某南海油田原油降凝劑的研究與應(yīng)用

陸原，張國欣，郝茂壘，郭海軍，沈靖

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津300452；2.中國石油大學(xué)（北京），北京102249）

某南海油田原油降凝劑的研究與應(yīng)用

陸原1，張國欣1，郝茂壘2，郭海軍1，沈靖1

（1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津300452；2.中國石油大學(xué)（北京），北京102249）

針對某南海油田原油高含蠟特性，開發(fā)了一種長鏈不飽和羧酸酯類共聚物，加藥量為1 000 mg/L時，該共聚物的降凝幅度達到8.5℃。利用其復(fù)配得到的降凝劑J8A進行了現(xiàn)場試驗，試驗結(jié)果表明，其降凝效果明顯優(yōu)于現(xiàn)場在用藥劑，當(dāng)加藥量達到320 mL/min即可控制現(xiàn)場原油凝點低于28℃，滿足現(xiàn)場實際需求。

不飽和羧酸酯；凝點；降凝劑

高凝原油是指含蠟量較高的石蠟基原油（也稱高含蠟原油），原油中的石蠟通常為C16～C63的正構(gòu)烷烴其在常溫下不易流動，在開采與集輸過程中，結(jié)蠟問題易致使海管發(fā)生嚴(yán)重堵塞，直接影響著生產(chǎn)的正常進行［1，2，3］。海上油田開采起步相對陸地油田較晚，但隨著油田開采的不斷深入，高凝原油的開采量顯著增加，為現(xiàn)場的配套設(shè)施及生產(chǎn)帶來巨大的壓力。某南海油田原油具有高凝、高粘的特點，含蠟25.7%，膠質(zhì)18.6%，瀝青質(zhì)15.33%，屬于高含蠟、高膠質(zhì)、高瀝青質(zhì)原油，同時由于原油黏度大、凝固點高、低溫流動性差，且是采取多平臺混輸，原油性質(zhì)復(fù)雜蠟的相對分子質(zhì)量分布也很廣，常用的化學(xué)降凝劑在該油田的應(yīng)用均不能達到預(yù)期的降凝效果，給油田的開采帶來了很大的困難［4，5，6］。本文報道了適用于該油品特性降凝劑的合成復(fù)配及現(xiàn)場試驗，為油田的高效開發(fā)提供技術(shù)支持。

1　實驗部分

1.1試劑與儀器

實驗用油為某南海油田綜合原油，原油凝點35℃、析蠟點41℃。

主要儀器：SYP1008-V型石油產(chǎn)品凝點試驗器、VERTEX紅外光譜儀。

1.2實驗方法

實驗參照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5767-2005《管輸原油降凝劑技術(shù)條件及輸送工藝規(guī)范》測試原油凝點。在100 mL的玻璃瓶中加入原油，加熱到溫度55℃，震蕩200次后恒溫5 min，自然降溫，記下原油完全不能流動時的溫度，即原油凝點。

2　結(jié)果與討論

2.1共聚物的合成

2.1.1苯乙烯和不飽和羧酸酯的摩爾比例對降凝幅度的影響苯乙烯與不飽和羧酸酯的摩爾比例對共聚物的降凝效果影響（見圖1）。由圖1可知，在苯乙烯與酯的摩爾比例為1∶4、加藥濃度為1 000 mg/L時，降凝幅度最大，達到8.5℃。

圖1　苯乙烯與不飽和羧酸酯的摩爾比例對降凝效果的影響

2.1.2引發(fā)劑加入量對降凝幅度的影響引發(fā)劑對共聚物降凝效果的影響（見圖2）。由圖2可知，在引發(fā)劑加入量為0.8%、加藥濃度為1 000 mg/L時，降凝幅度最大。

2.1.3反應(yīng)溫度對降凝幅度的影響反應(yīng)溫度對共聚物降凝效果的影響（見圖3）。由圖3可知，在反應(yīng)溫度為80℃、加藥濃度為1 000 mg/L時，降凝幅度最大。

圖3　反應(yīng)溫度對降凝效果的影響

2.1.4反應(yīng)時間對降凝幅度的影響反應(yīng)時間對共聚物降凝效果的影響（見圖4），由圖4可知，在反應(yīng)時間為9 h、加藥濃度為1 000 mg/L時，降凝幅度最大。

圖4　反應(yīng)時間對降凝效果的影響

綜上，最佳合成條件為酸酐與酯摩爾比例為1∶4，引發(fā)劑加入量為0.8%，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時間為9 h。當(dāng)該共聚物加藥濃度為1 000 mg/L時，所合成的共聚物將凝固效果最佳，降凝幅度為8.5℃。

