发布时间：2022-04-18所属分类：农业论文浏览：1次
摘 要： 摘要: 针对高胶质和沥青质含量超稠油的特点，室内研究了一种高效油溶性稠油降粘剂 YZ-31，对不同降粘剂对超稠油降粘效果进行了比较。探讨了超稠油降粘剂 YZ-31 加量、温度等因素对降粘效果的影响。结果表明: 油溶性降粘剂 YZ-31 对高胶质和沥青质含量的胜利油田郑家超
摘要: 针对高胶质和沥青质含量超稠油的特点，室内研究了一种高效油溶性稠油降粘剂 YZ-31，对不同降粘剂对超稠油降粘效果进行了比较。探讨了超稠油降粘剂 YZ-31 加量、温度等因素对降粘效果的影响。结果表明: 油溶性降粘剂 YZ-31 对高胶质和沥青质含量的胜利油田郑家超稠油降粘效果明显。在 50o C，5 wt% 的降粘剂加量下对三种实验超稠油样品的降粘率都在 95% 以上。
关键词: 超稠油; 降粘剂; 降粘性能
稠油及超稠油资源具有沥青质胶质含量高，粘度大、密度高、流动性差等特点[1]，严重影响到稠油资源的开采的输送。因此，降低稠油粘度，改善稠油流动性，这对于解决稠油开采、输送和炼制等问题具有重大意义[2]。目前，国内外普遍采用的稠油开采方法主要是蒸汽吞吐、蒸汽驱和蒸汽辅助重力卸油。根据油井生产特性和原油品质，油溶性降粘剂可以作为化学降粘法开采单独使用，或结合热采伴注使用。胶质沥青质分子含有可形成氢键的羟基、氨基、羧基、羰基等极性基团，且胶质沥青质分子的芳杂稠环平面相互重叠堆砌在一起并被这些极性基团之间的氢键所固定，形成了大分子的胶束结构，导致原油粘度大大增加[3]。油溶性降粘剂可借助较强的渗透、分散作用进入胶质、沥青质片状分子之间，拆散胶质沥青质堆砌而成的聚集体[4，5]，使沥青质体系的分散度增加，从而使原油的粘度下降，流动性能增强，同时又避免了乳化降粘后的破乳脱水等问题。油溶性稠油降粘剂多以芳烃溶剂和一定的表面活性剂组成。近年来国内外有关油溶性降粘剂的研究越来越受到重视[6-10]。邹桂华等研制的 CDJZ 稠油降粘剂对吉林油田稠油有较好的降粘效果[11]。张凤英等研究了四元共聚物 MASM 对新疆塔里木稠油的降粘效果[12]，降粘效果较好但是降粘剂的加剂量较大。由于不同地区的稠油由于其原有组成和特性存在较大差异，因而对于降粘剂的适应性不同。目前市售的多种油溶性降粘剂对胜利油田郑家地区超稠油的降粘效果不佳。分析得知郑家区块超稠油具有高胶质和沥青质的特点，因此必须在降粘剂中添加具有很强对胶质和沥青质分散和稳定能力的组份才可能改善降粘剂的降粘效果。由此我们通过大量实验研制了一种可以满足高胶质沥青质含量超稠油开采的油溶性降粘剂 YZ-31。
1 实验部分
1. 1 实验仪器与试剂
仪器: NDJ-1B 旋转型粘度计、SHB-B95 型循超稠油降粘剂 YZ-31 外观为浅黄色透明液体，密度 0. 95 ～ 1. 1 g /cm3 ，闪点( 闭口) >50 o C。 pH 为 6 ～ 8，不含有机氯。其他稠油降粘剂 YJN1、XB-80 及 SHNJ-3 为市售产品。
1. 2 稠油物性测定
采用 GB/T 260-77 方法测定了则原油含水量; 原油中胶质、沥青及蜡含量采用 RIPP7-90 方法测定[13]; 原油粘度采用 NDJ-1B 型旋转粘度计测定。
1. 3 降粘率测定
首先将待测超稠油进行脱水处理，将脱水原油置于恒温水浴锅中 50 ℃ 下恒温预热至少 30min。将降粘剂加入到 50 ℃ 的原油中，用玻璃棒搅拌均匀使降粘剂与原油充分作用。分别测定加入降粘剂前后原油的粘度
2 结果与讨论
2. 1 超稠油组成与物性分析
试验用超稠油的组成与物性如下表 1 所示。 环水式多用真空泵、ZK-82A 型真空干燥箱、RE52A 型旋转蒸发器等。
试剂: 无水乙醇、甲苯、石油醚、正庚烷等为国药集团公司的分析纯试剂。实验油样取自胜利油田郑家地区超稠油，其中 1#油样来自郑 401 井，2# 油样来自郑 408 井，3 #油样取自 37 #站混合超稠油。
油溶性稠油降粘剂: 超稠油降粘剂 YZ-31 其组成含混合芳烃 80 wt% ，互溶剂 15 wt% ，和梳状高分子共聚物 5 wt% 。其中使用的梳状高分子共聚物由本实验室合成: 将一定质量的 AMC14 S、苯乙烯和丙烯酸十八酯加入反应装置中，溶剂为甲苯和无水乙醇的混合溶剂，通氮气 30 min，加入引发剂在 75℃ 下反应 6h。反应完后用甲醇将聚合物沉淀出来即得高分子聚合物( 合成路线及聚合物结构如下式) 。
