魏強(qiáng)

(重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院2011級石油工程試點(diǎn)班,重慶 401331)

新型清防蠟劑CP-1系列研制

魏強(qiáng)

(重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院2011級石油工程試點(diǎn)班,重慶 401331)

蠟在油層條件下通常以溶解態(tài)存在,然而在開采過程中,含蠟原油沿著油管上升,隨著壓力不斷降低,以及輕質(zhì)組分的不斷逸出,當(dāng)原油接觸到一個(gè)溫度低于臨界濁點(diǎn)的表面時(shí),即出現(xiàn)蠟沉積。蠟沉積的機(jī)理有若干種,其中占主導(dǎo)地位的是蠟分子向冷表面(管壁)分子的擴(kuò)散作用和已經(jīng)結(jié)晶的蠟的剪切擴(kuò)散作用。蠟晶呈薄片狀,并形成固態(tài)的三維網(wǎng)絡(luò),故蠟晶結(jié)構(gòu)在一定溫度下,有一定的牢固性,結(jié)在管道中,會造成原油流動阻力增大,直接影響產(chǎn)量和能耗,嚴(yán)重時(shí)會造成停產(chǎn),故清防蠟是維持正常開采及輸送的必要措施。

清防蠟劑 研制

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑及實(shí)驗(yàn)

試劑:乙二醇單丁醚(BCS);環(huán)己烷、甲苯、、NaOH、OP-10;正辛醇、煤油、平平加、吐溫、石蠟;儀器:秒表;恒溫水浴;CP213電子天平;JJ-1 精準(zhǔn)定時(shí)攪拌器;大、小量杯各兩個(gè),試管、燒杯若干;

(1)油相試劑的配置:將煤油、甲苯、乙二醇單丁醚(BCS)、正丁醇按照52%、30%、15%、3%的比例進(jìn)行配制,在40℃下進(jìn)行溶解;(2)水相試劑的配置:將水、吐溫、NaOH按照97.5%、1%、1.5%的比例進(jìn)行配制,在40℃下進(jìn)行溶解;(3)在40℃恒溫水浴鍋中將油相試劑和水相試劑按7:3的比例進(jìn)行混合,取相應(yīng)劑量的水相試劑放入燒杯中,在攪拌的條件下將相應(yīng)劑量的油相試劑緩慢加入到水相試劑中,然后再攪拌5分鐘,即制備出乳液型清防蠟劑。

1.2 性能測試(溶蠟速率測定)

將工業(yè)白蠟粉碎,準(zhǔn)確稱取2g粉末,放人100mL的燒杯中,放人烘箱內(nèi),將溫度調(diào)到90℃,20分鐘后,待蠟完全溶解后取出冷卻,使石蠟?zāi)Y(jié)。加人20mL清防蠟劑,在40℃下,攪拌速度為120r／min,記錄蠟完全溶解時(shí)間。

1.3 防蠟率測定

清防蠟劑效果的測定參考中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5798-93“原油防蠟劑評定方法-蠟沉積測試儀法”及部分文獻(xiàn)[3][4]等,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件,自制不銹鋼結(jié)蠟管,按如圖所示的裝置測定防蠟效果。

根據(jù)加入清防蠟劑前、后蠟量的變化,可以評價(jià)該清防蠟劑對結(jié)蠟的抑制效果。本實(shí)驗(yàn)用清防蠟率R 表示防蠟效果:(M0:原油中不加清防蠟劑時(shí)的結(jié)蠟量,g;M1:原油中加入清防蠟劑后的結(jié)蠟量,g)。

2 乳液型清防蠟劑的研制

2.1 油基清蠟劑的研制

2.1.1 幾種單一溶劑的溶蠟速率和飽和溶蠟量

將乙二醇單丁醚、環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯作為油基溶蠟劑,采用以上溶蠟速率和飽和溶蠟量的測定方法,分別測出每一種清蠟劑的溶蠟速率和飽和溶蠟量,測定結(jié)果顯示,在不飽和狀態(tài)下石油醚、環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯的溶蠟速率都在6-11(mg/ml.min)之間,乙二醇單丁醚的溶蠟速率較慢為1．69(mg/ml.min)。石油醚、環(huán)己烷、苯、甲苯、二甲苯的溶蠟速率都比較快,乙二醇單丁醚的溶蠟速率較慢。含有苯環(huán)的物質(zhì)飽和溶蠟量較大。這是由于苯環(huán)可作為晶核,在石蠟的晶核析出前,它已經(jīng)大量析出,使結(jié)晶蠟以分散狀態(tài)而溶解于含有苯環(huán)的物質(zhì)中。

2.1.2 油基溶蠟劑配方優(yōu)選

甲苯的溶蠟速率快、飽和溶蠟量大,但甲苯毒性較大,為了研制低毒清蠟防蠟劑,實(shí)驗(yàn)過程中采用溶蠟速率作為評價(jià)有機(jī)溶蠟劑的指標(biāo),測定溫度為40℃時(shí)有機(jī)溶蠟劑的溶蠟速率,正交結(jié)果受到甲苯、乙二醇丁醚、正辛醇三種含量影響。選擇L9-3-4正交表安排實(shí)驗(yàn),分析得出:有機(jī)溶蠟劑最佳配方為:30%甲苯、3%乙二醇單丁醚、3%正辛醇加到煤油配成一升有機(jī)溶蠟劑。

2.1.3 溶蠟效果評價(jià)

