新管线设计中一个重要的依据就是管道的年输量,但对管道年输量影响因素有许多是不确定的。

如对油田储量的估测不可能做到十分精确,市场条件要求管道输量的变化及油品种类的改变等等。

这一些不确定的因素,可根据相对经济的数据作为设计依据,留下一部分设计余量,用减阻剂来平衡这部分余量。

减小管径、压缩泵站建设规模可大大节省新管线的建设投资。

我国输油管道都是根据年输量来设计的。

选择的管径和壁厚、泵站及设备一般都偏大和较保守,对输量变化的适应性差。

这不仅造成投资高,而且运行也不经济。

特别是在卡脖子段,加减阻剂后就可以提高输量,使整个管道输量增加,达到多输快输的要求。

并可灵活地调整输油计划,满足市场需求,最大限度地创造经济、社会效益。

我国油田产量变化幅度比较大,为增加管道输送弹性,适应油田产量的变化,应用加减阻剂技术具有重大的现实意义。

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浅析减阻剂在输油管道运行中的减阻节能与增输作用

浅析减阻剂在输油管道运行中的减阻节能与增输作用

2输油管道应用减阻剂后的减阻与
②减 阻剂在管道里要避免受油泵、管 件 、孔板 等 各种形 式的 剪切作 用 ; 使用减阻剂是为了增加管道的输 量,增输 ③对某些种类的减 阻剂而言,管径放 是 由于 减 阻的 作 用而 实 现 的 。 大效应很显著。在小 管径上得到的试验结 2 .2输油管道应 用的减阻剂 果, 不适用于较大管径的条件 , 甚至在管径 2 .2. 1 减 阻 剂 的 成 分 大 到 一 定程 度时 ,减 阻效 果 极 其 微弱 。 减 阻剂 的 成 分 为高 分 子 碳 氢化 合 物 聚 2 .3 使 用减 阻剂 的 经济 性 .3 合物 , 一 种非 牛 顿 流体 的 粘 稠物 , 于油 是 用 使用减 阻剂减阻或增输 ,是一种非工 品减 阻剂的为油溶性减阻剂 ,具 有极长的 程性的技术措施 ,不需要扩展原有管道工 链 结 构 , 柔软 有 弹性 , 为螺 旋 结 构 更为 程规模 , 链 若 不需增设泵站或建管道复线 , 也不 理 想 ;分 子量 一般 要 求 在 l 1 上 。 需要更换输 油设 备即可达到提 高管道输送 0 或 0以 2 .2 减 阻 剂的 物 性 及 使用 要 求 .2 能 力的 目的 ; 因此 , 用 减 阻剂 的 工程 投 资 应 减 阻性 能好 的减 阻剂 都具 备以 下特 相 对 较 小 ,采 用减 阻措 施 可 以 简捷 而 迅 速 点:应 是 长 链梳 状 聚 合物 ;具 有 高分 子 量 , 的 达 到 减 阻 或增 输 目的 ,这 是 其优 越 性 所 般 不应 低 千 5×1 理 想是 在 l 0, 0 以上 ; 在 在油 品中可溶性好 。 在输油管道上应用减阻剂应符合以下 3减阻剂在国内外输油管道中的应 要 求 : 人 量要 少 , 阻效 率要 高 , 合体 加 减 综 现为实用的经济性要好 ;减阻剂本身应具 用 实例 国外在输油管道上使用减阻剂的实例。 有抗 剪 切 能 力 ,储 运 和 使 用 过 程 中 无 明显 美国横贯阿拉斯加的原油管道 ,采用加减 降解; 对油品加工和油品质量无不利影响。 阻剂 方 案 , 原 设 计 的 l座 泵站 减 为 l座 , 将 2 0 2 .3 减 阻剂 的 应 用和 减 阻 增输 效 果 22 0m 增 口 4 .6× 3 2 .1输油管道适于应用减阻剂的 日输 油 量 由 2 .6×1 力至 8 1 .3 1 1。英 国北海油 田某管道,原设计方案 01 1 情 况 06 经过方案比选 , 采用高峰 减 阻剂 发 展 到 目前 阶 段 ,多 在 下 列情 管径为 16 mm, 使管径改为94 4 1 .mm, 大 况下 , 作为一种短期的、 权宜性的或特殊处 时加减阻剂方案 , 大降低了投资 。 国西南部一条 20 美 0mm 口 理 手 段而 采 用 : 径的成品油管道夏季汽油输量增大时 ,曾 ①季节性输油任务的波动 ; 有 1l m管道出现卡脖子问题 。采用减阻 k l ②暂 时性 的输 油 任 务的 高 峰 ; 迅速 、 经济地解决 了问题, 管道摩擦 ③根据市场需求时增加输量( 这种情况 剂后 , 阻 力下 降 4 % ,输 量 增大 2 % 。 0 8 在 国外 尤 为 多 见 在 国 内 , 先 是利 用美 国 C n c 公 司 首 o oo ④管道超过额定输油能力 ,暂时来不 D 0减 及扩 建 ,或 在 一定 的超 额 范 围内 不准 备扩 生 产的 C R12 阻 剂 在铁 大 线 、东黄 线 、 濮 临线 上 进 行 试 验 并 取得 了成 功 。 如 铁 大 建; 96 ⑤顺序输送多种油 品时 ,对某种油品 线继 18 年现场试验成功后 ,在沈阳、熊 岳和复县 3 个站段,间断投用减阻剂 7 天 , 9 减阻输送 , 以提高全管道系统的输油能力; 用药 9m 7 ,全 线 增 输 原 油 1 .6 7 6 7× 1 , 0 t ⑥在管道的 “ 卡脖子段”减阻或增输; ⑦在管道建设条件恶劣的沙漠、 沼泽 、 缓解 了铁大线外输 紧张局面 ,争取到较大 高寒等地 区, 为减少泵站而采用的减 或 的出口换汇 ,为国家 创造 了较高的经济效

