CN102199421B - 高凝原油改性剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高凝原油改性剂，其是在溶剂中添加防蜡降凝剂、石油磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、AE型非离子表面活性剂和AR型非离子表面活性剂而成的复配物，该复配物的重量百分比为防蜡降凝剂0.5％至6％，石油磺酸钠10％至45％，烷基酚聚氧乙烯醚1％至5％，AE型非离子表面活性剂0.5％至5％，AR型非离子表面活性剂3％至15％，其余为溶剂；其能够使不同含水油井都达到理想的防蜡效果，具有多效、适应性强、可延长清蜡周期的特点，保证油井在各种工况条件下的正常生产。
Description
技术领域
本发明涉及原油改性剂，尤其涉及一种能够保证油井开采过程中不同工况条件下正常生产的高凝原油改性剂。
背景技术
油井结蜡是采油过程中的一大难题，油井结蜡控制技术早已得到石油生产者的重视，并已经发展和应用了机械、热力、化学改性等多种技术。热力法是最有效的清蜡防蜡措施，但存在费用高、不安全、影响正常生产等不足；机械法容易造成卡井、磨损油管等不足，且劳动强度大，费用高。
化学改性防蜡是目前国内外研究的热题，因其防蜡效果优越受到重视。而目前所使用的防蜡剂适应性较差，其应用的防蜡机理单一，致使一种防蜡剂对于不同含水油井很难都达到理想的防蜡效果。因此，有待研制多效、适应性强的高凝原油改性剂来满足各种工况条件下高凝原油生产的需要。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种高凝原油改性剂，其能够使不同含水油井都达到理想的防蜡效果，具有多效、适应性强、可延长清蜡周期的特点，保证油井在各种工况条件下的正常生产。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明高凝原油改性剂，其特征在于，其是在溶剂中添加防蜡降凝剂、石油磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、AE型非离子表面活性剂和AR型非离子表面活性剂而成的复配物，该复配物的重量百分比为防蜡降凝剂0.5％至6％，石油磺酸钠10％至45％，烷基酚聚氧乙烯醚1％至5％，AE型非离子表面活性剂0.5％至5％，AR型非离子表面活性剂3％至15％，其余为溶剂。
前述的高凝原油改性剂，其特征在于，所述防蜡降凝剂采用丙烯酸酯-醋酸乙烯酯-苯乙烯三元聚合物(AVS)，其分子式为：
其碳链长度为x＝18至36，m∶n∶p＝8∶5∶3；
该烷基酚聚氧乙烯醚的通式为：
其碳链长度R1＝8至9，k＝10；
该石油磺酸钠的通式为：R2-SO3Na，其碳链长度R2＝14至18；
该AE型非离子表面活性剂的通式为：
M M M
| | |
N(CH2CH2N)nCH2CH2N
| |
M M
式中：M-(PO)a(EO)bH，PO-环氧丙烷，EO-环氧乙烷，
其聚合度a＝10至100，b＝10至50；
该AR型非离子表面活性剂通式为：
AR(PO)d(EO)eH，
式中：AR-烷基酚醛树脂，PO-环氧丙烷，EO-环氧乙烷，
其聚合度d＝2至6，e＝6至20；
该溶剂为二甲苯或者甲醇。
