耐低溫降粘劑的合成研究

高乃煦 王潤哲 白宇杉 周怡清 郭科佑

摘 要：二連寶力格油田屬于一般稠油油田，冬季溫度較低，原油流動性較差。開采時井筒升舉困難，造成開采成本及油井治理費用逐年攀升。本文通過篩選凝點較低表面活性劑，將降粘效果較好的表面活性劑復(fù)配，加入助劑優(yōu)化基礎(chǔ)配方并考察降粘劑的使用性能，構(gòu)建了適用于高寒地區(qū)的降粘劑配方體系，當(dāng)降粘劑用量為400mg/l時，降粘率為93.13%。

關(guān)鍵詞：原油降粘；耐低溫

巴19斷塊原油物性在寶力格各區(qū)塊原油物性中屬中等水平，但原油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較高。本文從改善原油流動性出發(fā)，有針對性的開展降粘技術(shù)研究，為保證油井正常開采、減少停井作業(yè)，延長洗井周期提供技術(shù)支持[1]。

1 降粘技術(shù)室內(nèi)實驗研究

表面活性劑構(gòu)建的降粘劑體系，能使油井產(chǎn)出液形成比較穩(wěn)定的O/W型乳狀液，利用表面活性劑的氫鍵，降低原油的內(nèi)聚力，最終降低原油的粘度[2]。

在室內(nèi)試驗中以降粘率作為評價降粘劑降粘效果和穩(wěn)定性的指標(biāo)。評價方法參考Q/SY 118-2013《水包油型原油降粘劑技術(shù)規(guī)范》。

降粘劑計算公式為：

1.1降粘劑主劑篩選

實驗選取了8種HLB>8的陰/非表面活性劑：SDS、SDBS、SO、BS-12、AOS、OP-10、TW80、AEO分別配置成濃度為100mg/l-500mg/l的溶液，乳化強(qiáng)度為1000rpm （轉(zhuǎn)/分），進(jìn)行主劑篩選實驗。

實驗結(jié)果為，當(dāng)表面活性劑的濃度在500mg/l時，非離子表面活性劑AEO的降粘率為79.73%；陰離子表面活性劑SDS的降粘率為75.64%，是理想的降粘劑主劑。

1.2 表面活性劑復(fù)配

為了提高體系的降粘效果和穩(wěn)定性，發(fā)揮表面活性劑之間的協(xié)同效應(yīng)[3]，選用極性較高的非離子表面活性劑AEO和陰離子表面活性劑SDS進(jìn)行復(fù)配，表面活性劑總濃度為400mg/l。

復(fù)配試驗結(jié)果為：當(dāng)AEO：SDS=3：2質(zhì)量比時降粘率達(dá)到89.32%

1.3 降粘劑配方體系優(yōu)化

復(fù)配體系的泡沫綜合指數(shù)均高于單一表面活性劑。因此在配方中添加適量助劑，實現(xiàn)抑制泡沫形成的目的。實驗選取兩種助劑（QH-1、QH-2），主體原料用量為400mg/l，通過改變助劑用量，觀察泡沫的變化，篩選適合的助劑及用量。

實驗結(jié)果為助劑QH-1、QH-2均能有效抑制泡沫的產(chǎn)生。當(dāng)QH-2用量為20～30mg/l、QH-1用量為30～40mg/l時基本不產(chǎn)生泡沫，從用量考慮優(yōu)選QH-2作為體系的助劑。

1.4 基礎(chǔ)配方凝點實驗

實驗參照GB510-83《石油產(chǎn)品凝點測試法》測定降粘劑體系的凝點[4]，在溫度達(dá)到-15℃時，將試管傾斜45°經(jīng)過一分鐘，液面不發(fā)生移動。

2 基礎(chǔ)配方

實驗最終得到耐低溫降粘劑為淡黃色水溶性液體，揮發(fā)性較小，安全性能好，傾點小于-15℃，可適用于低溫環(huán)境使用。參考配方為：9%AEO+6%SDS+1% QH-2+84%水。

3 降粘劑性能評價

3.1 溫度

加入降粘劑降粘后，在20℃～90℃溫度下，隨著溫度的升高，原油粘度降低。溫度達(dá)到50℃時，降粘率達(dá)90.08%，當(dāng)溫度高于70 ℃時，由于原油乳狀液變?yōu)榕ｎD流體，其粘度保持在一個較低的水平，因此無法測量降粘率。

3.2 降粘劑濃度

稱取70g原油樣品，加入30g的游離水；在50℃恒溫下攪拌成均勻的乳狀液后，依次加入100-1000mg/l的降粘劑，使用流變儀測量在27s-1的剪切速率下的粘度[5]。

隨著降粘劑濃度的增加，降粘率隨之升高。當(dāng)濃度達(dá)到400mg/l時，降粘率達(dá)到93.53%，但濃度繼續(xù)增加時，降粘率增加趨勢較緩。從經(jīng)濟(jì)合理的角度考慮，推薦降粘劑使用濃度范圍為300-500mg/l。

4 結(jié)論

通過明確影響原油粘度的主要因素，在室內(nèi)實驗基礎(chǔ)上，通過陰/非表面活性劑協(xié)同作用形成的應(yīng)用范圍廣，降黏效果好并具有良好穩(wěn)定性的耐低溫降粘劑配方體系。

參考文獻(xiàn)：

[1]張慧，張付生.稠油化學(xué)降粘研究進(jìn)展[J].精細(xì)與專用化學(xué)品，2005，13（23）：16-26.

[2]王霞，張志東，彭健鋒.表面活性劑在稠油降粘中的應(yīng)用研究[J].膠體與聚合物，2008，26（2）：45-48.

[3]王宜陽，張路，孫濤壘等.不同結(jié)構(gòu)破乳劑油水界面擴(kuò)張粘彈性研究[J]物理化學(xué)學(xué)報，2003，19（4）：507-515.

[4]尉小明，朱長榮，岳志強(qiáng).小洼油田特稠油降粘劑配方研究[J]應(yīng)用化工，2008，37（12）：14722-4731.

[5]陳玉祥，李剛，肖喜慶1TR-01稠油乳化降粘劑研究[J]油氣田環(huán)境保護(hù)，2008，19（1）：11-13.