页岩储层压裂减阻剂减阻机理研究

页岩储层压裂减阻剂减阻机理研究

页岩储层压裂减阻剂减阻机理研究页岩气是指储存在页岩中天然气,而页岩储层压裂技术是目前开采页岩气的主要方式之一。

由于页岩储层矿物质组成复杂,存储天然气密度高等特点,导致压裂难度较大,需要在压裂过程中添加一定的减阻剂以便提高压裂液的渗透性和流动性,最终实现提高天然气产量和经济效益。

减阻剂是压裂液中的一种特殊添加剂,充分利用其高分子多糖的高黏度优势,增加液体粘度,防止压裂液在压力作用下提前流入有裂缝分支的岩层孔隙中,从而减少其流失到非压裂目标层并维持压裂效应。

但减阻剂的具体机理仍未得到完全的解释,研究其机理将对优化压裂技术和提高天然气产出率起到重要作用。

减阻剂能够在压裂液中起到的主要作用有:液体黏度的增加、分散压裂液颗粒物和抑制垂直井壁滑脱现象。

其中,黏度增加是最重要的机理之一。

减阻剂中的高分子多糖和压裂液中的其他添加剂经由化学反应将其产生的微泡聚合,使液相粘度增大,从而减少粘性降低所带来的阻力,塑性剪切不平滑效应也随之发生减小。

减小的阻力和胶结性提高了压裂液的渗透性和流动性,有利于压裂液在井壁缝隙中弥散、扩散和渗透,增大液相分布范围,形成更多、更稳定的裂缝结构,最终提高天然气产量。

分散压裂液颗粒物也是减阻剂起到的重要作用。

压裂液中的水和颗粒物成分会在压力作用下向裂缝发展方向流动,会导致压裂片断或断裂。

减阻剂能够通过防止压裂液在深度方向上流动而减少悬挂的颗粒物,从而避免不同层位上物质的界面引起的剪切应力,减轻液流速度对裂缝的破坏作用,从而减少因颗粒物悬浮而形成的流体阻力,最终提高压裂液在岩石中渗透的动态性,增加页岩储层的效率。

抑制井壁滑脱现象是减阻剂起到的另一个机理。

压裂液在井壁接触处的落差和方向变化会产生切割作用和摩擦作用,导致井壁和裂缝的摩擦系数较高,从而影响压裂液渗透的效果,造成压裂效果不佳。

减阻剂通过增加液体粘度,降低入井速率,减少井壁上的切割作用和摩擦作用,从而防止井壁滑落,减小井壁与岩石之间的相对速度,最终减少在井壁和没有被加压的天然气层中的切割、摩擦和其他机械应力的效应。