前述的高凝原油改性剂，其特征在于，当原油含水小于10％时，该复配物最佳重量百分比为：防蜡降凝剂3至6％，石油磺酸钠7至10％，烷基酚聚氧乙烯醚0.5至1.5％，AE型非离子表面活性剂0.5至2％，AR型非离子表面活性剂3至6％，其余为溶剂。
前述的高凝原油改性剂，其特征在于，当原油含水为10％至50％时，该复配物最佳重量比为：防蜡降凝剂1至3％，石油磺酸钠10至30％，烷基酚聚氧乙烯醚1.5至2.5％，AE型非离子表面活性剂2至5％，AR型非离子表面活性剂6至10％，其余为溶剂。
前述的高凝原油改性剂，其特征在于，当原油含水大于50％时，该复配物的最佳重量比为，防蜡降凝剂0.5至1.5％，石油磺酸钠30至45％，烷基酚聚氧乙烯醚2.5至5％，AE型非离子表面活性剂3至5％，AR型非离子表面活性剂10至15％，其余为溶剂。
前述的高凝原油改性剂，其特征在于，所述防蜡降凝剂采用丙烯酸十八酯-醋酸乙烯酯-苯乙烯三元聚合物、丙烯酸二十二酯-醋酸乙烯酯-苯乙烯三元聚合物或者它们的混合物；所述石油磺酸钠采用石油磺酸钠T-702；所述烷基酚聚氧乙烯醚采用烷基酚聚氧乙烯醚OP-10；所述AE型非离子表面活性剂采用AE型非离子表面活性剂AE1910；所述AR型非离子表面活性剂采用AR型非离子表面活性剂AR26。
本发明高凝原油改性剂的有益效果，其突破了传统防蜡剂适应性较差，防蜡机理单一的缺陷，起到降凝防蜡、极性防蜡、破乳降粘、乳化分散和形成水膜的作用，具有一剂多效，适应性强的特点。
本发明高凝原油改性剂适用于不同含水油井的防蜡，降凝幅度高，平均在15℃；降粘率大于75％，防蜡率大于85％，清蜡周期延长10倍以上，能够满足高凝原油集中布站式开采的需要。
具体实施方式
本发明高凝原油改性剂，其是在溶剂中添加防蜡降凝剂、石油磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、AE型非离子表面活性剂和AR型非离子表面活性剂而成的复配物，该复配物的重量百分比为防蜡降凝剂0.5％至6％，石油磺酸钠10％至45％，烷基酚聚氧乙烯醚1％至5％，AE型非离子表面活性剂0.5％至5％，AR型非离子表面活性剂3％至15％，其余为溶剂。
本发明高凝原油改性剂，其中，防蜡降凝剂采用丙烯酸酯-醋酸乙烯酯-苯乙烯三元聚合物(AVS)，其分子式为：
其碳链长度为x＝18至36，m∶n∶p＝8∶5∶3；
该烷基酚聚氧乙烯醚的通式为：
其碳链长度R1＝8至9，k＝10；
该石油磺酸钠的通式为：R2-SO3Na，其碳链长度R2＝14至18；
该AE型非离子表面活性剂的通式为：
M M M
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N(CH2CH2N)nCH2CH2N
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M M
式中：M-(PO)a(EO)bH，PO-环氧丙烷，EO-环氧乙烷，
其聚合度a＝10至100，b＝10至50；
该AR型非离子表面活性剂通式为：
AR(PO)d(EO)eH，
式中：AR-烷基酚醛树脂，PO-环氧丙烷，EO-环氧乙烷，
其聚合度d＝2至6，e＝6至20；
该溶剂为二甲苯或者甲醇。
