CN105179941B - 一种应用于高含蜡纯油管输的乳液型原油降粘减阻剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于高含蜡纯油管输的乳液型原油降粘减阻剂，主要解决了现有技术中存在的冬季管网析蜡、管壁蜡质沥青质沉积严重导致管输能力大大降低、回压升高影响原油安全输送的问题。其组分及配比按重量百分比如下：高分子三元共聚物20‑30％、聚烯烃减阻剂20‑35%、高级醇20‑40%、复合乳化剂5‑10%、乳液稳定剂1‑5%。该乳液型原油降粘减阻剂能够快速溶解到原油中，降低原油粘度，降低原油摩擦阻力，降低回压，提高管输能力。

Description

一种应用于高含蜡纯油管输的乳液型原油降粘减阻剂

技术领域：

本发明涉及油田原油管输技术领域，尤其是一种应用于高含蜡纯油管输的乳液型原油降粘减阻剂。

背景技术：

油田开发后期原油产量递减,外输油量已远小于原设计额定输油量，冬季管输过程中原油温度降低幅度较大，导致输送管网析蜡、结蜡、蜡质沥青质凝油沉积，特别是进入外输联合站之前的干线输送管网，沿程温降大，末点进站温度接近或低于原油凝固点，管壁蜡质沥青质沉积严重，管径变细，管输能力大大降低，回压升高甚至翻倍，起点温度超过安全运行温度要求(一般不超过70℃)、压力高于泵设计扬程，单独依靠通过提高加热炉加热温度，已不能实现安全输送需求等问题。

发明内容：

本发明在于克服背景技术中存在的冬季管网析蜡、管壁蜡质沥青质沉积严重严重导致管输能力大大降低、回压升高影响原油安全输送的问题，而提供一种应用于高含蜡纯油管输的乳液型原油降粘减阻剂。该应用于高含蜡纯油管输的乳液型原油降粘减阻剂，能够快速溶解到原油中，降低原油粘度，降低原油摩擦阻力，降低回压，提高管输能力。

本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该应用于高含蜡纯油管输的乳液型原油降粘减阻剂，其组分及配比按重量百分比如下：20-30％高分子三元共聚物、20-35％聚烯烃减阻剂、20-40％高级醇、5-10％复合乳化剂、1-5％乳液稳定剂。

所述的高分子三元共聚物为马来酸酐-苯乙烯-C_18-24高级醇酯三元聚合物MSA或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)，所述MSA为大庆油田开普化工公司生产；所述的聚烯烃减阻剂为聚α烯烃；所述的高级醇类为2-己醇、或庚醇或辛醇；所述的乳液稳定剂为乙二醇单丁醚类，如二乙二醇单丁醚或乙二醇单丁醚；所述的复合乳化剂为油溶性表活剂及非离子表活剂，油溶性表活剂与非离子表活剂比例为1.8∶1，所述的油溶性表活剂为司盘S-80或S-60，非离子表活剂为吐温T-80或T-60。

乳液型原油降粘减阻剂在原油中快速溶解渗透，使原油在流动时的湍动程度得到有效的抑制，降低原油摩擦阻力，改善原油中蜡晶形态和网目构造的发育过程，由“刚性”变为“弹性”，方便快捷的调节管线的压力及输送。从而实现减阻、降粘，降压的效果，即保证管线安全运行，降低了能耗，同时又为管线运行高风险期增加安全性。

具体作用机理如下：

(1)MSA油溶性降粘降凝剂,为苯乙烯-马来酸酐-高碳醇三元高分子聚合物，分子中含有极性基团侧链和高碳烷烃主链，在一定条件下一方面与原油中大量蜡通过晶核作用、吸附作用、共晶作用、吸附-共晶及增溶作用，吸附在蜡晶表面，阻止或延缓蜡晶的生长和相互交联、聚集形成网状结构而胶凝；另一方面降粘剂分子进入胶质和沥青质片状分子之间，胶质、沥青质分子原来的氢键被降粘剂分子与胶质、沥青质分子间形成的更强的氢键所取代，部分拆散平面重叠堆积而成的分子聚集体，在沥青质芳香片分子周围形成降粘剂溶剂化层，导致芳香片无规堆积、结构比较松散，有序程度降低，空间延展度减小，从而降低了原油体系的粘度，达到降粘的目的；

(2)复配的表面活性剂分子由亲水的极性基团和亲油的烃基组成，它的存在增强了降粘剂分子在原油中的增溶性、渗透性，使降粘剂分子在原油中更好的溶解和分散，其良好的接触状态是发挥降粘剂效果的保证；

(3)复配的减阻剂等的改变流动状态，使原油在流动时的湍动程度得到有效的抑制，降低原油摩擦阻力，改善原油中蜡晶形态和网目构造的发育过程，由“刚性”变为“弹性”，达到进一步降低原油粘度和输送阻力的目的。

(4)溶剂为有机高碳醇类，闪点高，凝点低，溶解分散性好，使体系形成均匀乳状液，能快速分散溶解在原油中，作用效果快。

(5)乳液稳定剂，使原油降粘减阻剂体系成为稳定乳液，利于储存，方便注入时均匀分散与原油作用，比固体产品作用快。

本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：该应用于高含蜡纯油管输的乳液型原油降粘减阻剂，能够降低管输沿程压降，在相同输量、加热温度条件下，加剂前后管输回压降低20％以上，管输减阻率平均达30-40％；降低原油加热温度10℃，输油温度从75℃降至65℃时，加降粘减阻剂原油输送运行正常；降低了原油输送耗气量和耗电量。该药剂无酸碱性、氧化性物质，与原油不发生任何化学反应，不会影响原油油品性质。药剂注入工艺简单安全，注入期间降压效果明显，低温输送安全。