减阻剂质量标准的详细描述

减阻剂质量标准的详细描述

减阻剂质量标准的详细描述
减阻剂是一种能够降低流体在管道中流动阻力的添加剂,广泛应用于石油、天然气、水等流体输送领域。

以下是减阻剂质量标准的详细描述:
1. 外观:减阻剂应为均匀的液体,无悬浮物、沉淀物和杂质。

2. 密度:减阻剂的密度应在规定的范围内,以确保其在流体中的分散和混合均匀。

3. 黏度:减阻剂的黏度应在规定的范围内,以确保其在流体中的流动性和稳定性。

4. 减阻性能:减阻剂的减阻性能应符合规定的要求,通常以减阻率来表示。

减阻率是指添加减阻剂后,流体在管道中流动时的阻力降低程度。

5. 稳定性:减阻剂应具有良好的稳定性,在储存和使用过程中不应发生分层、沉淀、凝聚等现象。

6. 腐蚀性:减阻剂不应对管道和设备产生腐蚀作用,应符合相关的腐蚀试验标准。

7. 毒性:减阻剂不应对人体和环境产生危害,应符合相关的毒性
试验标准。

8. 兼容性:减阻剂应与流体和管道材料兼容,不应发生化学反应
或影响流体的性质。

9. 标识和包装:减阻剂应具有明确的标识,包括产品名称、生产
厂家、批号、生产日期、有效期等信息。

包装应密封、防潮、防泄漏。

以上是减阻剂质量标准的一般要求,具体的标准可能因应用领域和相关法规的不同而有所差异。

在选择和使用减阻剂时,应根据实际需求参考相应的产品标准和规范。

利用减阻剂提高原油管线的输量

利用减阻剂提高原油管线的输量

利用减阻剂提高原油管线的输量摘要:减阻剂是用于管输流体的一种化学添加剂,可减少流体在管道中的流动阻力,起到增输节能的作用。

文章介绍了原油减阻剂原理、性能、减阻效果的影响因素,在实际生产中运用,产生了增输降耗效果,是一项较有前途的生产技术。

关键词:减阻剂;减阻机理;聚合物;增输率1 减阻剂介绍在液体流动时加入某些特定物质,能大大降低流体在湍流状态下的摩擦阻力,增加输量。

这些特定的物质称为减阻剂,根据使用对象的不同,分为水溶性减阻剂和有油溶性减阻剂。

这里所说的hg 减阻剂是一种应用于原油和成品油管道输送的油溶性化学添加剂,他能降低管路系统的摩阻,提高输送量,降低能耗,提高管线运行的效率及安全性。

该减阻剂是几种α-烯烃的聚合物,聚合单体为c5至c18的α-烯烃,外观为白色的液体,具有可泵性,可溶解于有机溶剂中。

它是纯粹的碳氢化合物,对于炼油工艺无任何影响,其基本特点是添加量小、减阻效果明显、在管输原油和成品油中有良好的溶解性、对下游用户无不良影响。

使用时注入方便、不需要特殊的设备、产品本身无毒副作用等。

不过,减阻剂对流态有严格的要求,管道中的流体必须是湍流。

如果是层流,则减阻剂不起作用,并且只有管道中的直管段产生的摩阻损失才能通过减阻剂来降低,减阻剂不能对管道中弯头、法兰、阀等产生的这部分摩阻损失起作用。

2 hg减阻剂的减阻机理减阻作用是一种特殊的湍流现象,减阻效应是减阻影响湍流场的宏观表现。

它是一个纯物理作用。

减阻剂分子与油品的分子不发生作用,也不影响油品的化学性质,而只与其流动特性密切相关。

减阻剂加入到管道以后,靠本身的粘弹性,分子长链顺流向自然拉伸,其微元直接影响流体微元的运动。

来自流体微元的径向作用力作用在减阻剂微元上,使其发生扭曲,旋转变形。

减阻剂分子间引力抵抗上述作用力反作用于流体微元,改变了流体微元作用力的大小和方向,使一部分径向力转变为顺流向的轴向力,从而减少无用功的消耗,宏观上起到减少摩阻损失的作用。

