丙烯酸十八酯-丙烯酰十八胺對原油流變性的影響

003年1西安石油學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)第18卷第1期Journal of Xi'an Petroleum Institute(Natural Science Edition)Vol. 18 No文章編號:1001-5361(2003)01-0039-04丙烯酸十八酯-丙烯酰十八胺對原油流變性的影響Effect of Octodecyl Acrylate-octyodecyl Acrylamide Copolymer on theFlowability of Waxy Crude at Low Temperature宋昭崢,葛際江2,張國忠2,趙福麟(1.石油大學(xué)化工學(xué)院,北京昌平102249;2.石油大學(xué)石油工程學(xué)院,山東東營(yíng)257061)摘要:研究了丙烯酸十八酯-丙烯酰十八胺共聚物對中原wC98-2井原油流變性的影響,探討了降凝劑的篩選、不加劑和加劑原油的全黏溫曲線(xiàn)的測定、重復加熱和高速剪切對加劑效果的影響和降凝劑的改性效果的時(shí)效性.試驗表明:降凝劑使原油的凝點(diǎn)和反常點(diǎn)降低,原油的牛頓流體溫度范圍變寬,并且使非牛頓流體溫度下的黏度減小,但是,牛頓流體溫度范圍內的黏度基本沒(méi)有變化;重復加熱的溫度高于原油的反常點(diǎn)100C以上時(shí),重復加熱對降凝劑的改性效果沒(méi)有顯著(zhù)影響.但是,重復加熱溫度低于原油的反常點(diǎn),重復加熱顯著(zhù)惡化降凝劑的改性效果;在原油的反常點(diǎn)以上高速剪切對降凝劑的改性效果無(wú)眀顯的影響.在原油析蠟髙峰區溫度范圍內髙速剪切,將大大惡化降凝劑的改性效果.關(guān)鍵詞:降凝劑;全黏溫曲線(xiàn);重復加熱;高速剪切中圖分類(lèi)號:TE358-.12文獻標識碼:A在原油中加入降凝劑,可以改變原油中蠟的結在室內開(kāi)發(fā)研制了丙烯酸十八酯-丙烯酰十八胺共晶形態(tài),使其不易形成空間網(wǎng)絡(luò )結構,達到降凝、減聚物,作為原油降凝劑以改善原油在管線(xiàn)中的流動(dòng)黏,改善原油低溫流變性的目的5.降凝劑是一類(lèi)性能,使油品在低溫下能連續流動(dòng)、加入量很少但效果顯本文探討了這類(lèi)降凝劑對原油低溫流變性的影著(zhù)的添加劑.近年來(lái),原油降凝劑的研究取得了較大響,著(zhù)重研究了以下幾方面的內容:降凝劑的篩選的進(jìn)展.在我國,原油降凝劑的研究已進(jìn)入實(shí)用階不加劑和加劑原油的流變性曲線(xiàn)和全黏溫曲線(xiàn)的測段,國內魯寧、中洛、馬惠寧等長(cháng)距離輸油管線(xiàn)已正定、重復加熱和高速剪切對原油低溫流變性的影響式應用原油降凝劑均實(shí)現了原油不加熱常溫輸送,以及降凝劑改性效果的時(shí)效性.試驗結果表明:!艸停燒了沿途加熱站,節約了大量燃料費用.但是,國降凝劑對中原wC98-2井原油具有較好的改善原油內目前所用的原油降凝劑仍然是以EVA為主的復低溫流變性的效果.配型藥劑.EVA原油降凝劑具有較好的適應性,同時(shí)也具有一定的降黏效果.針對一些特定的原油特1試驗儀器材料別是含有高碳蠟的原油,其降凝和降黏效果并不理想,且在管線(xiàn)和泵的剪切作用下,加劑原油的凝點(diǎn)和1.1試驗原油黏度回升較快,這樣不利于原油的低溫輸送.此外,中原WC8-2井原油的物性為:凝點(diǎn)為34CEVA的成本較高,這也是該藥劑的缺點(diǎn)之(蠟)為24.4%;o(膠質(zhì))為8.0%;vo(瀝青)為為了解決某些含蠟原油,特別是含高碳蠟原油1中國煤化工的降凝輸送問(wèn)題,提高加劑原油在管線(xiàn)流動(dòng)性和多1次過(guò)泵的抗剪切行為,降低原油降凝劑的生產(chǎn)成本,CNMH叫r八胺共聚物,分子結構收稿日期:2001-08-25作者簡(jiǎn)∮錚(1972-),男,山東曲阜人,博士,講師,主要從事油田化學(xué)方面的研究工作西安石油學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)式為測量溫度.測量其黏度和剪切應力,并回歸出相應的長(cháng)CH2CH+m∈CH2CH流變方程,即τγ關(guān)系方程.