CN113087836A - 一种油田降凝剂及其制备方法 - Google Patents

一种油田降凝剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油田降凝剂及其制备方法，本发明中通过实验证明：针对高含蜡偏轻质原油，在原油含水量20％、35％和50％的条件下，EVA、聚甲基丙烯酸酯、原在用聚合氟碳酯降凝剂BHJN‑05的降凝幅度分别为3‑7℃、3‑9℃和6‑10℃，而本发明中的油田降凝剂的降凝幅度为11‑14℃；针对高含蜡中质原油，在原油含水量25％和50％的条件下，EVA、聚甲基丙烯酸酯、原在用聚合氟碳酯降凝剂BHJN‑05的降凝幅度分别为4‑12℃、0‑14℃和4‑15℃，而本发明中的油田降凝剂的降凝幅度为13‑19℃；本发明针对油田含水轻质和中质原油，均具有更高效降凝效果效果，且受含水量影响小。

Description

一种油田降凝剂及其制备方法
技术领域
本发明属于油气水集输技术领域，涉及一种油田降凝剂及其制备方法。
背景技术
随着原油需求量越来越大，常规原油已经不能满足需求，高凝原油的开发利用变得非常紧迫。高凝原油开采和集输就需要对其进行降凝处理。在现有的降凝方法中，加注降凝剂是一种非常有效且简便的方法。目前，国内外的降凝防蜡剂主要有：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)及其改性化合物；聚(甲基)丙烯酸酯；顺丁烯二酸酐类共聚物；烷基芳烃；天然高分子化合物：如直链淀粉、糊精、蔗糖等。但是EVA及其改性化合物需要加注较高的浓度才能对海上原油有一定的降凝效果，海上油田的空间小、流程快、处理量大等限制，使其应用受到一定限制；聚(甲基)丙烯酸酯、顺丁烯二酸酐类共聚物主要以降低柴油和润滑油的凝固点为主，对于海上原油降凝效果较差；天然高分子化合物耐剪切性能较差，加剂量很大才能发挥效果。
此外，由于海上油田的条件限制，海管经常会用来集输不同区块的高凝原油，使得原油含水量在不断变化，水的存在一定程度上会降低原油的凝点和粘度，但因为水的存在形成了一定量的原油乳状液，也影响了油溶性降凝剂作用的发挥。因此，针对海上油田现场工况及油品性质，开发了一种含羧基极性基团的新型降凝剂产品，因为羧基存在，使该产品分散性大大提高，更易阻止蜡晶的长大，同时受原油含水量的影响也大大降低，而分子链中含有一定量的环状烃对一些微晶蜡也有较好的溶解和分散作用，同时可以提高产品的抗剪切性能。该产品普遍适用于各油气田尤其是海上油气田。
发明内容
本发明目的是开发出一种油田降凝剂产品，该原油降凝剂具有优异防蜡降凝功能，而且受原油含水量影响较小，非常适用于海上油田的原油输送，并具有加药量小，降凝幅度大等特点。
一种油田降凝剂，其特征在于，该油田降凝剂由以下制备方法得到：
步骤一、在反应器中加入物质的量比为2:1-4:1的混合乙烯酯与混合己内酯，其中混合乙烯酯为摩尔比为7:1-9:1的醋酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯，混合己内酯为摩尔比为1:1-3:1己内酯和羧基己内酯。
步骤二、再在反应器中，加入质量为混合乙烯酯总质量6-15倍的有机溶剂、以及质量为混合乙烯酯的总质量的1‰-3‰的异丙醇钛催化剂，开启氮气保护和搅拌，升温至50℃；
步骤三、控制温度在50-95℃，滴加引发剂，引发剂的质量为混合乙烯酯总质量的1％-3％，滴加完后，控制温度在85-95℃反应10-15小时后，制得中间产物A；
步骤四、将中间产物A质量的3％-5％的三元共聚物B、中间产物A质量的3％-5％的非离子表面活性剂与中间产物A混合，搅拌均匀即得油田原油降凝剂。
在上述技术方案中，所述的羧基己内酯为丙烯酸己内酯、甲基丙烯酸己内酯或丁烯酸己内酯。
在上述技术方案中，所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、混苯、重芳烃或正辛醇中的至少一种。