本发明高凝原油改性剂，其中，当原油含水小于10％时，该复配物最佳重量百分比为：防蜡降凝剂3至6％，石油磺酸钠7至10％，烷基酚聚氧乙烯醚0.5至1.5％，AE型非离子表面活性剂0.5至2％，AR型非离子表面活性剂3至6％，其余为溶剂；当原油含水为10％至50％时，该复配物最佳重量比为：防蜡降凝剂1至3％，石油磺酸钠10至30％，烷基酚聚氧乙烯醚1.5至2.5％，AE型非离子表面活性剂2至5％，AR型非离子表面活性剂6至10％，其余为溶剂；当原油含水大于50％时，该复配物的最佳重量比为，防蜡降凝剂0.5至1.5％，石油磺酸钠30至45％，烷基酚聚氧乙烯醚2.5至5％，AE型非离子表面活性剂3至5％，AR型非离子表面活性剂10至15％，其余为溶剂。
本发明高凝原油改性剂，其中，所述防蜡降凝剂采用丙烯酸十八酯-醋酸乙烯酯-苯乙烯三元聚合物、丙烯酸二十二酯-醋酸乙烯酯-苯乙烯三元聚合物或者它们的混合物；所述石油磺酸钠采用石油磺酸钠T-702；所述烷基酚聚氧乙烯醚采用烷基酚聚氧乙烯醚OP-10；所述AE型非离子表面活性剂采用AE型非离子表面活性剂AE1910；所述AR型非离子表面活性剂采用AR型非离子表面活性剂AR26。
本发明高凝原油改性剂的制备，将烷基酚聚氧乙烯醚和AE型非离子表面活性剂按配比量加入反应釜，同时加入10％至15％的二甲苯，然后边搅拌边升温至40℃，待充分混合后放料，待用。
将防蜡降凝剂、石油磺酸钠和AR型非离子表面活性剂按配比量加入反应釜，同时加入11％至72.5％二甲苯，边搅拌边升温至70℃，待充分混合后，匀速加入上述配比好的物料，维持在10分钟左右加完，再恒温搅拌30分钟，待充分混合后，降温至40℃以下放料，按比例与烷基酚聚氧乙烯醚和AE型非离子表面活性剂混合液复配，可得到一剂多效、适应性强的高凝原油改性剂。
实施例1：
本发明防蜡降凝剂采用丙烯酸十八酯-醋酸乙烯酯-苯乙烯三元聚合物(AVS-18)和丙烯酸二十二酯-醋酸乙烯酯-苯乙烯三元聚合物(AVS-22)的混合物，AVS-18与AVS-22的物质的量之比为1∶2，该混合物(AVS18-22)的制备如下：
(1)混合丙烯酸酯(A18-22)的制备
在一个装有温度计、搅拌器、分水器和回流冷凝管的500ml四口瓶中加入40ml甲苯、对苯二酚0.3g、十八醇0.033mol、二十二醇0.067mol，加热至70至80℃使其全部融化后，再依次加入0.12mol丙烯酸和0.36g对甲苯磺酸，在110-120℃下加热回流反应2.5h，继续升温至140-160℃进行恒温反应，当观察到生成的水量与理论值相当时(约1.8ml)，则认为反应基本结束，停止反应。
将产物减压蒸馏(蒸馏温度80至90℃)，蒸出部分溶剂；再将蒸馏过的产物倒入分液漏斗中，先用5％NaNO3溶液充分摇匀，待分层后，回收下层部分；照此方法洗涤2至3次，再用5％NaOH溶液洗至弱碱性，再用去离子水洗至中性；在产物中加入无水CaCl2干燥过夜，得到乳白色蜡状固体即为丙烯酸酯(A18-22)。
(2)防蜡降凝剂(AVS18-22)的制备
在装有温度计、搅拌器和回流冷凝管的500ml四口瓶(通入N2作保护气)中加入一定量的混合丙烯酸酯(A18-22)、醋酸乙烯酯、苯乙烯(物质的量之比为8∶5∶3)，加入溶剂DMF50ml，加热至90℃，引发剂AIBN(质量分数0.5％)分四次加入，恒温反应6h。反应结束后将产物向丙酮中滴加，得到白色固体产物，将其放入真空干燥箱中干燥。
将合成出的4克防蜡降凝剂AVS18-22、4克的烷基酚聚氧乙烯醚OP-10、4克的AE型非离子表面活性剂AE1910、40克的石油磺酸钠T-702和3克的AR型非离子表面活性剂AR26加入到45克的溶剂二甲苯中，可复配形成高凝原油改性剂。
