CN102399547A - 鼠李糖脂作为原油管路减阻剂和降粘剂的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鼠李糖脂作为原油管路减阻剂和降粘剂的应用，鼠李糖脂单独或与其它化成减阻、降粘剂复配配制成水溶或油溶性减阻剂和降粘剂。上述减阻剂和降粘剂具有显著的减阻降粘效果，对管道无损伤，同时易降解、具有非常好的环境友好特性。

Description

鼠李糖脂作为原油管路减阻剂和降粘剂的应用

技术领域

    本发明涉及一种鼠李糖脂，尤其涉及一种鼠李糖脂作为原油管路减阻剂和降粘剂的应用。

背景技术

常规原油的开采在多数油田中已经接近中后期，为了弥补常规油供给的下降趋势，非常规油(稠油和沥青砂)已被作为填补产量缺口的能源。我国有丰富的稠油资源，约占总石油储量的近30%，主要分布于辽河、新疆、胜利和河南等稠油产区。这些非常规原油具有特殊的高粘度和高凝固点特性，低温流动性较差，给开发和应用造成很大的技术难题。首先，高粘高凝稠油的输送必须采用大功率的泵送设备，并且为了达到经济的泵送排量，要求对输送系统进行加热处理或者对原油进行稀释处理。加热处理方式是采用的主要方法，通过该方法将稠油从产地通过遍布全国的原油管输网络送到炼油厂和码头，或在油田内部将原油从井口集输到联合站。但西部新建管线长且地形复杂，人烟稀少，不宜建中间加热站。其次，就开采技术而言，胶质、沥青质和长链石蜡造成原油在储层和井筒中的流动性变差，要求在三次采油工艺中应用降凝降粘技术，提高采油技术和采油经济价值。而在原油炼制中，也存在稠油无法高效地泵送至反应器内。可见，稠油的特殊性质决定了稠油的输送、采油和炼制各阶段需要减阻、降粘和降凝等改性处理。目前国内外稠油开采和输送中常用的方法有降粘法和减阻法。

减阻剂是一种高分子聚合物类的化学制品,能减少液体在管道内流动的摩擦阻力，对输油管道的增输、节能降耗、提高经济效益和社会效益起到重要的作用。石油管道中的流体流态大多为湍流，而减阻剂恰恰在湍流时起作用，其作用特点是：减少流动流体的湍流所产生的能量损耗或者减少粘滞原油在管道壁上的吸附，从而减少流动阻力。在管道中，流体流动沿径向分为三部分：管道的中心为湍流核心，包含了管道中的绝大部分流体，其液体质点间不断撞击与掺混，杂乱无章地向前运动；紧贴管壁的是层流区，其液体质点有序地向前运动；间于两者之间的是缓冲区，属于从层流到湍流的过渡区。最新的研究成果表明，层流区是摩擦压降（或摩擦阻力）的主要产生处，这限制了流体在管道中的流动，造成管道输量降低或能量消耗增加。在流体中注入少量的不溶的固体纤维、可溶性的长链聚合物和缔合胶体等高分子类化学减阻剂能显著降低流动阻力，节约输送能量和增加输送能力。我国近几年也开始逐 渐进入管道工业，并可以使压裂过程中泵的功率有明显下降。 

    工业上常规使用的稠油降粘技术包括掺水溶性或油溶性降粘剂、掺稀原油、掺有机溶剂（汽油、柴油、轻烃、混苯等）等方法。其中，掺水溶性或油溶性降粘剂因用量少，使用方便。水溶性降粘剂是针对不同性质的原油将多种表面活性剂复配得到，使原油在水中分散形成O／W型乳状液，达到乳化降黏的目的。这些水溶性降粘剂往往由润湿剂、乳化剂和分散剂等多种成分组成，且添加总量一般在10%以上，且难于被生物降解，环境友好性差。而油溶性降粘剂往往为高聚物，易被泵流体剪切力破坏，且大多导致下游水处理的可生化性差。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，提供一种鼠李糖脂作为原油管路减阻剂和降粘剂的应用，应用本发明后，减阻和降粘效果明显，溶于油水两相且环境十分友好。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种鼠李糖脂作为减阻剂的应用，该应用具体为：将鼠李糖脂溶解在有机溶剂中，然后添加到被输送的原油中，使鼠李糖脂在原油中的最终浓度在100-1000ppm, 实现减小20-50%的管道阻力。所述有机溶剂为氯仿、正己烷、环己烷等。

一种鼠李糖脂作为降粘剂的应用，该应用具体为：将鼠李糖脂溶解在水中或者有机溶剂中，然后添加到被输送的原油中，使鼠李糖脂在原油中的最终浓度在100-9000ppm, 原油粘度可下降10-90%以上。所述有机溶剂为氯仿、正己烷、环己烷等。

本发明的有益效果是，本发明提出以生物表面活性剂鼠李糖脂为主成分的减阻剂与降粘剂，减阻和降粘效果好，且具有很好的环境友好特性。

具体实施方式

本发明具体实施如下：

1、鼠李糖脂作为减阻剂的使用：将鼠李糖脂溶解在氯仿、正己烷和环己烷等有机溶剂中，然后添加到被输送的原油中，使鼠李糖脂在原油中的最终浓度在100-1000ppm, 实现减小20-50%的管道阻力。

