英旺油田高含蜡原油降凝剂筛选及现场应用
采油用降凝剂的研发与应用
采油用降凝剂的研发与应用摘要：由于我国石油资源日益丰富，各类型石油的物性差别很大，已有的降凝剂在适用范围及效果上已很难满足实际需要。
因此，研发通用、高效、经济、环境友好的新型降凝剂是目前世界各国关注的焦点。
基于此，本文对采油用降凝剂的研发与应用进行研究，以供相关人士参考。
关键词：采油；原油；降凝剂；研发应用目前，国内大部分油田所产原油都是高凝点、高粘度、高含蜡的蜡质类原油。
在低温条件下，随着温度的降低，在降温的同时会产生大量的蜡晶，并逐渐扩大其所占的面积，最后形成空间网状结构，这不仅会降低原油的流动性能，还会引起管道堵塞等事故。
这不但给原油的运输、加工和储存造成巨大的压力，而且还增加了加工费用。
因此，如何降低原油的冷凝温度，提高其低温流动性能，对石油工业生产具有十分重要的意义。
1降凝剂的种类1.1表面活性剂型降凝剂目前开发得比较成熟和常用的降凝剂有石油硫酸盐型和聚氧乙烷基胺型。
我国石油勘探开发研究院自主研发了一种具有良好降凝效果的新型聚合物表面活性剂 WHP （乙烯-乙酸乙烯-乙烯醇-三元共聚物），具有良好的降凝效果和广泛的应用前景。
李美蓉等人在对 WHP降凝剂对高蜡稠油的影响进行了研究，结果表明，WHP降凝剂可以使蜡晶的尺寸、形貌和聚集度发生变化，使蜡晶的表面特性发生变化，使蜡晶不能形成精细的三维网状结构。
1.2共聚物型降凝剂通常使用的聚合物类降凝剂是一种具有极性和无极性两种性质的聚合物。
非极性官能团（如长链烷基）可通过共晶、吸附、成核等机制发挥降凝效应，而极性官能团（如酯类、马来酸酐等）可通过影响蜡晶形态，抑制蜡晶长大而发挥降凝效应。
这两种材料协同作用，可以有效地阻止分子间的聚合，使其在较低温度下具有良好的流变性能。
丁丽芹等采用Salen-Ni络合物作为催化剂，合成了聚甲基丙烯酸乙酯降凝剂，其质量含量为1.5%时，可以将柴油300-340℃的冷凝温度降低5-10℃，而润滑油380-400℃的冷凝温度则可以降低2-6℃[1]。
高蜡原油降凝剂研究进展
中含有与石蜡结构类似的非极性长链烷基 ， 可进 入蜡晶 晶格
发 生 共 晶 ； 聚物 中 还 含 有 极 性 基 团 ， 于 抑 制 蜡 晶 之 间 的 高 用
物 ， 类 共 聚 物 及 其 衍 生 物 已成 为 油 田 广 泛 使 用 的 降 凝 剂 。 这
合物对于上述两种原油 均具有 良好 的降凝 作用 ， 并且在 ３ ． ５ ＯＣ以上 添加共 聚物 ， ￣ 能够降低原油的表观黏度 。 １４ 含氮 聚合物 ． 含氮 聚合物 主要是 聚胺 类 ， 者是烷 基 或
【 关键词】 高蜡原油 ； 降凝剂 ； ； 石蜡 作用机 理
【 中图分类号】 Ｔ ６４ ８ ４ Ｅ ２． ＋ 【 文献标识码 】 Ａ 【 文章编号 】 １０ — ４ ７ ２ １ ）０ ０ ０ — ２ ０ ３ ３６ （ ００ １ — ０ ７ ０
高 蜡 原 油 具 有 较 高 的 凝 点 和 黏 度 ， 温 流 动 性 差 。蜡 在 低
的构 效 关 系 时 作 者 指 出 ， 肪 烃 侧 链 只 能 为 石 蜡 提 供 小 ， 当温度 降到 一定值 时 ，
原 油 中 开 始 析 出微 小 的石 蜡 晶粒 ， 而 连接 成 为 三 维 网 络 结 继 构 ， 油 包 在 其 中 ， 油 失 去 流 动 性 。 降 低 原 油 凝 点 和 改 善 把 原 原 油低 温 流 动 性 ， 于 高 蜡 原 油 开 采 、 输 具 有 重 要 意 义 。 对 集 目前 ， 重 要 的 流 动 改 进 技 术 为 化 学 剂 降凝 法 最 ， 技术 该