减阻剂在油气管道上的应用

减阻剂在油气管道上的应用

减阻剂在油气管道上的应用摘要:油气在输送过程中与管壁之间的摩擦阻力是油气管道压降的主要原因,减阻剂能够降低摩擦阻力,减小压降。

本文总结了天然气、原油与成品油管道减阻剂的作用机理以及使用特点,减阻剂对在新管道设计以及运行管道管理的影响。

天然气管道与油品管道减阻剂在作用机理以及使用要求上有各自的特点。

关键词:减阻剂,天然气,油品,管道1.引言天然气、成品油、原油在管道输送过程中与管壁之间存在摩擦阻力,该阻力为管道压降的主要原因。

降低管道压降,对改善管道的设计与操作、提高企业效益有重要的积极作用。

对新建管道,可以在管道铺设前内涂层[1,2]的方式降低管壁粗糙度,降低流体流动时的摩擦阻力。

对于已建成的管道,重新涂敷内涂层难度很高,采用减阻剂为常用且有效的方法。

天然气管道与油品管道中使用的减阻剂均能对紊流下的流动起到减阻作用,但作用机理与使用方法各有特点。

2.天然气管道减阻剂天然气管道中的流动一般为紊流,靠近管壁处气体分子会产生径向运动,造成能量的额外损耗。

天然气减阻剂能够减弱气体的径向脉动,从而降低摩擦阻力。

天然气减阻剂分子一端为极性端,另一端为非极性端,极性端牢固地粘结在管道金属内表面,同时非极性端与管道内的气体接触,形成一层光滑的膜和特殊的气-固界面,该界面减少了气体的径向脉动,降低了摩擦阻力[3,4]。

在现场应用中,减阻剂不仅要具有减阻效果,同时还应对管道安全且对气体物性无影响,减阻剂应当具备四个特点:1.减阻剂与管壁之间需要有较强的吸附力,减阻剂分子能够牢固的吸附在管壁上,能在管壁上形成稳定的膜,同时减阻剂膜能够在管壁上稳定较长的时间;2.减阻剂能够吸收气体的湍能,降低气体运动的能量损耗;3.减阻剂自身应当无腐蚀性,同时不影响天然气的品质;4.减阻剂应当可以溶于某些溶剂,以便配制溶液,能够注入到天然气管道中。

由于天然气减阻剂必须粘附在管壁上且成膜才能发挥降凝作用,而受管道结构的限制,减阻剂只能在站场从管道的一端加入。

压裂液减阻剂的类型

压裂液减阻剂的类型

压裂液减阻剂(油包水乳液):在油田增产方法操作中,许多的压裂液通过泵在高压力及高流速条件下被运送到深度约500米至6000米或许更深的钻孔处,致使井眼周围的岩层开裂。

油层中的油气在地层压力作用下渗透到井眼分裂处,通过泵又被运送到地上。

压裂液在管道中被运送的过程中,因为来自泵的压力会发生湍流,湍流致使阻力的发生。

阻力会消耗更多的能量。

通常高分子量的线性聚合物可以用于改善流体的流变性质,然后使湍流最小化,然后尽可能的减少在运送过程中丢掉的不必要能量。

压裂液减阻剂(油包水型)在用量很小的情况下减少摩擦阻力,成本低,而且会有高剪切、及抗高温抗高压等出色的功用。

尽管,传统的乳液聚合物具有适合的分子量,但是,体系中因为富含碳氢化合物及表面活性剂,会对环境发生危害,表面活性剂及有机溶剂可能在陆地泄露或许在海上途径发生火灾。

此外,运用前,需要破乳,所以,传统的乳液聚合物的运用遭到约束。

固体聚合物通常在这种运用中被广泛运用,因为固体聚合物的有用浓度比液体聚合物溶液的浓度高许多。

但是,固体聚合物难以溶解,需要格外的设备以及许多的动力和水来稀释产品。

在悠远的钻井现场,动力和水常常供应不上,需要许多的经费投入确保。

压裂液减阻剂
产品形状:乳白色流动性液体
产品特征:溶解快,能耗小,抗剪切性好,无毒无污染,无粉尘,无损健康,流动性好易于操作,格外适宜自动加药,完结出产的自动化。

1、与粉体产品对比,溶解快,药效高,无粉尘无污染,可自动连续加药;
2、与胶体产品对比,溶解快,含量高,粘度低,流动性好,易操作,可自动连续加药;
运用范畴:首要用于页岩气压裂液减阻剂,石油工业用于钻井乳液包被抑制剂,水处理领域等!。

