ZX—1型流動改進劑對江蘇油田范1區塊原油流動影響的室內評價

崔永亮　呂紅梅　余曉玲

摘 要：原油擬乳狀液狀態流動可以有效防止蠟的沉積，并降低伴熱溫度，本文研究了ZX-1型流動改進劑對范1區塊原油流動的影響，結果表明，隨著加藥濃度的增加，含水率的增加原油結蠟率降低，黏度降低，并且ZX-1型流動改進劑與后續的原油破乳劑配伍性較好，而且還能促進原油破乳。

關鍵詞：結蠟率，黏度，破乳

前言

中國主要油田生產的原油含蠟量都比較高，一般在15%-37%，個別油田原油蠟含量高達40%以上[1]。多蠟原油輸送工藝的發展，經歷了加熱輸送、原油熱處理輸送、原油化學改性處理輸送等幾個階段[2]。擬乳狀液流態開采和集輸高凝、高粘油的方法，是由原油化學添加劑改性處理技術發展而來的。其特點是加入“流動改進劑”后，一方面“流動改進劑”吸附在管壁上形成親水膜，將金屬管壁的親油性轉變為親水性，抑制石蠟和凝油向管壁的沉積；另一方面，“流動改進劑”可使原油形成水包油型乳狀液，改變原油的流動性，但不改變其性質。

由于各個油田的原油性質，含蠟量等條件的不同，各個油田研制的“流動改進劑”并不具有普適性。江蘇油田范1區塊產出原油為高含蠟、中高凝原油，其原油含蠟量為17.21%-29.22%，凝點為32-38℃。原油在由井口到中轉站的輸送過程中蠟沉積嚴重，為防止蠟沉積在原油輸送過程中造成的不利影響，現場采取了管線伴熱輸送工藝，其每年的伴熱費用達到100多萬元，嚴重影響了油田生產的經濟效益。研制的化學添加劑ZX-1，能使原油形成擬乳狀液，降低原油黏度，減少蠟沉積以及流動阻力，達到常溫輸送的目的。ZX-1型原油流動改進劑，其主要成分為AE型破乳劑、石油磺酸鹽及其它助劑。本文通過室內實驗評價ZX-1的防蠟效果，對破乳劑分水能力的影響，及其對原油流變性的影響，以達到對范1區塊原油的常溫輸送提供技術支持的目的。

一、實驗儀器與材料

實驗儀器：哈克流變儀RS6000，德國哈克公司，振蕩水浴，恒溫水浴，空氣恒溫振蕩器，比色管

實驗材料：ZX-1型流動改進劑，范13、19井采出液，KD-25型破乳劑

二、實驗方法：

1.原油掛壁量測試方法：

參考《SY/T6300-2009采油用清、防蠟劑技術條件》，通過稱量鋼制實驗瓶實驗前后的質量差來測量原油的掛壁量。首先稱量鋼制實驗瓶的質量，然后向其中加入一定量的范19井采出液，充分震蕩后，加入流動改進劑，60℃下，搖床內震蕩30min，然后邊攪拌邊降溫，降溫速率為1.0℃/min，降至一定溫度后恒溫5min，然后利用旋轉倒杯儀將油樣邊旋轉邊緩慢均勻倒出，倒空5min后稱重，實驗瓶前后質量差即為掛壁原油的質量[4]。

2.原油流變性測試方法：

應用哈克流變儀選擇Z38轉子，然后打開應用程序，儀器調零后， 降下樣品容器，裝入測試液，在7.34S-1的剪切速率下，樣品溫度由50℃降低到20℃，降溫速率1.0℃/min，觀察范19井原油及其加入流動改進劑后的黏溫曲線。

3.破乳分水能力測試方法：

參考《SY/T5281-2000 原油破乳劑使用性能檢測方法（瓶試法）》，在100ml比色管中加入不同比例的范19井原油和采出水，充分振蕩后配制成不同含水率的模擬采出液樣品。加入ZX-1后，在50度空氣恒溫振蕩器中振蕩30min，然后取出，放置在50度水浴中靜置5min，計量比色管內分出水相的體積。

三、實驗結果及分析

1、流動改進劑ZX-1的防蠟能力

實驗原油樣品為范1區塊原油，配制的模擬采出液含水率為20%、40%、60%、80%，ZX-1的加藥濃度為0.02%-0.3%，實驗結果表明：在相同的溫度條件下，掛壁率受含水率和加藥濃度影響較大。相同含水率的情況下，隨著加藥濃度的增加，原油掛壁量減少，并且含水率越高，掛壁率越低。加藥濃度大于1000mg/l，同時含水大于20%時，掛壁率低于6%；含水率大于80%，同時加藥濃度大于200mg/l時，掛壁率低于2%，以上兩種情況流動改進劑均有較好的防蠟效果。這是因為：一方面，隨著加藥濃度的增加，采出液更容易形成水包油型乳狀液，而且加藥量增加，流動改進劑在管道內壁形成親水膜更加牢固；另一方面，隨著含水率的增加，采出液不容易形成油包水乳狀液，而且管道內的原油會呈現出在水上漂浮流動的狀態，減少了原油與管壁的接觸面積。

在不同溫度的掛壁率實驗結果是：在1000mg/l的加藥濃度下，隨著溫度的降低，原油掛壁量增加，但是當含水率大于60%時，30℃下仍有較好的防蠟效果。

2、流變性能

含蠟原油的流變特性取決于液態介質的成分，固體顆粒的含量及其分散程度，也與原油的熱歷史和剪切歷史等因素有關。

采用哈克流變儀測量范1區塊的原油及加藥后的黏溫曲線，如圖1，在溫度較高時，蠟晶全部溶于原油中，它具有牛頓流體的特性，黏度隨溫度的降低，變化不大；當溫度降低到析蠟點時，蠟晶開始析出，使原油黏度快速升高，隨溫度的繼續降低，析出的蠟晶增多，聚集成空間網狀結構，黏溫曲線出現拐點，加藥后凝點降低4℃左右。

3、ZX-1的破乳分水能力

實驗樣品為范19井采出液，模擬采出液的含水為25%、50%、85%，ZX-1的加藥濃度為1000mg/l，實驗溫度為50℃，對比藥劑是油田現場采用的破乳劑KD-25，加藥濃度為1000mg/l，實驗脫水時間設定為5min。

實驗結果表明：在模擬采出液中，單獨加入0.1%的流動改進劑ZX-1時，分水率為20%-80%，表明流動改進劑ZX-1有一定的分水能力，單獨加入0.1%的破乳劑KD-25時，其分水率為48%-88%，當0.1%的KD-25與0.1%的ZX-1混加時，其分水率50%-100%，表明ZX-1與KD-25的配伍性較好，并且對KD-25的破乳能力有促進作用。

四、結論

1、流動改進劑ZX-1的防蠟效果受溫度、含水率、濃度的影響，溫度越高、含水率越高、濃度越大，防蠟效果越好。

2、流動改進劑ZX-1能夠較明顯的改變范1區塊原油的流變性，可使其凝點降低4℃左右。

3、流動改進劑ZX-1與破乳劑KD-25的配伍性較好，并且對KD-25的破乳能力有促進作用。

參考文獻：

[1]陳剛，張潔.原油流動性改進劑研究進展[J].天然氣與石油，2013，31（2）：1-5.

[2]權忠輿，原油改性處理的管道輸送工藝[J]油氣儲運1996，15（1）：1-6.

[3]唐志偉，黨偉，譚文捷，原油流動改進劑應用于防蠟的實驗，科技導報2015，33（1）.