幅 度 最 高 达 到 ２ ．℃ 。 ７０
含蜡原油降凝剂与石蜡作用机理的研究进展与探讨
!"#
几种已知降凝机理 早在上个世纪 EF 年代， 人们就对 降 凝 剂 的 作 用 机 理 开 展 了 一 系 列 研 究 工 作， 以指导原油降凝剂的
［ ］ 开发和应用。 ’GE+ 年， H412<72< 等提出了抑制蜡晶三维网状结构生成的吸附 $ 共晶理论 + 。 ’GE, 年， I45=21 ［ !］ 等从 热 力 学 方 面 进 行 研 究， 并 用 低 温 显 微 镜 进 行 观 察， 明确指出降凝剂能使蜡晶的形态发生变化 。 ［ K］ 降 凝剂不 是 晶 体石 蜡 的 溶剂， 也 不会减 少原油 中石 蜡含量， 只 是改变 分散 相 微 ’GJ+ 年， ! " # $ % & " ’ 指出 ， 粒的大小、 形状和结构， 并在这些晶体表面建立某种能量障碍以阻止晶体微粒的接近， 从而 改善原 油的 流
［ $. ，$+ ，$J］ ［ $.］ ［ $J］ 熵的变化情况 。 &:4=E>BE=E 与张红 通过 分 析 蜡 油 溶 解 过 程 的 %&’ 曲 线 发 现， 降凝剂的加入使
［ $, - $!］ 素有关 ： 随着烷基链长度、 平均分子量的增大或极性基团含量的减小， 降凝剂结晶能力增强。
图. 7489:; .
合成蜡油的 %&’ 曲线： 降温 （ /） （ 1） 速率为 $,2 0345，蜡含量 ( 6［$+］ 0 升温
（ /） （ 1）:EB;> E:; $, 2 0345 H D（ DEF） I ( 6［$+］ %&’ <9:=;> ?@: >A5BC;B4< DEFA @4G>：<@@G458 0C;EB458
原油降凝剂及其在我国原油中的应用
1
1 1
降凝剂作用机理及影响因素
降凝剂作用机理 关于降凝剂的作用机理至今尚无定论。一般认
为, 降凝剂改变了原油中蜡晶的形态和习性, 从而改 善了原油的低温流动性能。比较公认的理论有共晶 理论与吸附理论。 共晶理论认为 [ 2] , 降凝剂分子有与石蜡分子相 同的和不同的结构部分, 与石蜡系统相同的部分为 烃链 ( 非极性基团) , 可与石蜡共晶 ; 而与石蜡不同的 部分( 极性基团 ) , 则阻碍蜡晶进一步长大。蜡具有 如图 1 的结晶结构 , 向 X 轴和 Z 轴方向的生长比较 快。加入降凝剂后, 阻碍了蜡沿着生长速度快的 X, Z 方向生长, 促进向 Y 轴方向的生长。这样就使蜡 以各向同性的方向生长, 防止了网状结构的形成( 见 图 2) 。 吸附理论认为 , 降凝剂将原油中的蜡晶中心吸 附在其周围, 阻止进一步析出的蜡晶结合, 使其不与 轻组分一起形成三维网状凝胶结构 , 从而降低了原 油的凝固点, 而达到了改善流动性的目的。
Nov. 2001 58
现代化工 Modern Chemical Industry
第 21 卷第 11 期 2001 年 11 月
知识介绍
原油降凝剂及其在我国原油中的应用
王 敏 赵 静 张廷山 于元章 ( 齐鲁石化公司研究院, 淄博 255400)
摘要 : 介绍了原油降凝剂在国内外的发展概况和种类、 降凝作用机理、 对降凝剂效果的影响因素 , 以及我国降凝剂的研究情 况。 关键词 : 降凝剂 ; 原油; 机理 ; 应用 中图分类号 : TE869 文献标识码 : A