將實(shí)驗(yàn)結(jié)果較好的配方與最佳配方的有機(jī)溶蠟劑進(jìn)行飽和溶蠟量測定實(shí)驗(yàn)并將正交試驗(yàn)結(jié)果得出的最佳配方與另外兩種配方有機(jī)溶蠟劑的溶效果比較,可分析出最優(yōu)配方為:30%甲苯、3%乙二醇單丁醚、15%正辛醇加到煤油配成一升有機(jī)溶蠟劑。

2.2 乳液型清防蠟劑

2.2.1 乳液型清防蠟劑中水相選擇

將最佳配方與3種配方的水相以1:1配制成乳液型清防蠟劑,在35℃條件測定其飽和溶蠟量。對比三種水相配方的飽和溶蠟量可以看出,最佳水相配方為:1%吐溫+1.5%NaOH+97.5%水。

2.2.2 油相與水相的體積比對乳液型清防蠟劑的影響

水相能促使石蠟由W/O型乳液轉(zhuǎn)變成O/W型乳液,既起到降黏的作用,又能很好的分散石蠟。同時(shí)水相對溶蠟效果、乳液穩(wěn)定性有影響。將水相和油相按不同比例混合,測定其溶蠟速率、飽和溶蠟量和乳液分層時(shí)間。水相分別為30、40、50時(shí)飽和溶蠟量分別為250、162.5、57.5(單位:mg/ml)分層時(shí)間大約為12、12、6(單位:小時(shí))。油相和水相的比為7:3配制成的乳液型清防蠟劑的溶蠟效果和穩(wěn)定性最好。

2.2.3 防蠟率的性能分析

選取7:3配制成的乳液型清防蠟劑進(jìn)行溶蠟實(shí)驗(yàn),將200ml原油和30克蠟溶液混在60度的恒溫水浴中,在里面分別加入和不加抑制劑,分兩組做,機(jī)械攪拌10min,使加入原油體系中的抑制劑能夠充分溶解,靜置。冷水溫度為25度,考察防蠟性能。加入乳液型清防蠟劑析出的蠟量為10.09g,不加入乳液型清防蠟劑析出的蠟量15.06g。

3 結(jié)語

從實(shí)驗(yàn)看出:有機(jī)溶蠟劑最佳配方為:30%甲苯、3%乙二醇單丁醚、3%正辛醇加到煤油配成一升有機(jī)溶蠟劑。乳液型清防蠟劑水相配方為:1%吐溫+1.5%NaOH+97.5%水。油相和水相的比為7:3配制成的乳液型清防蠟劑的溶蠟效果和穩(wěn)定性最好。加入乳液型清防蠟劑較不加入乳液型清防蠟劑有更好的防蠟性能。

從長遠(yuǎn)來看,盡管目前國內(nèi)一些油田及研究這方面產(chǎn)品的機(jī)構(gòu),公司等,對含蠟油田的蠟沉積及蠟清除開展了廣泛的研究,但仍然有許多需要解決的問題,本實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)時(shí)也遇到了一些難以解決的問題,故今后在清防蠟研究方面:(1)推動開發(fā)清防蠟研究工作,開發(fā)出更加實(shí)用的清防蠟劑。(2)開發(fā)性能優(yōu)越、價(jià)格低廉的清蠟材料,提高清蠟效率。

[1]劉忠運(yùn),陸曉鋒,湯超,等.油田清防蠟劑的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢[J].當(dāng)代化工,2009,38(5):479-483．

[2]陳亮.環(huán)保型原油破乳劑與清防蠟劑的研制、室內(nèi)評價(jià)及應(yīng)用[D].西安:西安理工大學(xué),2008．

[3]Ana Erceg Kuzmic’,Marko Rado～evic’,Grozdana Bog．danic’．Studies on the influence of long chain acrylic es—ters polymers with polar monomers as crude oil flow improveradditives[J].Fuel,2008(87):2943—2950．

[4]Hao Fang,Zou Huayao,Li Xiaoguang,et a1．Migration andoccurrence of high wax oils in the damintun depression,Northeast,China:Implication for primary controls of petroleummigr～ion pathways in heterogeneous carrier beds[J]．Journal of Petroleum Science and Engineering,2009(67):105-11 5．

[5]李丹.沙丘5井區(qū)復(fù)合清防蠟技術(shù)研究及應(yīng)用[D].北京:中國石油大學(xué),2006．

[6]Siddhartha Seth,Brian F．Towler,diachronic viscosity in．crease in waxy crude oils[J].Journal of Petroleum Sei．enee and Engineering,2004(43):13-23．

[7]李明忠,趙國景,張貴才等.油基清蠟劑性能研究[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2004,28(2):63．

[8]陳勇,周江,李昀昀,等.ZS一1型乳液清防蠟劑的室內(nèi)研究[J].新疆石油科技,2007(1):36-38．

[9]呂雷,李克華,張權(quán)(長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,荊州434023).清防蠟劑的作用機(jī)理及影響因素.

Under the reservoir condition,Wax is usually dissolved, however in the mining process of waxy crude oil, along with the pressure decrease,and the continued escape light components of crude oil, when the surface exposed to a temperature below the critical cloud point, namely the wax deposition.There are several kinds of mechanism of wax deposition, which is dominated by the wax molecules to the cold surface shear diffusion molecules and have crystallized wax diffusion. Wax crystal was a thin sheet, and the formation of a three-dimensional network of solid, so the wax crystal structure is solid.when it is noded in the pipeline at a certain temperature.It will cause the oil flow resistance increases, which directly affects the output and energy consumption.The well can be shutdown when the situation become serious , the wax removal is necessary for the maintenance of normal production and measures transport.

the experience Paraffin solvent

魏強(qiáng)(1992,8-) 性別:男,民族:漢,籍貫:河南省林州市,學(xué)歷:學(xué)士,研究方向:石油工程(油藏)。