将合成出的0.5％至4％的防蜡降凝剂、1％至5％的烷基酚聚氧乙烯醚、1％至5％的AE型非离子表面活性剂、10％至45％的石油磺酸钠和5％至15％克的AR型非离子表面活性剂加入到余量的溶剂二甲苯，可复配形成系列高凝原油改性剂。
本发明高凝原油改性剂的使用：在使用本发明高凝原油改性剂时，其添加量依油井采出液的含水情况而定，添加量一般为产液量的0.3‰至1‰，其室内应用效果主要通过测定降凝幅度、降粘率和防蜡率来确定，现场应用效果主要通过加药处理后，降凝幅度、降粘率、防蜡率和清蜡周期来确定。
实施例3：当原油含水小于10％时，物料最佳重量比为：防蜡降凝剂4％，石油磺酸钠10％，烷基酚聚氧乙烯醚1％，AE型非离子表面活性剂2％，AR型非离子表面活性剂3％，其余为溶剂。
应用对象：大港滩海油田张海21-21L井，含水1％～5％，原油密度0.8539g/cm3，凝点29℃，粘度133.2mPa.s(29℃)，析蜡点41.3℃，含蜡10.6％，胶质沥青质7.5％；室内加药1‰后试验结果，降凝幅度15℃，降粘率77.8％，防蜡率88％；现场应用结果，加药1‰，现场处理后降凝幅度16℃，降粘率80.5％，防蜡率86％，清蜡周期延长10倍以上。
实施例4：当原油含水为10％至50％时，物料最佳重量比为：防蜡降凝剂2％，石油磺酸钠30％，烷基酚聚氧乙烯醚2％，AE型非离子表面活性剂5％，AR型非离子表面活性剂10％，其余为溶剂；
应用对象：大港滩海油田张海13-21L井，含水10％～20％，原油密度0.8586g/cm3，凝点35℃，粘度165.3mPa.s(35℃)，析蜡点40.8℃，含蜡15.0％，胶质沥青质10.0％；室内加药0.75‰后试验结果，降凝幅度17℃，降粘率80.2％，防蜡率90.3％；现场应用结果，加药0.75‰，现场处理后降凝幅度17℃，降粘率83.5％，防蜡率91.2％，清蜡周期延长10倍以上。
实施例5：当原油含水大于50％时，物料最佳重量比为：防蜡降凝剂1％，石油磺酸钠45％，烷基酚聚氧乙烯醚5％，AE型非离子表面活性剂5％，AR型非离子表面活性剂10％，其余为溶剂。
应用对象：大港滩海油田张海13-21L井，含水55％～85％，原油密度0.8586g/cm3，凝点35℃，粘度423.0mPa.s(35℃)，析蜡点40.8℃，含蜡15.0％，胶质沥青质10.0％；室内加药0.5‰后试验结果，降凝幅度16℃，降粘率86.2％，防蜡率93.0％；现场应用结果，加药0.5‰，现场处理后降凝幅度16℃，降粘率92.3％，防蜡率94.4％，清蜡周期延长15倍以上。
本发明高凝原油改性剂中的丙烯酸酯-醋酸乙烯酯-苯乙烯三元聚合物(AVS)、丙烯酸二十二酯-醋酸乙烯酯-苯乙烯三元聚合物(AVS-22)或者它们的混合物是一种具有一定结构链节及支链的高分子化合物，能降低原油的凝点和粘度。其在浓度很低时，就能将其本身网络结构遍布原油中，石蜡在网络结构上析出，蜡晶变小，其结构为空旷、疏松、呈树枝状或聚结树枝状的结晶堆砌体，由于彼此分离，无法相互叠加、聚集和沉积，从而起到降凝防蜡作用；石油磺酸钠拥有极性结构的，通过吸附在蜡晶上，使之变成极表面，不利于非极性石蜡在它上面结晶，阻止蜡分子的进一步沉积，起到极性防蜡作用；AE型非离子表面活性剂可以使油水形成的O/W型乳状液，使石蜡分散悬浮于油中，不能沉积，从而达到乳化分散防蜡的作用；烷基酚聚氧乙烯醚是一类拥有两亲结构的表面活性物质，可以使水在蜡晶周围形成一层活性水化膜来阻止蜡分子的进一步聚结；同时在结蜡表面(如油管、抽油杆和设备等表面)吸附，造成润湿水膜，阻止蜡在其表面的沉积；AR型非离子表面活性剂具有良好的破乳作用，可以迅速脱出乳化油中的含水，降低乳化原油的粘度；因此由这几种物质复配成的高凝原油改性剂，能够起到降凝防蜡、极性防蜡、破乳降粘、乳化分散和形成水膜的作用，且具有一剂多效，适应性强的特点。