原油是一种含有石蜡和地蜡的多组分的复杂烃 类混合物, 此外还 含有一定数量的 胶质和沥青质。 石蜡和地蜡易溶解于原油中, 在温度降低时原油会 析出蜡晶 , 随着温度不断下降 , 蜡晶增多, 最终形成 三维网状结晶, 使原油失去流动性 , 给石油的开采和 输送带来很大困难。为改善原油的流动性能, 含蜡 原油采用了热处理输送、 添加减阻剂 输送、 稀 释输 送、 乳化输送、 水悬浮输送等多种方法
集输工艺对高蜡原油中降凝剂作用的影响分析
（ 东北石油大学化学化工学院石油与天然气 化工 省重点实验室 ，黑龙 江大庆 １ ６ ３ ３ １ ８ ）
摘要： 高蜡原油的集输工 艺对 降凝剂 的降凝降 黏作 用有较 大影响 。使用 降凝剂 Ａ Ｅ对吉林 木南原 油 降凝处理 ， 考察了集输 过程 中降凝剂加量 和加剂温度 、 泵 的高速剪切 、 原油 的重复加热 和输送过程 中 冷却速率等工艺条件对降凝剂作用效果的影响。结果表 明， 降凝剂最佳加剂 量 ０ ． ７ ％， 最佳加剂温度 ７ ０ ℃， 高速剪切温度应 在析蜡点 １ ０℃ 以上 ， 重 复加热温度应不低于 ６ ０℃ ， 在５ ５— ４ ０℃的析蜡 高峰区应使
ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｐ ｏ ｕ ｒ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｄ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｔ ｉ ｓ ０ ． ７ ％ ．ａ ｄ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｓ ７ ０ ℃ 。ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ — ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｓ ｈ ｅ ａ ｉ ｒ ｎ ｇ ｉ ｓ ａ ｔ ｌ ｅ ａ ｓ ｔ １ ０ ｏ Ｃ ｈ ｉ ｇ ｈ ： 高蜡原油 降凝 剂 集输工艺 高速剪切 重复加热 冷却速率
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｅ ８ ６ ９ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ６— ７ ９ ０ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ０ ８—０ ４
Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｉ ｎｆ ｌｕ ｅ ｎｃ ｅ ｏ ｆ ｇ ａ ｔ ｈｅ ｒ ｉ ｎｇ ａ ｎｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｅ ｆｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｐ ｏ ｕｒ ｐ ｏ ｉ ｎｔ ｄｅ ｐｒ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｔ ｉ ｎ ｈ ｉ ｇ ｈ ｗａ ｘ ｃ ｒ ｕｄ ｅ ｏ ｉ ｌ
原油降凝降粘剂在原油开采和集输中的应用
原油降凝降粘剂在原油开采和集输中的应用张付生 谢慧专 董丽坚(石油勘探开发科学研究院油化所,北京,100083)BEM系列降凝剂和O RV系列油基降粘剂及HEA系列水基降粘剂对原油具有较好的改性效果,分别适用于高凝原油和低粘稠油及高粘稠油的开采和集输。
