高含蠟原油降凝降粘技術(shù)研究

辛迎春

【摘 ?要】論文通過流變實驗評價了SYKJ降凝劑對原油的凝點、粘度與屈服值的影響。結(jié)果表明：SYKJ降凝劑投加100mg/L劑量，原油凝點降幅為15℃，25℃時降粘率為81.7%，對低溫流動性的改善效果較明顯。在0.5℃/min低降溫速率下，加劑原油的降凝降粘效果較好，但隨著降溫速率增大，降凝降粘效果變差。經(jīng)500s-1高速剪切后，加劑原油的凝點和降粘率等指標(biāo)的回升率均可滿足降凝劑使用要求，SYKJ降凝劑具有較強的抗剪切性能。在70℃重復(fù)升溫處理后，加劑原油性質(zhì)未發(fā)生惡化。

【Abstract】The paper evaluates the effect of SYKJ pour point depressant on the pour point， viscosity and yield value of crude oil through rheological experiments. The results show that： when the dosage of SYKJ pour point depressant is 100 mg/L， the reduction range of the pour point of crude oil is 15℃， and the viscosity reduction rate is 81.7% at 25℃. It has obvious effect on the improvement of low temperature fluidity. At a low cooling rate of 0.5 ℃/min， the effect of pour point and viscosity reduction is better of crude oil with depressant， but with the increase of cooling rate， the effect of pour point and viscosity reduction becomes worse. After 500 s-1 high-speed shearing， the recovery rate of pour point， viscosity reduction rate and other indexes of crude oil with depressant can meet the use requirements of pour point depressant. SYKJ pour point depressant has strong shearing resistance. After repeated heating treatment at 70 ℃， the properties of the crude oil with depressant did not deteriorate.

【關(guān)鍵詞】高含蠟原油;低溫流動性;降凝劑;加劑熱處理;降凝降粘

【Keywords】high waxy crude oil; low temperature fluidity; pour point depressant; depressant thermal treatment; pour point and viscosity reduction

【中圖分類號】TE868 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）10-0194-03

1 引言

含蠟原油是一種組成極其復(fù)雜的混合物，其流動性與原油組成（膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、蠟）有關(guān)，也與原油經(jīng)歷的熱歷史和剪切歷史有關(guān)。熱歷史和剪切歷史是通過影響蠟晶的形態(tài)和結(jié)構(gòu)來影響含蠟原油的流變性，導(dǎo)致管道輸送存在諸多困難[1]。向原油中添加降凝劑可以改善蠟的結(jié)晶習(xí)性，阻礙蠟晶的生長，蠟晶形貌變得更加規(guī)整，不易相互搭接形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進而達到降凝減粘的效果[2，3]。

以渤中某油田的含蠟原油為研究對象，投加定量SYKJ降凝劑，考察降凝劑加劑量、活化溫度、剪切速率、降溫速率對含蠟原油低溫流動性的影響規(guī)律，分析了該降凝劑對含蠟原油流變性改善機理。

2 實驗部分

2.1 實驗材料及儀器

①材料：渤中某油田含蠟原油;SYKJ降凝劑（聚甲基丙烯酸酯類，由勝利油田某化工廠提供）;石油醚等。

②儀器：Haake RS300型同軸旋轉(zhuǎn)式流變儀，具有控制剪切速率（CR）和剪切應(yīng)力（CS）兩種測量模式，溫度控制通過配套的水浴循環(huán)來實現(xiàn)，變化范圍為0～100℃。

2.2 油樣基本物性

所用原油為渤中油田含蠟原油，其基本物性參數(shù)見表1。

根據(jù)原油的個別性質(zhì)進行分類，該原油屬于高蠟、含膠、低硫輕質(zhì)原油。

3 實驗結(jié)果與分析

3.1 降凝劑篩選

將原油預(yù)熱60℃，每種油分別加入降凝劑100mg/L，置于70℃恒溫15min，用100rpm的速度攪拌2min，恒溫10min。然后，以1℃/min降溫速率降至50℃，恒溫10min，分別裝樣，再以0.5℃/min降溫速率降溫到測試溫度25℃，靜置恒溫10min，測其表觀粘度和凝點（見圖1和表2）。

SYKJ降凝劑投加100mg/L劑量，在70℃處理條件下，凝點由25℃降為10℃，在30s-1時25℃降粘率>85%，降凝降粘效果較好，對低溫流動性的改善效果較明顯。

3.2 降凝劑加劑量對原油流動性改進效果的影響

由表3可知，當(dāng)SYKJ降凝劑加劑量為50mg/L時，流動性改進效果略差;加劑量為100mg/L時，流動性改進效果提高，凝點降幅為15℃，25℃時降粘率為81.7%;加劑量為200mg/L、300mg/L時，凝點降幅為17～19℃，25℃時降粘率為85%～87.8%，流動性改進效果遞增幅度變化不大。從性價比角度分析，其最佳劑量為100mg/L。