2.2紅外表征

利用紅外光譜儀測試對所合成的共聚物進行分析，結(jié)果（見圖5）。由圖5可知，在2 979 cm-1、2 857 cm-1處為飽和C-H鍵的伸縮吸收峰；在1 640 cm-1左右沒有明顯吸收峰，說明已無C=C的振動吸收且聚合反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生；在1 167 cm-1處為C-O-C的伸縮振動吸收峰，在695 cm-1處為多個亞甲基（多于4個）的面內(nèi)搖擺振動吸收峰，說明聚合物內(nèi)含有酯基極性基團和長碳鏈的存在。

圖5　共聚物的紅外譜圖

2.3降凝劑降凝效果實驗

將所合成的共聚物與高效分散劑、有機溶劑等按一定比例復(fù)配而成，得到降凝劑產(chǎn)品J8A，外觀呈淡黃色均勻液體，pH值4.5～6.5，密度0.85 kg/m3～0.95 kg/m3，有效成分30%～35%。J8A與市售5種降凝劑以及現(xiàn)場在用藥劑J8的降凝效果對比（見表1）。表1表明，降凝劑J8A降凝效果最佳。

表1　各種降凝劑的降凝效果

表1　各種降凝劑的降凝效果（續(xù)表）

2.4現(xiàn)場試驗

現(xiàn)場試驗結(jié)果圖（見圖6）。由圖6可知，原現(xiàn)場在用藥劑J8加注量為420 mL/min（約1 000 mg/L）時，原油傾點略有降低，降低到約31℃；增加現(xiàn)場使用量原油凝點變化不大。使用新產(chǎn)品J8A期間，原油凝點明顯降低，且隨著加注濃度的提高，原油凝點逐漸降低，當(dāng)加藥濃度達到320 mL/min即可控制現(xiàn)場原油凝點低于28℃（現(xiàn)場集輸過程中的最低溫度值）。當(dāng)同等加藥量下恢復(fù)加注原在用藥劑后，原油凝點明顯升高。綜合試驗結(jié)果表明，新研制的降凝劑產(chǎn)品J8A明顯優(yōu)于現(xiàn)場在用藥劑，且滿足現(xiàn)場實際需求。

圖6　現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)圖

3　總結(jié)

（1）共聚物的最佳合成條件為苯乙烯與不飽和羧酸酯摩爾比例為1：4，引發(fā)劑加入量為0.8%，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時間為9 h。當(dāng)該共聚物加藥濃度為1 000 mg/L時，所合成的共聚物降凝效果最佳，降凝幅度為8.5℃。

（2）新研制的降凝劑產(chǎn)品J8A明顯優(yōu)于現(xiàn)場在用藥劑。隨著加注濃度的提高，原油凝點逐漸降低，當(dāng)加藥濃度達到320 mL/min即可控制現(xiàn)場原油凝點低于28℃，滿足現(xiàn)場實際需求。

［1］張勁軍.易凝高粘原油管輸技術(shù)及其發(fā)展［J］.中國工程科學(xué)，2006，4（6）：71.

［2］趙福麟.油田化學(xué)［M］.山東東營：石油大學(xué)出版社，1999.

［3］梁文杰.石油化學(xué)［M］.山東東營：石油大學(xué)出版社，1999.

［4］IraniC，Zajac J.Pipeline transportation of high pourHandil crude（SPE10145）［A］.Preprints of the 56thSPE Annual Fall Technical Conference and Exhibition［C］.1981.

［5］Fellow C，Liong K K.Quantitative application of livecrude rheology for waxy crude［A］.Proceedings of Offshore Southeast Asia 10th Conf.&Exhibition［C］.1994.

［6］ZhangJingjun，LiuZhonghui，ZhangFan，eta.Waxycrude treated with pour-point-depressants，flow behavior and its evaluation［A］.Proceedings of ISMNP＇97［C］.Beijing：International Academic Press，1997.

Study and apply on a pour point depressant for crude oil on offshore oilfield

LU Yuan1，ZHANG Guoxin1，HAO Maolei2，GUO Haijun1，SHEN Jing1
（1.CNOOC EnerTech-Drilling&Production Co.，Tianjin 300452，China；2.China University of Petroleum（Beijing），Beijing 102249，China）

According to crude oil on offshore oilfield with the characteristics of high paraffin，a multipolymer was synthesized with long-chain unsaturated carboxylic ester and styrene. The experiments showed that the pour point of crude oil was dropped by as much as 8.5 degrees when the concentration of the multipolymer was 1 000 mg/L.A pour point depressant made of the multipolymer and other materials was studied on offshore oilfield.The experiments showed that the pour point of crude oil can be lower than 28℃when the concentration of the pour point depressant was 320 mL/min，and the pour point depressant is meet the demands of the offshore oilfield.

unsaturated carboxylic ester；pour point；pour point depressant

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.06.026

TE357.12

A

1673-5285（2015）06-0095-04

2015－03-17

2015－04-10

陸原，男，高級工程師，主要從事油田化學(xué)、腐蝕與防護、工業(yè)水處理等研究工作，郵箱：luyuan350783@126.com。