介绍了它们在原油开采和集输过程中的应用效果及取得的经济效益。
关键词:降凝剂 降粘剂 开采 集输 我国绝大多数原油属于高凝原油和稠油,据统计,含蜡量高于10%的原油产量[1]约占全国原油总产量的90%,胶质沥青质含量较高的稠油产量[2]约占原油总产量的7%。
目前,我国对高凝原油及稠油的开采和集输主要采用传统的热力方法,这种方法消耗大量的能量。
因此,研制适合原油开采和集输用的降凝降粘剂具有十分重要的意义。
近年来,石油勘探开发研究院在降凝降粘剂的研究方面取得了可喜的成绩,研制开发出适合原油开采和集输用的BEM系列降凝剂[3]和HEA 系列水基降粘剂[2]及ORV系列油基降粘剂[4],并在原油开采和集输过程中得到广泛的应用,取得了巨大的经济效益和社会效益。
1 降凝剂在高凝原油开采和集输中的应用1.1 我国高凝原油的性质我国高凝原油主要分布在大庆、胜利、中原、南阳和冀东等油田。
原油主要通过输油管线进行运输,我国拥有1.7万公里的原油集输网络,部分管线输送的原油的性质见表1。
表1 我国部分管线原油的性质管线名称鲁宁线中洛线濮临线魏荆线蜡,%20.6024.5921.430.8胶质沥青质,%23.70 6.818.09.90密度/g·cm-30.88550.83850.76280.8550凝点/℃24333236.5粘度(30℃)/M Pa·s93511727631720 由表1可见,我国管线集输的原油中蜡含量较高,导致原油具有较高的凝点和粘度,给原油的输送带来较大的困难。
1.2 降凝剂在原油集输中的应用针对我国原油蜡含量高、凝点高和粘度高的特点,并根据降凝剂的作用机理[5],石油勘探开发研究院研制开发BEM系列降凝剂[3],该剂由酯类化合物和其它化学剂组成,并具有较合适的烷基链长度和分子量及分子量分布,因此,对原油具有较好的适应性和较好的改性效果,且对环境无污染。
含蜡原油加剂降凝降粘实验研究
含蜡原油加剂降凝降粘实验研究摘要：含蜡原油低温流动性差，其输送能耗高。
特别是在气温较低的季节，含蜡原油常规输送的生产技术问题更为突出。
针对含蜡原油特性与输送现状，在认识其流变规律的基础上，系统地研究含蜡原油对常用流动改进剂的感受性，进而采用复配技术筛选评价。
关键词：降凝剂；降粘剂；作用机理；实验研究我国绝大多数原油属于高凝原油和稠油，据统计，含蜡量高于10%的原油产量约占全国原油总产量的90%，胶质沥青质含量较高的稠油产量约占原油总产量的7%。
目前，我国对高凝原油及稠油的开采和集输主要采用传统的热力方法，这种方法消耗大量的能量。
因此，系统地研究含蜡原油对常用流动改进剂的感受性，进而采用复配技术筛选评价具有十分重要的意义。
1 加剂降凝降粘的作用机理1.1 降凝的作用机理关于降凝剂的作用机理至今尚无定论，一般认为，“降凝剂改变了原油中蜡晶的形态和习性，从而改善了原油的低温流动性能。
”比较公认的理论有共晶理论与吸附理论。
共晶理论认为：降凝剂分子有与石蜡分子相同的和不同的结构部分，与石蜡系统相同的部分为烃链（非极性基团），可与石蜡共晶；而与石蜡不同的部分（极性基团），则阻碍蜡晶进一步长大。
吸附理论认为：降凝剂将原油中的蜡晶中心吸附在其周围，阻止进一步析出蜡晶结合，使其不与轻组分一起形成三维网状凝胶结构，从而降低了原油的凝固点，而达到了改善流动性的目的。
1.2 降粘的作用机理关于降粘机理，有学者提出了高分子表面活性剂的高分散作用；还有学者从胶体流变学出发，提出利用氢键的形成以及常温下化学反应改变胶质的形态，使蜡晶、胶质聚集，形成轻馏分油包蜡晶、胶质，以改变原油均相分布为非均相胶体，降低连续相粘度，利于原油流动性改善的构想。