在上述技术方案中，所述的引发剂为偶氮二异丁腈(ABIN)、偶氮二异庚腈(ABVN)、过氧化二苯甲酰(BPO)或过氧化双十二酰(LPO)。
在上述技术方案中，所述的三元共聚物B为富马酸-醋酸乙烯酯-氟丁基丙烯酸酯共聚物、富马酸-醋酸乙烯酯-氟丁基甲基丙烯酸酯共聚物、富马酸-醋酸乙烯酯-氟己基甲基丙烯酸酯共聚物或富马酸-醋酸乙烯酯-氟辛基丙烯酸酯共聚物。
在上述技术方案中，所述的非离子表面活性剂为吐温-40、吐温-60或吐温-80。
一种油田降凝剂的制备方法，该方法按照以下步骤进行：
步骤一、在反应器中加入物质的量比为2:1-4:1的混合乙烯酯与混合己内酯，其中混合乙烯酯为摩尔比为7:1-9:1的醋酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯，混合己内酯为摩尔比为1:1-3:1己内酯和羧基己内酯。
步骤二、再在反应器中，加入质量为混合乙烯酯总质量6-15倍的有机溶剂、以及质量为混合乙烯酯的总质量的1‰-3‰的异丙醇钛催化剂，开启氮气保护和搅拌，升温至50℃；
步骤三、控制温度在50-95℃，滴加引发剂，引发剂的质量为混合乙烯酯总质量的1％-3％，滴加完后，控制温度在85-95℃反应10-15小时后，制得中间产物A；
步骤四、将中间产物A质量的3％-5％的三元共聚物B、中间产物A质量的3％-5％的非离子表面活性剂与中间产物A混合，搅拌均匀即得油田原油降凝剂。
在上述技术方案中，所述的羧基己内酯为丙烯酸己内酯、甲基丙烯酸己内酯或丁烯酸己内酯。
在上述技术方案中，所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、混苯、重芳烃或正辛醇中的至少一种。
在上述技术方案中，所述的引发剂为偶氮二异丁腈(ABIN)、偶氮二异庚腈(ABVN)、过氧化二苯甲酰(BPO)或过氧化双十二酰(LPO)。
在上述技术方案中，所述的三元共聚物B为富马酸-醋酸乙烯酯-氟丁基丙烯酸酯共聚物、富马酸-醋酸乙烯酯-氟丁基甲基丙烯酸酯共聚物、富马酸-醋酸乙烯酯-氟己基甲基丙烯酸酯共聚物或富马酸-醋酸乙烯酯-氟辛基丙烯酸酯共聚物。
在上述技术方案中，所述的非离子表面活性剂为吐温-40、吐温-60或吐温-80。
本发明的有益效果如下所述：
本发明中通过实验证明：针对高含蜡偏轻质原油，在原油含水量20％、35％和50％的条件下，EVA、聚甲基丙烯酸酯、原在用聚合氟碳酯降凝剂BHJN-05的降凝幅度分别为3-7℃、3-9℃和6-10℃，而本发明中的油田降凝剂的降凝幅度为11-14℃；针对高含蜡中质原油，在原油含水量25％和50％的条件下，EVA、聚甲基丙烯酸酯、原在用聚合氟碳酯降凝剂BHJN-05的降凝幅度分别为4-12℃、0-14℃和4-15℃，而本发明中的油田降凝剂的降凝幅度为13-19℃；本发明针对油田含水轻质和中质原油，均具有更高效降凝效果效果，且受含水量影响小。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1：
(1)在反应器中加入150.66g醋酸乙烯酯(1.75mol)、37.04g苯甲酸乙烯酯(0.25mol)、57.07g己内酯(0.5mol)和100.10g甲基丙烯酸己内酯(0.5mol)；
(2)再加入1000g混苯、377.00g甲苯、500g二甲苯(10倍)和0.1877g异丙醇钛催化剂(1‰)，开启氮气保护和搅拌，升温至50℃；
(3)将5.631g(3％)LPO溶解于50.68g苯中，控制温度50-95℃，滴加引发剂的10％苯溶液，滴加完后，控制温度在85-95℃反应10-15小时后，制得中间产物A1；
(4)将68.35g(3％)富马酸-醋酸乙烯酯-氟丁基丙烯酸酯共聚物和113.92g(5％)的吐温-40混合，搅拌均匀即得油田降凝剂。
实施例2：
(1)在反应器中加入154.96g醋酸乙烯酯(1.80mol)、29.63g苯甲酸乙烯酯(0.20mol)、85.61g己内酯(0.75mol)和46.55g丙烯酸己内酯(0.25mol)；