在測得不同溫度流變方COOR程的基礎上,作出原油的全黏溫曲線(xiàn),回歸出黏溫方其中,m為丙烯酸十八酯的聚合度:為丙烯酰十八程胺的聚合度;R為nC1H27對于原油的流變方程和全黏溫方程,加熱溫度為60C,其他條件與加劑原油相同2.3重復加熱在60C加熱條件下,加入降凝劑,冷卻至50C裝樣,然后以0.5~1.0C/min的冷卻速率降溫至測量溫度,再升溫至重復加熱溫度后,以0.1.0C/min降溫速率降溫至28C,測量原油在不同000350030002500200015001000500剪切速率下的黏度,并與前述黏度對比2.4高速剪切圖Ⅰ丙烯酸十八酯-丙烯酰十八胺共聚物的紅外光譜圖加劑原油在恒溫器中加熱至60℃,然后在降溫圖1中,3400,3300·320cm-三峰為含胺基速率為0.5~1.oC/min的降溫過(guò)程中,模擬管流的對稱(chēng)、反對稱(chēng)吸收峰;2900,2850cm-1強峰為剪切速率為48.60s-…,當溫度降至模擬輸油泵剪切CH2,CH3的振動(dòng)吸收峰;1735cm峰為羰基溫度時(shí)改用1312s-的剪切速率高速剪切2min,然C=O振動(dòng)吸收峰;1620cm-峰為變形的含氮振動(dòng)后繼續以48.60s-的剪切速率和0.5~1.0C/min吸收峰;1375cm-峰為—CH2的對稱(chēng)變形吸收峰;降溫速率剪切降溫.當溫度降至測溫28C,測量不1260,1160cm-峰為C-O基帶形寬峰;725cm同剪切速率下的黏度,并與未經(jīng)受高速剪切,其他實(shí)驗條件相同情況下的黏度進(jìn)行對比峰為_(kāi)CH峰平面搖擺吸收峰在合成過(guò)程中,固定丙烯酸十八酯的含量,改變25時(shí)效性丙烯酰十八胺的用量,合成出一系列產(chǎn)品:0降凝系列加劑原油經(jīng)60C加熱后,靜態(tài)降溫至室劑為聚丙烯酸十八酯;1“降凝劑為n:m=1:2;2溫恒溫,然后在不同的時(shí)間取樣測定其凝點(diǎn).降凝劑為n:m=1:4;3降凝劑為n:m=1:6;43結果與討論降凝劑為n:m=1:1;5“降凝劑為n:m=2:1;6降凝劑為n:m=4:1.此類(lèi)降凝劑為高分子聚合3.1降凝劑的篩選物酰胺基物質(zhì)的含量占整個(gè)相對分子質(zhì)量10%~在原油中添加不同種類(lèi)降凝劑后原油的凝點(diǎn)以80%,相對分子質(zhì)量在(1.5~2.6)×105.在常溫下及不同剪切速率下的黏度的測定結果見(jiàn)表1為固體狀態(tài),易溶于有機溶劑和原油之中表1降凝劑的作用效果CS501型恒溫水裕(德國 HAKKE公司);RV剪切速率/s-1ⅡI型黏度計(德國 HAKKE公司);601-3型干燥箱凝點(diǎn)類(lèi)型48.681.0145.823.0437.4/C(大連第四儀表廠(chǎng))黏度/(mPa·s)0#48.8039.8036.6031.6030.2028.01#40,4039.4834.2430,1026.9324.02試驗內容2#37.3033.9729.7927.4826.4122.030.5730.0528,25282.1降凝劑的篩選86166.20121.0097.3076.0430.5中國煤化工9.8032首先按照凝點(diǎn)測定法測定原油和加劑原油的凝CNMHG91.6074.50點(diǎn),通過(guò)對比加劑后原油的凝點(diǎn)和表觀(guān)黏度的變化,熱溫度70C,測溫32C,加劑均為100g/t來(lái)選擇最佳的降凝劑類(lèi)型從表1可以看出,在相同加劑條件下,7種降凝2.2原油和加劑原油的流變方程和黏溫方程劑中的5,6“劑對原油無(wú)太大影響,未能引起凝點(diǎn)在6丹鼓教件下,加入降凝劑,泠冷卻至50C的明顯變化,但0,1,2,3劑使原油和黏度有較裝樣,然后以0.5~1.0C/min的冷卻速率降溫至大程度降低.其中2*劑凝點(diǎn)降低得最多,而3“劑在宋昭崢等:丙烯酸十八酯-丙烯酰十八胺對原油流變性的影響4148.6s-和81.01s-1下黏度降低得最少,但是,從原3.2原油和加劑原油的流變曲線(xiàn)和全黏溫曲線(xiàn)油的現場(chǎng)輸送角度來(lái)看,考慮凝點(diǎn)的安全系數比考3.2.1原油全黏溫曲線(xiàn)在不同測量溫度下中原慮黏度更具意義,因此選擇2降凝劑為最佳降凝W98-2井加劑和不加劑原油的全黏溫曲線(xiàn)和不加劑原油的流變曲線(xiàn)分別見(jiàn)圖2和圖3,其相應的流變方程及牛頓流體溫度范圍內的黏溫方程見(jiàn)表2.729,08t458g加劑中氯wc982氯油熟度650溫度r℃圖2加劑和不加劑時(shí)中原原油的全黏溫曲線(xiàn)42.5C.在高于反常點(diǎn)的牛頓流體溫度范圍內,原油黏度較小,高于析蠟點(diǎn)的黏溫曲線(xiàn)比反常點(diǎn)與析蠟點(diǎn)之間的黏溫曲線(xiàn)平緩.而低于反常點(diǎn)時(shí),其黏稠程度則大大增加3.2.2加劑原油的流變方程和黏溫方程加劑原油在不同測量溫度下的全黏溫曲線(xiàn)和流變曲線(xiàn)分別見(jiàn)圖2和圖4,相應的流變方程及牛頓流體溫度范圍內的黏溫方程見(jiàn)表圖3中原wC98-2井原油在不同測定溫度下的ry曲線(xiàn)加熱溫度60表2原油的流變方程和全黏溫方程溫度/C流變方程全黏溫方程35τ=0.28068非牛頓流體溫度范圍的黏溫方程r=0.057270.86610r=0.0228yg=3.175-0.0454tr=0.0135750r=0.01067圖r凵中國煤化工在不同測溫下的y曲線(xiàn)r=0.00917lgg=1.757-0.0146tCNMH劑添加量1t60=0.00767(45C