国内压裂用减阻剂的研究及应用进展

国内压裂用减阻剂的研究及应用进展I. 引言- 压裂技术的背景和意义- 减阻剂的作用和研究意义II. 国内压裂用减阻剂研究现状- 减阻剂分类及其特点- 国内压裂减阻剂研究现状概括III. 中国页岩气压裂用减阻剂研究进展- 页岩气压裂工艺特点及影响减阻剂选择的因素- 国内研究现状及进展情况IV. 减阻剂的应用案例- 减阻剂应用案例概括- 减阻剂在实际生产中的效果与问题V. 减阻剂未来发展方向- 未来减阻剂研究需求与趋势- 减阻剂在压裂工艺中的应用前景VI. 结论- 国内减阻剂研究与应用现状综述- 减阻剂在压裂工艺中的影响与前景展望第一章引言随着全球能源消费需求的不断增长,非常规天然气(包括页岩气、煤层气等)的开发越来越引起人们的重视,其中,页岩气是非常规气藏中开发最为活跃、储量最为丰富的一种。

页岩气勘探开发是一种复杂而多变的过程,在生产过程中需要使用许多技术手段来保障高效、经济的生产。

其中,压裂技术被广泛应用于页岩气的开发之中。

压裂技术是利用高压液体将岩石层破碎,从而增加天然气从岩石层中流出的渗透性。

在压裂过程中,需要将高压液体注入到岩石层中,大大增加了注入液体对管道、设备、井壁等系统的腐蚀和磨损。

为了解决这个问题,压裂技术中常常添加减阻剂来减少注入液体对系统的腐蚀和磨损。

本文将介绍国内减阻剂在压裂技术中的研究和应用进展。

本文将从国内压裂用减阻剂研究现状、中国页岩气压裂用减阻剂研究进展、减阻剂的应用案例、减阻剂未来发展方向等方面对其进行探讨。

在大规模应用中,减阻剂的使用既有利于生产效益,同时也提高了生产健康与安全。

因此,减阻剂研究及其应用具有重要的现实意义和广阔的应用前景。

希望本文能够对减阻剂领域感兴趣的专业人员或学者们提供一定的参考价值。

第二章国内压裂用减阻剂研究现状2.1 减阻剂分类及其特点减阻剂是指添加在压裂液中,用来降低液体与管道或岩石壁面摩擦阻力的化学添加剂。

根据其来源和化学特性,减阻剂可以分为有机和无机两类。

减阻、降粘、防蜡



油溶性减阻剂的研究与应用概述
此后几十年,世界上许多国家都进行了对减阻剂的 科研与应用实践,处于领先地位的有美国CONOCO
公司、Baker Hunghes公司,这些公司使得减阻剂
研发技术得到迅速发展,开发出了性能好、成本低 的减阻剂产品。
油溶性减阻剂的研究与应用概述
尤其是CONOCO公司,该公司的减阻剂产品从
油溶性减阻剂的特点
总之,油溶性高分子聚合物减阻剂在很小的用量 下就可以达到和好的效果,例如, CONOCO公司
的CDR102油相减阻剂在添加0.00005(wt)%时,
就可有9%的减阻率(平均流速2.5m/s,管内径 25mm,介质:0号柴油)。添加0.0001(wt)% 即能达到50%的减阻效率,因此在管道运输行业 中被普遍应用。
3、油溶性减阻剂的研究与应用概述

减阻剂的产生:降低摩阻,提高输量,快速缓 解产量与管线输油能力不足之间的矛盾,加速 原油的开发与利用 。 1972年诞生了第一个减阻剂的专利。1979年是 一个转折点,美国CONOCO公司生产的CDR减 阻剂在进行了大量的试验后,正式工业化生产 并应用于横贯阿拉斯加的原油管道上,揭开了 管道运输应用减阻剂的序幕。
称之为原油本体分散减阻,所用的活性剂称之
原油分散剂(dispersant)。
降粘
还有一类减阻剂称之为降摩阻剂(frictional reducer)。 降摩阻剂与降粘剂不同之处在于: 降摩阻剂一般不掺水或掺少量水(5%~10%), 它通过改变原油和介质表面的作用力,进而减 小原油的流动阻力。而乳化降粘一般掺水为 30%左右,通过改变原油乳状液的类型,使其 转变为以水为连续相,油为分散相的水包油的 乳状液,进而降低在原油在流动过程中的阻力。 如果条件允许,可以掺稀油(轻油)输送稠油。