(2)再加入1000g三甲苯、268.85g重芳烃、1500g二甲苯(15倍)和0.55377g异丙醇钛催化剂(3‰)，开启氮气保护和搅拌，升温至50℃；
(3)将5.5377g(3％)ABIN溶解于49.84g甲苯中，控制温度50-95℃，滴加引发剂的10％甲苯溶液，滴加完后，控制温度在85-95℃反应10-15小时后，制得中间产物A2；
(4)将157.08g(5％)富马酸-醋酸乙烯酯-氟丁基甲基丙烯酸酯共聚物和94.25g(3％)的吐温-80混合，搅拌均匀即得油田降凝剂。
实施例3：
(1)在反应器中加入309.92g醋酸乙烯酯(3.60mol)、59.26g苯甲酸乙烯酯(0.40mol)、57.07g己内酯(0.5mol)和100.10g丁烯酸己内酯(0.5mol)；
(2)再加入215.08g正辛醇、2000g二甲苯(6倍)和0.73836g异丙醇钛催化剂(2‰)，开启氮气保护和搅拌，升温至50℃；
(3)将7.3836g(2％)ABVN溶解于66.45g苯中，控制温度50-95℃，滴加引发剂的10％甲苯溶液，滴加完后，控制温度在85-95℃反应10-15小时后，制得中间产物A3；
(4)将112.64g(4％)富马酸-醋酸乙烯酯-氟己基甲基丙烯酸酯共聚物和112.64g(4％)的吐温-60混合，搅拌均匀即得油田降凝剂。
实施例4：
(1)在反应器中加入301.32g醋酸乙烯酯(3.50mol)、74.08g苯甲酸乙烯酯(0.50mol)、85.61g己内酯(0.75mol)和46.55g丙烯酸己内酯(0.25mol)；
(2)再加入3754.00g三甲苯(10倍)和1.1262g异丙醇钛催化剂(3‰)，开启氮气保护和搅拌，升温至50℃；
(3)将11.262g(3％)BPO溶解于101.36g苯中，控制温度50-95℃，滴加引发剂的10％甲苯溶液，滴加完后，控制温度在85-95℃反应10-15小时后，制得中间产物A4；
(4)将175.01g(4％)富马酸-醋酸乙烯酯-氟辛基丙烯酸酯共聚物和218.77g(5％)的吐温-60混合，搅拌均匀即得油田降凝剂。
实施例5：
实验原料：某南海油田原油(高含蜡偏轻质原油)，密度0.82g/cm3，含蜡量大于15％。
实验过程：将测试药剂加入油田原油中，以未加入测试药剂作为参照，药剂浓度：500mg/L，原油流速：2m/s，分别于海管入口和海管出口进行采样，计算海管入口和海管出口的降凝幅度。平均凝点值/平均粘度值：测定次数为2次，2次测定结果符合相应测定方法的误差规定，并取2次的算术平均值。测试结果如下：
表1降凝效果测试试验1
Figure BDA0002989070140000041
Figure BDA0002989070140000051
Figure BDA0002989070140000061
Figure BDA0002989070140000071
实施例6：
实验原料：某南海油田原油(高含蜡中质原油)，0.87g/cm3，含蜡量大于15％。
实验过程：将测试药剂加入油田原油中，以未加入测试药剂作为参照，药剂浓度：1000mg/L，原油流速：3m/s，分别于海管入口和海管出口进行采样，计算海管入口和海管出口的降凝幅度。平均凝点值/平均粘度值：测定次数为2次，2次测定结果符合相应测定方法的误差规定，并取2次的算术平均值。测试结果如下：
表2降凝效果测试试验2
Figure BDA0002989070140000072
Figure BDA0002989070140000081
通过上述实施例，可以得出：针对高含蜡偏轻质原油，在原油含水量20％、35％和50％的条件下，EVA、聚甲基丙烯酸酯、原在用聚合氟碳酯降凝剂BHJN-05的降凝幅度分别为3-7℃、3-9℃和6-10℃，而本发明中的油田降凝剂的降凝幅度为11-14℃；针对高含蜡中质原油，在原油含水量25％和50％的条件下，EVA、聚甲基丙烯酸酯、原在用聚合氟碳酯降凝剂HYL-02降凝幅度分别为4-12℃、0-14℃和4-15℃，而本发明中的油田降凝剂的降凝幅度为13-19℃；从上述检测数据可以看出，本发明针对油田含水轻质和中质原油，均具有更高效降凝效果效果，且受含水量影响小。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种油田降凝剂，其特征在于，该油田降凝剂由以下制备方法得到：