3.3 降凝劑活化溫度對原油流動性改進效果的影響

基于吸附-共晶理論，加入降凝劑時的活化溫度必須高于蠟在其中全部融化的溫度，降凝劑隨原油冷卻與石蠟共晶或吸附而起到降凝的作用。每種原油降凝劑的最佳活化處理溫度，應(yīng)通過試驗和技術(shù)手段加以確定[4]。

用降凝效果均較好的SYKJ降凝劑加入劑量100mg/L，分別在40℃、50℃、60℃、70℃、80℃條件下預(yù)熱活化處理，恒溫15min，100rpm恒溫攪拌5min，以1℃/min降溫速率降至50℃，恒溫10min。分別裝樣，再以0.3～0.5℃/min降溫速率降溫，分別測試凝點和25℃表觀粘度（見表4）。

活化溫度<60℃，SYKJ降凝劑投加100mg/L，原油的降凝降粘效果欠佳。溫度>60℃，隨著處理溫度的升高，有利于原油中微晶蠟的溶解，加劑原油處理效果逐漸提高。綜合考慮，原油處理溫度在60～70℃為佳。

3.4 不同剪切速率對原油流動性改進效果的影響

原油添加SYKJ降凝劑加100mg/L，70℃處理條件下，恒溫15min，100rpm攪拌5min，以1℃/min降溫速率降至50℃，恒溫10min，裝入流變儀測量系統(tǒng)以0.3～0.5℃/min降溫速率降溫至35℃，用不同的剪速（10s-1、50s-1、150s-1、500rpm）剪切1min，恒溫10min，分別裝樣測試。不同剪切速率對流動性的影響結(jié)果見表5。

原油添加SYKJ降凝劑100mg/L經(jīng)500s-1高速剪切后，凝點回升了2℃，凝點回升<3℃的指標(biāo);降粘率回升了3.79%，降粘率回升<8%的指標(biāo);屈服值隨剪速增加略增大，其回升率為15.2%，但均可滿足降粘劑使用要求。

3.5 降溫速率對原油流動性改進效果的影響

降溫速度對降凝降粘效果有明顯影響，不同的原油有不同的析蠟高峰區(qū)。在析蠟高峰區(qū)，應(yīng)控制油溫均勻下降。在70℃處理條件下，原油添加SYKJ劑100mg/L，恒溫15min，100rpm攪拌5min，以1℃/min降溫速率降至50℃，恒溫10min，再以不同的降溫速率（0.5℃/min、2℃/min、4℃/min）降至35℃，恒溫10min。分別裝樣進行測試，實驗結(jié)果見表6。

原油添加SYKJ降凝劑后，在0.5℃/min的低降溫速率下，蠟晶可以逐漸地均勻析出，有比較充分的時間使降凝劑與石蠟相互作用，從而取得較好的降凝降粘效果。當(dāng)降溫速率為4℃/min時，晶核生成速度將大于蠟晶生成速度，不利于降凝劑與蠟共晶，形成大量細(xì)小致密的蠟晶體系，其表面能和結(jié)構(gòu)強度增大，因而降凝降粘效果差。

3.6 重復(fù)升溫對原油流動性改進效果的影響

在70℃處理條件下，原油添加SYKJ劑100mg/L，恒溫15min，100rpm攪拌5min，以0.5℃/min降溫速率降至45℃，恒溫10min，再重復(fù)升溫到70℃，再以1℃/min降溫速率降至50℃，分別裝樣，然后以0.3～0.5℃/min降溫速率進行降溫測試（見表7）。

原油添加SYKJ降凝劑100mg/L，在70℃重復(fù)升溫處理條件下，凝點回升了2.5℃，凝點回升<3℃的指標(biāo);視粘度回升了2.90%，視粘度回升<8%的指標(biāo)，屈服值回升率為21.4%，重復(fù)升溫后加劑原油性質(zhì)未發(fā)生惡化。

4 結(jié)論

①SYKJ降凝劑對渤中油田含蠟原油的低溫流動性改善效果較好。加劑100mg/L，活化溫度為70℃下降凝幅度17℃，35℃以下降粘率≥80%，低溫流動性明顯改善。

②渤中油田含蠟原油添加SYKJ降凝劑100mg/L，在析蠟點溫度以下具有較好的抗剪切穩(wěn)定性。

③原油添加SYKJ降凝劑100mg/L，在0.5℃/min的低降溫速率下，具有較好的降凝降粘效果，但隨著降溫速率升高，其降凝降粘效果變差。

④原油添加SYKJ降凝劑100mg/L，在70℃重復(fù)升溫處理條件下，加劑原油性質(zhì)未發(fā)生惡化。

【參考文獻】

【1】董長友，任志勇，曲日濤，等.渤海高凝含蠟原油流變特性及降凝劑效果評價研究[J].當(dāng)代化工研究，2017（07）：109-111.

【2】李克華.降凝劑及其降凝機理[J].石油與天然氣化工，1993，22（1）：44-49.

【3】楊飛，李傳憲，林名楨，等.含蠟原油降凝劑與石蠟作用機理的研究進展與探討[J].高分子通報，2009（08）：24-31.

【4】康萬利，馬一玫.原油降凝劑研究進展[J].油氣儲運，2005，24（04）：3-7.