张付生、王彪根据红外光谱和X 衍射原理提出降粘剂分子借助强的形成氢键能力和渗透、分散作用进入胶质和沥青质片状分子之间，部分折散平面重叠堆砌而成的聚集体，使引起原油高粘度的由胶质、沥青质以氢键结合形成的平面重叠堆砌聚集体的结构变得松散、有序程度降低，从而起到降粘作用。
原油降凝剂种类及应用
原油降凝剂有很多优点 ,除主要用于原油长输 沥青质 、污泥 、水等吸附并包在里面 ,形成蜡膏状物
管线和集输管线的常温输送 ,间歇输送 ,降低管输运 质 ,而使原油失去流动性[7 ] 。降凝剂的作用是影响
行费用 ,且在管线停输后比较容易再启动外 ,也可用 蜡晶形态和网目构造的发育过程 ,改变原油中蜡晶
50
3215/ 13
1915
1172/ 60
9419
魏荆线
B EM
50
3615/ 23
1315
1720/ 119
9310
东黄线
B EM
50
17/ 4
13
396/ 334
1517
东临复线
B EM
50
23/ 3
20
408/ 314
2310
马惠宁线
GY
50
16/ - 415
2015
2174/ 7412 ②
2 原油降凝剂的种类
管线加剂冷投可节约大量的燃料油 ,同时也避免了
含蜡原油失去流动性的原因是由于在低温下析
排放热水对环境造成的污染 。新管线设计时可考虑 出蜡晶 ,这些蜡晶大多呈板状或针状 ,并且相互结合
加剂输送 ,减少中间站的建设 ,节约投资费用[6 ] 。
在一起形成三维网目构造 ,把低凝点的油分 、胶质 、
由表 1 看出 ,B EM , GY 和 CE 等降凝剂对上述 于油田新建管线的冷投产 ,代替传统的 、耗资较大的
管输原油具有较好的降凝和降粘效果 ,降凝幅度大 新建管线输热水预热投产的办法 ,也可用于地理条
多在 10 ℃以上 ,降粘率大多在 80 %以上 。管线应 件恶劣的近海输油管线和沙漠无人区输油管线 ,延
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英 旺油田高含蜡原 油降凝剂 筛选及 现 场应 用
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关键词 ： 英旺 ； 含蜡 ； 降凝 剂 ； 复配 ； 现场应用
中 图分 类 号 ：Ｅ ４ Ｔ ３９ 文献 标 志 码 ： Ａ
Ｓ ｒ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ ｆｅｄ ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｐ ｉ ｔｒ ｄ ｃ ｒ ｆ ｒ Ｙｉ ｇ ｎ ｌ ｅｄ ｈ ｇ ｘ ｒ ｄ ｉ ｃ ｅ ｎ ｎ ｎ ｌ ｐ ｌ ｔ ｓ ｏ ｐ ｕ ｏｎ ｅ ｕ ｅ ｏ ｎ ｗａ ｇ Ｏｉ ｉ ｌ ｉ ｈ ｗａ ｙ ｃ ｕ ｅ ｏ ｌ ｉ ｃ ｏ ａ ｆ
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摘
要 ： 旺油 田长 ８ 英 油层高 １ １ ３ 原油具有凝 固点较高 （７ ）高含 蜡量 １．８ １℃ ， ３ ％特点 ， 用单一药剂对 ５ 运
其降凝效果 不明显 ， 分散 剂和添加剂复配可有效 降低该储层原油凝 固点 。在添加剂最佳浓度为 ０５ 分散剂 ． ％， 最佳浓度为 ５ ， ％时 可使长 ８ 储层原油凝固点从 ２ ℃降低到 ４５Ｃ。 ７ ．￣ 现场试验表明 ， 采出液凝点均 已降低到５ ℃以 下， 原油流动性也很好 ， 产量有所增加且稳定 。