步骤一、在反应器中加入物质的量比为2:1-4:1的混合乙烯酯与混合己内酯，其中混合乙烯酯为摩尔比为7:1-9:1的醋酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯，混合己内酯为摩尔比为1:1-3:1己内酯和羧基己内酯。
步骤二、再在反应器中，加入质量为混合乙烯酯总质量6-15倍的有机溶剂、以及质量为混合乙烯酯的总质量的1‰-3‰的异丙醇钛催化剂，开启氮气保护和搅拌，升温至50℃；
步骤三、控制温度在50-95℃，滴加引发剂，引发剂的质量为混合乙烯酯总质量的1％-3％，滴加完后，控制温度在85-95℃反应10-15小时后，制得中间产物A；
步骤四、将中间产物A质量的3％-5％的三元共聚物B、中间产物A质量的3％-5％的非离子表面活性剂与中间产物A混合，搅拌均匀即得油田原油降凝剂。
2.如权利要求1所述的一种油田降凝剂，其特征在于：所述的羧基己内酯为丙烯酸己内酯、甲基丙烯酸己内酯或丁烯酸己内酯。
3.如权利要求1所述的一种油田降凝剂，其特征在于：所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、混苯、重芳烃或正辛醇中的至少一种。
4.如权利要求1所述的一种油田降凝剂，其特征在于：所述的引发剂为偶氮二异丁腈ABIN、偶氮二异庚腈ABVN、过氧化二苯甲酰BPO或过氧化双十二酰LPO。
5.如权利要求1所述的一种油田降凝剂，其特征在于：所述的三元共聚物B为富马酸-醋酸乙烯酯-氟丁基丙烯酸酯共聚物、富马酸-醋酸乙烯酯-氟丁基甲基丙烯酸酯共聚物、富马酸-醋酸乙烯酯-氟己基甲基丙烯酸酯共聚物或富马酸-醋酸乙烯酯-氟辛基丙烯酸酯共聚物。
6.如权利要求1所述的一种油田降凝剂，其特征在于：所述的非离子表面活性剂为吐温-40、吐温-60或吐温-80。
7.一种油田降凝剂的制备方法，其特征在于：该方法按照以下步骤进行：
步骤一、在反应器中加入物质的量比为2:1-4:1的混合乙烯酯与混合己内酯，其中混合乙烯酯为摩尔比为7:1-9:1的醋酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯，混合己内酯为摩尔比为1:1-3:1己内酯和羧基己内酯。
步骤二、再在反应器中，加入质量为混合乙烯酯总质量6-15倍的有机溶剂、以及质量为混合乙烯酯的总质量的1‰-3‰的异丙醇钛催化剂，开启氮气保护和搅拌，升温至50℃；
步骤三、控制温度在50-95℃，滴加引发剂，引发剂的质量为混合乙烯酯总质量的1％-3％，滴加完后，控制温度在85-95℃反应10-15小时后，制得中间产物A；
步骤四、将中间产物A质量的3％-5％的三元共聚物B、中间产物A质量的3％-5％的非离子表面活性剂与中间产物A混合，搅拌均匀即得油田原油降凝剂。
8.如权利要求7所述的一种油田降凝剂的制备方法，其特征在于：所述的羧基己内酯为丙烯酸己内酯、甲基丙烯酸己内酯或丁烯酸己内酯；所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、混苯、重芳烃或正辛醇中的至少一种；所述的引发剂为偶氮二异丁腈ABIN、偶氮二异庚腈ABVN、过氧化二苯甲酰BPO或过氧化双十二酰LPO；所述的三元共聚物B为富马酸-醋酸乙烯酯-氟丁基丙烯酸酯共聚物、富马酸-醋酸乙烯酯-氟丁基甲基丙烯酸酯共聚物、富马酸-醋酸乙烯酯-氟己基甲基丙烯酸酯共聚物或富马酸-醋酸乙烯酯-氟辛基丙烯酸酯共聚物；所述的非离子表面活性剂为吐温-40、吐温-60或吐温-80。
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