由表 1 可以看出，三种超稠油的胶质、沥青质含量都较高，其中 2#超稠油胶质沥青质含量最大。此外，导致胜利油田稠油粘度高、流动性差的主要因素是胶质含量高。因此，研究开发能与胶质形成更强氢键[14，15]的油溶性降粘剂，是解决稠油流动性问题的关键。
2. 2 不同降粘剂对超稠油降粘效果的比较
不同类型的降粘剂对同一稠油的降粘效果不同，因此实验考查了不同降粘剂对三种试验超稠油的降粘效果。测试方法按上述降粘剂评价方法进行操作。实验条件: 降粘剂的加量为 5 wt% ，实验测试温度为 50 ℃。不同降粘剂的降粘效果如下表 2 所示。
本文来源于：《化学研究与应用》Chemical Research and Application(月刊)创刊于1989年。本刊旨在报道化学学科的理论和应用研究成果，促进学术交流和科技成果转化，为我国社会主义现代化建设服务。读者对象是高校师生、科研院所的科研人员、厂矿企业的技术人员以及有关管理人员和情报工作者。
由上表可看出，不同降粘剂对该超稠油的降粘效果差别较大，商品样降粘剂对所选超稠油的降粘效果普遍较差，而降粘剂 YZ-31 对超稠油的降粘效果显著，满足了现场开采的需要。另外在相同实验条件下降粘剂 YZ-31 对胶质、沥青质含量最大的 2#超稠油降粘率最高，对胶质、沥青质含量最小的 3#超稠油降粘率最低。由此我们得到此结论: 降粘剂 YZ-31 对沥青质、胶质含量越高的超稠油降粘效果越显著。分析原因可能是 YZ-31 中主剂更容易与超稠油中的胶质沥青质作用形成氢键，因而使得降粘剂对超稠油的降粘效果更显著。
2. 3 降粘剂加量对超稠油粘度的影响
超稠油降粘剂的加量将直接影响其降粘效果，因此实验研究了不同降粘剂加量对超稠油粘度的影响。实验测试方法按上述降粘剂的评价方法来进行操作，测试温度为 50 ℃。测试结果如下图 1 所示。图 1 降粘剂加量对降粘效果的影响 Fig. 1 Effect of YZ-31 addition on the viscosity reduction 由上图可以看出，加入 YZ-31 后超稠油粘度大幅降低。随着降粘剂加量的不断加大，超稠油降粘率不断增大。在加量仅为 5 wt% 的条件下对三种不同区块超稠油的降粘率达到了 95% 。这说明了自制降粘剂的加入有效的分散了超稠油中的胶质、沥青质，从而使得超稠油粘度大大降低。在加量大于 5 wt% 时降粘率基本保持不变，因此，从成本和工业实际应用方面考虑，三种超稠油选择的最佳加剂量都为 5 wt% 。
2. 4 热处理温度对超稠油粘度的影响温度是影响
原油粘度的一个重要因素。一般情况下随温度上升原油粘度明显下降。但是当温度降回原来温度时，其粘度值与升温前会有一定的差别。这种温度对原油粘度的影响对胶质和沥青质含量较高的超稠油尤其明显，其实际反映的是超稠油中胶质沥青质等较大的分子聚集体随温度的变化情况。实验考察了降粘剂 YZ-31 加剂量为 5 wt% 时，加剂热处理温度分别在 40 ～ 80 ℃ 范围内对超稠油的降粘效果。热处理前后粘度测定都在 50℃下进行。由图 2 可知，随处理温度的升高，降粘剂 YZ-31 对三种超稠油的降粘率都增大，说明热处理本身有助于降粘率的提高。
2. 5 不同温度下降粘剂 YZ-31 的降粘效果
降粘剂在不同温度下的降粘效果不同。在不同温度和加剂量 5 wt% 条件下考察了加入降粘剂YZ-31 前后超稠油的粘度变化情况。实验结果如下图 3 所示，随温度升高，降粘剂本身的降粘效果下降。在相同的温度区间内，三种超稠油的降粘率下降幅度不同。说明降粘剂对温度的敏感性不单纯和降粘剂本身有关系，也受到了原油内部组成与结构变化的影响。当温度升至 90 ℃时 YZ-31 对三种超稠油的降粘率仍都在 80% 以上，表明 YZ-31 在高温下仍具有较高的降粘率。
2. 6 降粘效果的稳定性
降粘剂的降粘效果是否稳定将会直接影响到降粘剂在现场的应用。因此，这就要求降粘剂都应具有一定的稳定性。本实验在降粘剂的加剂量 5 wt% ，加入温度 50 ℃ 下考查了在室温下静置不同时间后降粘效果的变化，实验结果如下表 3。
室温 25 ℃下静置 72 h 后，YZ-31 对三种超稠油的降粘率都达 92. 5% ，降粘幅度变化很小。静置时间大于 72 h 后，降粘率变化幅度趋于平缓，这表明降粘剂 YZ-31 的降粘效果很稳定，完全符合了现场实际应用的要求。——论文作者：燕玉峰，于世虎，郑云香，吴 伟*
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