附图说明

附图1是大庆采油五厂外输原油在加剂热处理前后的管输流动压降变化特征曲线。

具体实施方式：

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

称取2g的MSA，3.5g聚烯烃减阻剂聚α烯烃，3.6g辛醇，0.32g的S-80，0.18g的T-60，0.4g乙二醇单丁醚，混合配制乳液型原油降粘减阻剂。

实施例2

称取3g的EVA，2g聚烯烃减阻剂聚α烯烃，3.6g的2-己醇，0.64g的S-80，0.36g的T-60，0.4g乙二醇单丁醚，混合配制乳液型原油降粘减阻剂。

室内实验效果：

1、降粘降凝性能评价

实验步骤：上述实施例1、实施例2制得产品分别定义为1#和2#降粘减阻剂；将大庆原油油样分别加入1#和2#降粘减阻剂各100ppm，经70℃处理后，以0.5℃/min降温速率降温至25℃，测其凝点和粘度结果对比如表1和表2。

表1大庆原油油样加入降粘减阻剂前后凝点对比

由表1可见，1#降粘减阻剂可使大庆原油凝点降低12.5℃，,2#降粘减阻剂可使其降低9.5℃，1#降粘减阻剂对大庆原油的降凝幅度大于2#降粘减阻剂。

表2大庆原油油样加入降粘减阻剂前后粘度对比

表2可见，相同加药量及同等条件下，1#降粘减阻剂对大庆原油的降粘率平均为91.45％。2#降粘减阻剂对其降粘率平均为81％，1#降粘减阻剂对大庆原油的降粘效果好于2#降粘减阻剂。

2、模拟现场条件进行室内管输减阻性能评价

模拟现场，采用原油管输因结蜡等形成一定阻力后，加剂运行，检测加剂前后管输压力变化情况，评价所加药剂的减阻性能。

减阻率计算公式：

式中：D_R-减阻率；△P₀-基础条件下管段摩阻压降；△P₁-减阻条件下管段摩阻压降。

评价装置采用管流结蜡模拟实验装置，大庆采油五厂外输原油在加剂热处理前后的管输流动压降变化特征曲线如图1所示。

从图1可以看出，在管路流动阻力形成后，即便对原油进行加剂热处理，初始阶段的减阻效应并不明显，甚至由于先前已形成阻力的影响，压降梯度略高，但随着流动作用时间的延长，降低摩阻压降的效果不断显现，析蜡点温度附近的最大减阻率达30％，高出管路流动阻力形成后直接进行冲击式投加药剂的减阻率(22.78％)约7个百分点，表明热处理能够对减阻剂的减阻效应发挥协同作用，有益于管输摩阻压降的降低。同时，模拟实验中运行稳定、无异常，加剂热处理的安全性方面可靠。

现场应用效果评价为：

乳液型原油降粘减阻剂在大庆油田采油五厂十五一联合站外输油现场应用效果：该乳液型原油降粘减阻剂在大庆油田采油五厂十五一联合站至杏五一联合站原油外输管线现场应用45天，分两个加药阶段，一个观察阶段。(第一阶段试验加药14天，前7天加常规油溶性原油降凝剂，加药量为外输量的1‰，外输压力仅有微微下降，无明显变化，后7天改换药剂，加入乳液型原油降粘减阻剂，加药量为100ppm，24小时后压力下降明显，7天后停止加药，观察17天；第二阶段减量加入乳液型原油降粘减阻剂，控制药量为50ppm，试验14天。其中加药10天，观察4天。)取得显著效果：一是降低了沿程压降，在相同输量、加热温度条件下，加剂前后外输回压从0.501MPa、0.483MPa降至0.374MPa、0.32MPa，降低了0.127—0.163MPa，管输回压降低最高达33.7％，管输减阻率平均30-40％，最高达50％；二是降低原油加热温度10℃，输油温度从75℃降至65℃时，加降粘减阻剂原油输送运行正常；三是降低了原油输送耗气量和耗电量，试验期间耗气量减少大约600立方米/天，耗电量减少大约100千瓦时/天。该药剂无酸碱性、氧化性物质，与原油不发生任何化学反应，不会影响原油油品性质。药剂注入工艺简单安全，注入期间降压效果明显，低温输送安全。

Claims (3)

1.一种应用于高含蜡纯油管输的乳液型原油降粘减阻剂，其组分及配比按重量百分比如下：高分子三元共聚物20-30％、聚烯烃减阻剂20-35%、高级醇20-40%、复合乳化剂5-10%、乳液稳定剂1-5%；所述的高分子三元共聚物为马来酸酐-苯乙烯- C_18-24高级醇酯三元聚合物MSA或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物EVA；所述的聚烯烃减阻剂为聚α烯烃，所述的高级醇为2-己醇或庚醇或辛醇；所述的乳液稳定剂二乙二醇单丁醚或乙二醇单丁醚；所述的复合乳化剂为油溶性表活剂及非离子表活剂，油溶性表活剂与非离子表活剂比例为1.8∶1。

2.根据权利要求1所述的应用于高含蜡纯油管输的乳液型原油降粘减阻剂，其特征在于：所述的油溶性表活剂为司盘S-80或S-60，非离子表活剂为吐温T-80或T-60。

3.根据权利 要求1所述的应用于高含蜡纯油管输的乳液型原油降粘减阻剂，其特征在于：所述的高分子三元共聚物MSA为大庆油田开普化工公司生产的MSA。