减阻剂研究概述

智能化技术应用
人工智能、大数据等智能化技术有望在减阻剂性 能预测、优化设计等方面发挥重要作用,提高研 究效率和应用水平。
06
结论与建议
研究成果总结
01
减阻剂能有效降低流体在管道中的摩擦阻力,提高流体的输送效率。
02
不同类型的减阻剂在不同流体和管道条件下具有不同的减阻效果,需 要根据实际情况进行选择。
复合型减阻剂
将不同类型减阻剂进行复合,发挥各自优势,提高综 合减阻效果。
03
减阻机理与方法
边界层控制理论
边界层概念
在流体与固体壁面之间形成的薄层,其中流体速度从零逐渐增加 到主流速度。
边界层分离
当边界层内的流体受到逆压梯度作用时,流体会从壁面分离,形成 涡旋和阻力。
减阻方法
通过改变边界层内的流动状态,如增加壁面粗糙度、引入吹气或吸 气等方式,可以延缓边界层分离,从而降低阻力。
数值模拟精度有待提高
数值模拟方法虽然具有成本低、周期短等优点,但目前数值模拟精度仍有待提高,特别 是对于复杂流动和新型减阻剂的模拟预测。
未来发展趋势预测
1 2 3
新型减阻剂研发
随着材料科学和纳米技术的发展,未来有望研发 出性能更优、环境友好的新型减阻剂。
多学科交叉融合
减阻剂研究涉及流体力学、化学、材料科学等多 个学科领域,未来多学科交叉融合将成为推动减 阻剂研究发展的重要趋势。
表面活性剂减阻剂
界面活性
01
表面活性剂能降低流体与固体壁面间的界面张力,减少流动阻
力,提高流体的流动性。
吸附作用
02
表面活性剂在固体壁面上形成吸附层,改变壁面润湿性,降低
摩擦阻力。
泡沫与乳状液
03
部分表面活性剂可形成泡沫或乳状液,进一步降低流动阻力。

高抗盐减阻剂的合成及性能评价

第52卷第12期 辽 宁 化 工 Vol.52,No.12 2023年12月 Liaoning Chemical Industry December,2023收稿日期: 2023-11-08 作者简介: 孙建波(1988-),男,山东省潍坊市人,工程师,硕士,2015年毕业于西南石油大学石油与天然气工程专业,研究方向:聚丙烯酰高抗盐减阻剂的合成及性能评价孙建波,任凯*,于朋朋,赵桃桃,景晓雅(山东诺尔生物科技有限公司, 山东 东营 257000)摘 要:以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十六烷基丙烯酰胺为单体,自制低聚物为分散剂,氧化还原体系为引发剂合成了高抗盐减阻剂。

通过测定聚合物的溶解速度以及不同浓度、不同矿化度条件下的减阻率,来评价合成减阻剂的减阻性能,通过实验可知,高抗盐减阻剂在10%氯化钙条件下具有76%以上的减阻率;通过测定聚合物的交联悬砂性能以及流变性能,来表征压裂液增稠剂的应用效果,通过实验可知,压裂液增稠剂具有优异的悬砂性能,且具有良好的流变性能。

关 键 词:减阻剂; 聚丙烯酰胺; 水包水; 抗盐性能中图分类号:TE357.1 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2023)12-1807-04水包水PAM 是一种新型的聚丙烯酰胺产品形态。

阴离子水包水PAM 作为滑溜水减阻剂,具有溶解速度快、能耗低、环保安全、固含量高等特点,特别适用于不具备安装大型溶解装置的施工现场。

本文以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和十六烷基丙烯酰胺为单体,自制低聚物为分散剂,氧化还原体系为引发剂合成了高抗盐减阻剂。

1 实验部分1.1 实验试剂丙烯酰胺、丙烯酸,工业级,山东诺尔生物科技有限公司;2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸,工业级,山东联盟化工集团有限公司;N-十六烷基丙烯酰胺,工业级,广东翁江化学试剂有限公司;十二烷基硫酸钠,工业级,山东旺通化工有限公司;交联剂,自制;氢氧化钠、无水氯化钙、六水氯化镁、氯化钠、甲酸钠、过硫酸钾、亚硫酸氢钠,分析纯,国药集团化学试剂有限公司。

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