涠洲原油降凝剂的研究

张国欣，胡廷，刘海艇，张茂，郝茂垒，陆原

（1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300000；

2.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津300452；3.中国石油大学（北京），北京102249）

化学工程

涠洲原油降凝剂的研究

张国欣1，胡廷1，刘海艇2，张茂1，郝茂垒3，陆原1

（1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300000；

2.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津300452；3.中国石油大学（北京），北京102249）

针对涠洲原油高含蜡特性，比较了室内合成的长链不饱和羧酸酯类降凝剂HYJ-08与市售7种降凝剂降凝效果，并探讨了影响加剂效果的因素。实验结果表明，涠洲原油最佳热处理温度为55℃，降凝剂HYJ-08最优加剂量为600 mg/L，原油凝点由加剂前的34℃降至18℃，且可使20℃时原油的粘度、屈服值下降率达90%以上。经不同速率降温、多次重复加热、长时间静置后证明加有降凝剂HYJ-08的原油具有较好的稳定性。

不饱和羧酸酯；凝点；加剂处理条件；粘度；屈服值

涠洲原油具有高凝、高粘的特点，含蜡25.7%，胶质18.6%，沥青质15.33%，属于高含蜡、高胶质、高沥青质原油，同时由于原油黏度大、凝固点高、低温流动性差，一般的化学降凝剂在该油田的应用不能达到预期的降凝效果，给油田的开采带来了很大的困难。本文报道了适用于该油品特性降凝剂的筛选及对加剂效果影响因素的分析，为油田的高效开发提供技术支持。

1　实验部分

1.1试剂与仪器

长链不饱和羧酸酯类降凝剂HYJ-08，实验室合成，主要为不饱和羧酸酯-醋酸乙烯酯共聚物、有机溶剂、高效分散剂、防冻剂等按一定比例复配而成，外观呈淡黄色均匀液体，pH值4.5～6.5，密度0.85 kg/m3～0.95 kg/m3，有效成分30%～35%。

降凝剂YJN-H12、YJN-H15，EVA型共聚物，山东化工；降凝剂SURFONIC OFP 359，烯烃类聚合物，亨斯曼；降凝剂KYQF-02、KYQJ-03，酯类聚合物与活性剂复配，大港化工；降凝剂SNJN-06、SNQJ-01，表面活性剂型，大连有机化工。实验用油为涠洲油田综合原油，粘度（50℃）42.50 mPa·s，密度（20℃）0.894 g/cm3，含蜡25.7%、胶质18.6%、沥青质15.33%，凝点34℃，析蜡点37℃。

主要仪器：SYP1008-V型石油产品凝点试验器、VERTEX红外光谱仪、HAAKE RhoeStress 600高级流变仪。

1.2实验方法

参照石油天然气行业标准SY/T 5767-2005《管输原油降凝剂技术条件及输送工艺规范》测试原油凝点。在100 mL的玻璃瓶加入原油，加热到现场温度55℃，震荡200次后恒温5 min，自然降温，记下原油完全不能流动时的温度，即原油凝点。

2　结果与讨论

2.1降凝剂的筛选

涠洲原油气相色谱分析表明，原油中的蜡碳数主要集中在20～25。该原油对降凝剂的感受性不好，对降凝剂的要求较高。将原油加热至现场温度55℃后，分别加入600 mg/L的8种不同类型的降凝剂，自然降温，不同加剂原油的凝点测试结果（见表1）。不加剂原油的凝点为34℃，除SNJN-06、SNQJ-01外，加剂原油的凝点均有一定程度降低，其中加有降凝剂HYJ-08的原油的凝点最低，为18℃。这说明8种降凝剂中HYJ-08对涠洲原油的降凝效果最佳。

表1　加有不同类型降凝剂的原油凝点测试结果（加量600 mg·L-1）

图1　HYJ-08加剂量对凝点降低幅度的影响

图2　HYJ-08加剂温度对降凝幅度的影响

2.2处理条件对降凝效果的影响

2.2.1加剂量对降凝效果的影响制备得到的降凝剂HYJ-08在加剂温度为55℃条件下，加剂量对原油凝点降低幅度的影响（见图1）。由图1可知，降凝剂HYJ-08的加剂量在高于600 mg/L时凝点降低幅度变缓，且此后会随加剂量的增加降凝幅度基本保持不变。当加剂量较低时，药剂对蜡晶的共晶作用不够充分，降凝效果较差；当加入的药剂达到一定量后，多余的药剂分子不能继续参与共晶、吸附作用，降凝幅度趋于不变［1-3］。

2.2.2加剂温度对降凝效果的影响降凝剂HYJ-08加注量600 mg/L，加剂温度对降凝幅度的影响（见图2）。由图2可知，随加剂温度增加，凝点降低幅度增大，且HYJ-08在55℃后降凝效果基本不变。当加剂温度较低时，原油中的蜡晶未能溶解，药剂分子不能完全作用在蜡晶上；当温度较高时，蜡晶完全溶解，药剂活性增加且易于蜡晶析出时改变其聚结形态，增强降凝效果；温度过高时，轻质组分易挥发，不利于降低凝点［4-6］。