本发明实施例中使用的石油磺酸钠T-702，烷基酚聚氧乙烯醚OP-10，AE型聚醚破乳剂AE1910，AR型聚醚破乳剂AR26均为市售产品。本发明实施例中未提及的内容未现有技术，故不再进行赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种高凝原油改性剂，其特征在于，其是在溶剂中添加防蜡降凝剂、石油磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、AE型非离子表面活性剂和AR型非离子表面活性剂而成的复配物，该复配物的重量百分比为防蜡降凝剂0.5％至6％，石油磺酸钠10％至45％，烷基酚聚氧乙烯醚1％至5％，AE型非离子表面活性剂0.5％至5％，AR型非离子表面活性剂3％至15％，其余为溶剂；
所述防蜡降凝剂采用丙烯酸酯-醋酸乙烯酯-苯乙烯三元聚合物，其分子式为：
其碳链长度为x＝18至36，m∶n∶p＝8∶5∶3；
该烷基酚聚氧乙烯醚的通式为：
其碳链长度R1＝8至9，k＝10；
该石油磺酸钠的通式为：R2-SO3Na，其碳链长度R2＝14至18；
该AE型非离子表面活性剂的通式为：
式中：M为(PO)a(EO)bH，PO为环氧丙烷，EO为环氧乙烷，
其聚合度a＝10至100，b＝10至50；
该AR型非离子表面活性剂通式为：
AR(PO)d(EO)eH，
式中：AR为烷基酚醛树脂，PO为环氧丙烷，EO为环氧乙烷，
其聚合度d＝2至6，e＝6至20；
该溶剂为二甲苯或者甲醇。
2.根据权利要求1所述的高凝原油改性剂，其特征在于，当原油含水小于10％时，该复配物最佳重量百分比为：防蜡降凝剂3至6％，石油磺酸钠10％，烷基酚聚氧乙烯醚1.0至1.5％，AE型非离子表面活性剂0.5至2％，AR型非离子表面活性剂3至6％，其余为溶剂。
3.根据权利要求1所述的高凝原油改性剂，其特征在于，当原油含水为10％至50％时，该复配物最佳重量比为：防蜡降凝剂1至3％，石油磺酸钠10至30％，烷基酚聚氧乙烯醚1.5至2.5％，AE型非离子表面活性剂2至5％，AR型非离子表面活性剂6至10％，其余为溶剂。
4.根据权利要求1所述的高凝原油改性剂，其特征在于，当原油含水大于50％时，该复配物的最佳重量比为，防蜡降凝剂0.5至1.5％，石油磺酸钠30至45％，烷基酚聚氧乙烯醚2.5至5％，AE型非离子表面活性剂3至5％，AR型非离子表面活性剂10至15％，其余为溶剂。
5.根据权利要求1所述的高凝原油改性剂，其特征在于，所述防蜡降凝剂采用丙烯酸十八酯-醋酸乙烯酯-苯乙烯三元聚合物、丙烯酸二十二酯-醋酸乙烯酯-苯乙烯三元聚合物或者它们的混合物；所述石油磺酸钠采用石油磺酸钠T-702；所述烷基酚聚氧乙烯醚采用烷基酚聚氧乙烯醚OP-10；所述AE型非离子表面活性剂采用AE型非离子表面活性剂AE1910；所述AR型非离子表面活性剂采用AR型非离子表面活性剂AR26。
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