2、鼠李糖脂作为水溶性或油溶性降粘剂的使用：将鼠李糖脂溶解在水中或者有机溶剂中，然后添加到被输送的原油中，使鼠李糖脂在原油中的最终浓度在100-9000ppm, 原油粘度可下降10-90%以上。

    本发明的鼠李糖脂作为减阻剂使用时，也可以与其它化学减阻剂联合使用，减阻效果更加显著。同样的，本发明的鼠李糖脂作为降粘剂使用时，也可以与其它化学降粘剂联合使用，降粘效果也更加显著。

以下例具体应用说明本发明的具体实施方式并对本发明作进一步阐述。

实施例1 

鼠李糖脂溶解在氯仿溶剂中，配制得到含25%鼠李糖脂的氯仿溶液。添加该鼠李糖脂溶液或者同等体积的氯仿到室内模拟环道中的500ml辽河稠油，采用高压氮气作流动动力，在室温20度下，观察在湍流流体中加入减阻剂后在流量恒定时摩擦阻力压降的降低，结果如下表1所示。与加入不含鼠李糖脂的氯仿溶液相比，鼠李糖脂加入量达到100ppm时，可以显著减少管道阻力，500ppm 的减阻效果达到35%， 1000ppm的减阻效率可达40%多。

表1：不同浓度的鼠李糖脂在各压力下的减阻率

实施例 2  

鼠李糖脂溶解在正己烷溶剂中，配制得到含2.5%鼠李糖脂的正己烷溶液。分别添加 10ml该鼠李糖脂溶液及工业减阻剂混合α—烯烃聚合物或者两者一起到室内模拟环道中的500ml胜利稠油，使鼠李糖脂和混合α—烯烃聚合物的最终浓度均为500ppm，采用高压氮气作流动动力，观察在湍流流体中加入鼠李糖脂溶液及工业减阻剂后在流量恒定时摩擦阻力压降的降低。结果发现，在压力降0.1Mpa下，与不加任何药剂的原油相比，鼠李糖脂（500ppm）的减阻效果达到28%，而同样量的工业减阻剂混合α—烯烃聚合物的加入，使减阻率达24%, 添加鼠李糖脂与减阻剂混合α—烯烃聚合物的复配溶液后使减阻率提高到48%，说明鼠李糖脂与其它化学减阻剂的复配，具有较强的增效性。

实施例 3  

鼠李糖脂溶解在正己烷中，配制得到含5%鼠李糖脂的正己烷溶液。分别添加0.7ml该鼠李糖脂溶液到200ml东辛原油，用玻璃棒搅拌均匀。采用thermo Haake流变仪（型号:Rheo stress 300），分别测定添加鼠李糖脂溶液与未加任何药剂的两种东辛原油的粘度，然后根据两种原油的粘度值，计算得到添加700ppm鼠李糖脂，可以分别使降粘百分率达到35%。

可见，鼠李糖脂具有降粘效果。

实施例 4  

5%的鼠李糖脂（环己烷）溶液（同实施例3）与工业大规模使用的油溶性降粘剂-金桥进行比较降粘效果。所用原油为乐安原油，两种降粘剂的用量都为100ppm，粘度测定同实施例3。鼠李糖脂和金桥降粘剂的降粘效果分别为12.9%和9.5%。

   可见，鼠李糖脂比工业使用的油溶性降粘剂略好，因其具有的良好环境友好特性，可以拓宽使用范围。

实施例5

通过将鼠李糖脂溶于水中配制成含400ppm鼠李糖脂的水溶液，然后加入到装有200ml乐安稠油的锥形瓶中，当油／水（发酵液及水）体积比为1：3和1：9时，玻璃棒搅拌，油很快从瓶壁剥离，形成原油的水溶液。采用thermo Haake流变仪（型号:Rheo stress 300）测定原油乳化前后的粘度，发现鼠李糖脂水溶液的加入可以使黏度从4100 mPa·s降到115和95 mPa·s，降粘率达到96%以上。稀释法鉴定该乳状液类型为O／W型乳液，乳液中含水体积分数为30％和90%。该低黏的乳状液极有利于稠油管输。添加化学降粘剂OP-10、O-20的效果更好，后两者添加量在500ppm，可以继续降低粘度至64 mPa·s和47 mPa·s。该低黏的乳状液极有利于稠油管输和三次采油。

实施例6

通过将鼠李糖脂溶于水中配制成含1000ppm鼠李糖脂的水溶液，然后加入到胜利稠油中，当油／水（发酵液及水）体积比为1：1时，采用同实施例5的粘度测定方法，发现乳状液黏度从初始的4150 mPa·s降到11mPa·s，降粘率达到99%以上。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种鼠李糖脂作为减阻剂的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，该应用具体为：将鼠李糖脂溶解在有机溶剂中，然后添加到被输送的原油中，使鼠李糖脂在原油中的最终浓度在100-1000ppm, 实现减小10-50%的管道阻力。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述有机溶剂为氯仿、正己烷、环己烷等。

4.一种鼠李糖脂作为降粘剂的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述降粘剂为水溶性或油溶性降粘剂，该应用具体为：将鼠李糖脂溶解在水中或者有机溶剂中，然后添加到被输送的原油中，使鼠李糖脂在原油中的最终浓度在100-9000ppm, 原油粘度可下降10-90%以上。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述有机溶剂为氯仿、正己烷、环己烷等。