2.2.3降温速率降凝剂HYJ-08加入量600 mg/L、加注温度55℃时，降温速率对降凝幅度的影响（见图3）。由图3可知，降温速率的增加会使降凝幅度变小，降温速率超过1.5℃·min-1时降凝效果变差。当降温速率增加时，原油中蜡晶析出的速率增加，降凝剂分子不能及时与蜡晶充分发生共晶、吸附作用，使降凝效果变差［7］。

2.2.4重复加热次数降凝剂HYJ-08加量为600 mg/L，处理温度为55℃，降温速率为1.0℃·min-1时，重复加热次数对降凝幅度的影响（见图4）。

由图4可知，加剂原油经过5次重复加热，凝点降低幅度基本不变。该实验表明，加剂原油经过重复加热和降温过程中，HYJ-08的吸附、共晶作用能够减弱蜡晶重结晶对原油流动性的恶化作用，使原油稳定性增强［8-10］。

图3　降温速率对降凝幅度的影响

图4　重复加热次数对降凝幅度的影响

2.2.5静置时间降凝剂HYJ-08加入量为600 mg/L时，不同静置时间对降凝幅度的影响（见表2）。

表2　不同静置时间对凝点降低幅度的影响

由表2得出，加剂原油受静置时间的影响较小，凝点降低幅度基本不变。该实验表明，加剂原油的静态稳定性较好，当原油在输送过程中遇到意外停输、抢修等状况时，可大大减小“凝管”事故发生的可能性。

2.3降凝剂对原油粘度、屈服值的影响

在温度为20℃，剪切速率为6 s-1时，测定原油的粘度；在相同温度，剪切速率为0.2 s-1时，测定原油的屈服值，降凝剂HYJ-08加剂量对两者的影响（见图5）。

由图5可知，随加药量的增加，原油的粘度、屈服值均逐渐降低。在加剂量为600 mg/L时，原油粘度由2 357.3 mPa·s降至100.4 mPa·s，降粘率大于90%；原油屈服值由116.7 Pa降至1.43 Pa，屈服值下降率大于90%。

图5　加药量对原油粘度、屈服值的影响

图6　HYJ-08的IR表征

3　红外表征

由图6可知，在2 923 cm-1、2 856 cm-1处为饱和C-H键的伸缩吸收峰；在1 640 cm-1左右没有明显吸收峰，说明已无C=C的振动吸收且聚合反应已经发生；在1 465 cm-1、1 382 cm-1处为-CH3的反对称、对称变形振动吸收峰，在1 240 cm-1、1 152 cm-1处为C-OC的伸缩振动吸收峰，在725 cm-1处为多个亚甲基（多于4个）的面内摇摆振动吸收峰，说明聚合物内含有酯基极性基团和长碳链的存在。

4　总结

降凝剂HYJ-08对高含蜡的涠洲原油有较好的降凝效果，最优加剂量为600 mg/L，最佳热处理温度为55℃；与空白原油相比，加剂原油的凝点、表观黏度、屈服值均有较大幅度的降低，加剂原油的凝点降至18℃，在20℃时可使原油的粘度、屈服值下降率达90%以上。经不同速率降温、多次重复加热、长时间静置，证明加有降凝剂HYJ-08的原油具有较好的稳定性。

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Study on a pour point depressant for Weizhou crude oil

ZHANG Guoxin1，HU Ting1，LIU Haiting2，ZHANG Mao1，HAO Maolei3，LU Yuan1
（1.Energy Development Engineering Branch，CNOOC，Tianjin 300000，China；2.CNOOC（China）Company Limited Tianjin Branch，Tianjin 300452，China；3.China University of Petroleum（Beijing），Beijing 102249，China）

According to Weizhou crude oil with the characteristics of high paraffin，the depressant effect of HYJ-08，a pour point depressant synthesized with long-chain unsaturated carboxylic ester and other materials，and another 7 commercial ones was compared，and the influence factors of additive effect were discussed.The experiments showed that the optimum heat processing temperature of Weizhou crude oil was 55℃，the optimal concentration of HYJ-08 was 600 mg/L，the pour point of crude oil was reduced from 34℃to 18℃and crude oil viscosity and yield value reduction rate was more than 90%at 20℃.The crude oil adding HYJ-08 still had good stability after different rates of cooling，repeated heating，long time stewing.

unsaturated carboxylic ester；pour point；additive treatment conditions；viscosity；yield value

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.02.022

TE869

A

1673-5285（2015）02-0084-04

2014－12-22

国家科技重大专项，项目编号：2011zx05026-004-05。

张国欣，男（1984-），南开大学工程硕士，主要从事油田化学药剂的合成研究工作，邮箱：zhanggx11@cnooc.com.cn。