丙烯酸十八酯-丙烯酰十八胺对原油流变性的影响

003年1西安石油学院学报(自然科学版)第18卷第1期Journal of Xi'an Petroleum Institute(Natural Science Edition)Vol. 18 No文章编号:1001-5361(2003)01-0039-04丙烯酸十八酯-丙烯酰十八胺对原油流变性的影响Effect of Octodecyl Acrylate-octyodecyl Acrylamide Copolymer on theFlowability of Waxy Crude at Low Temperature宋昭峥,葛际江2,张国忠2,赵福麟(1.石油大学化工学院,北京昌平102249;2.石油大学石油工程学院,山东东营257061)摘要:研究了丙烯酸十八酯-丙烯酰十八胺共聚物对中原wC98-2井原油流变性的影响,探讨了降凝剂的筛选、不加剂和加剂原油的全黏温曲线的测定、重复加热和高速剪切对加剂效果的影响和降凝剂的改性效果的时效性.试验表明:降凝剂使原油的凝点和反常点降低,原油的牛顿流体温度范围变宽,并且使非牛顿流体温度下的黏度减小,但是,牛顿流体温度范围内的黏度基本没有变化;重复加热的温度高于原油的反常点100C以上时,重复加热对降凝剂的改性效果没有显著影响.但是,重复加热温度低于原油的反常点,重复加热显著恶化降凝剂的改性效果;在原油的反常点以上高速剪切对降凝剂的改性效果无眀显的影响.在原油析蜡髙峰区温度范围內髙速剪切,将大大恶化降凝剂的改性效果.关键词:降凝剂;全黏温曲线;重复加热;高速剪切中图分类号:TE358-.12文献标识码:A在原油中加入降凝剂,可以改变原油中蜡的结在室内开发研制了丙烯酸十八酯-丙烯酰十八胺共晶形态,使其不易形成空间网络结构,达到降凝、减聚物,作为原油降凝剂以改善原油在管线中的流动黏,改善原油低温流变性的目的5.降凝剂是一类性能,使油品在低温下能连续流动、加入量很少但效果显本文探讨了这类降凝剂对原油低温流变性的影著的添加剂.近年来,原油降凝剂的研究取得了较大响,着重研究了以下几方面的内容:降凝剂的筛选的进展.在我国,原油降凝剂的研究已进入实用阶不加剂和加剂原油的流变性曲线和全黏温曲线的测段,国内鲁宁、中洛、马惠宁等长距离输油管线已正定、重复加热和高速剪切对原油低温流变性的影响式应用原油降凝剂均实现了原油不加热常温输送,以及降凝剂改性效果的时效性.试验结果表明:!艹停烧了沿途加热站,节约了大量燃料费用.但是,国降凝剂对中原wC98-2井原油具有较好的改善原油内目前所用的原油降凝剂仍然是以EVA为主的复低温流变性的效果.配型药剂.EVA原油降凝剂具有较好的适应性,同时也具有一定的降黏效果.针对一些特定的原油特1试验仪器材料别是含有高碳蜡的原油,其降凝和降黏效果并不理想,且在管线和泵的剪切作用下,加剂原油的凝点和1.1试验原油黏度回升较快,这样不利于原油的低温输送.此外,中原WC8-2井原油的物性为:凝点为34CEVA的成本较高,这也是该药剂的缺点之(蜡)为24.4%;o(胶质)为8.0%;vo(沥青)为为了解决某些含蜡原油,特别是含高碳蜡原油1中国煤化工的降凝输送问题,提高加剂原油在管线流动性和多1次过泵的抗剪切行为,降低原油降凝剂的生产成本,CNMH叫r八胺共聚物,分子结构收稿日期:2001-08-25作者简∮錚(1972-),男,山东曲阜人,博士,讲师,主要从事油田化学方面的研究工作西安石油学院学报(自然科学版)式为测量温度.测量其黏度和剪切应力,并回归出相应的长CH2CH+m∈CH2CH流变方程,即τγ关系方程.在测得不同温度流变方COOR程的基础上,作出原油的全黏温曲线,回归出黏温方其中,m为丙烯酸十八酯的聚合度:为丙烯酰十八程胺的聚合度;R为nC1H27对于原油的流变方程和全黏温方程,加热温度为60C,其他条件与加剂原油相同2.3重复加热在60C加热条件下,加入降凝剂,冷却至50C装样,然后以0.5~1.0C/min的冷却速率降温至测量温度,再升温至重复加热温度后,以0.1.0C/min降温速率降温至28C,测量原油在不同000350030002500200015001000500剪切速率下的黏度,并与前述黏度对比2.4高速剪切图Ⅰ丙烯酸十八酯-丙烯酰十八胺共聚物的红外光谱图加剂原油在恒温器中加热至60℃,然后在降温图1中,3400,3300·320cm-三峰为含胺基速率为0.5~1.oC/min的降温过程中,模拟管流的对称、反对称吸收峰;2900,2850cm-1强峰为剪切速率为48.60s-…,当温度降至模拟输油泵剪切CH2,CH3的振动吸收峰;1735cm峰为羰基温度时改用1312s-的剪切速率高速剪切2min,然C=O振动吸收峰;1620cm-峰为变形的含氮振动后继续以48.60s-的剪切速率和0.5~1.0C/min吸收峰;1375cm-峰为—CH2的对称变形吸收峰;降温速率剪切降温.当温度降至测温28C,测量不1260,1160cm-峰为C-O基带形宽峰;725cm同剪切速率下的黏度,并与未经受高速剪切,其他实验条件相同情况下的黏度进行对比峰为_CH峰平面摇摆吸收峰在合成过程中,固定丙烯酸十八酯的含量,改变25时效性丙烯酰十八胺的用量,合成出一系列产品:0降凝系列加剂原油经60C加热后,静态降温至室剂为聚丙烯酸十八酯;1“降凝剂为n:m=1:2;2温恒温,然后在不同的时间取样测定其凝点.降凝剂为n:m=1:4;3降凝剂为n:m=1:6;43结果与讨论降凝剂为n:m=1:1;5“降凝剂为n:m=2:1;6降凝剂为n:m=4:1.此类降凝剂为高分子聚合3.1降凝剂的筛选物酰胺基物质的含量占整个相对分子质量10%~在原油中添加不同种类降凝剂后原油的凝点以80%,相对分子质量在(1.5~2.6)×105.在常温下及不同剪切速率下的黏度的测定结果见表1为固体状态,易溶于有机溶剂和原油之中表1降凝剂的作用效果CS501型恒温水裕(德国 HAKKE公司);RV剪切速率/s-1ⅡI型黏度计(德国 HAKKE公司);601-3型干燥箱凝点类型48.681.0145.823.0437.4/C(大连第四仪表厂)黏度/(mPa·s)0#48.8039.8036.6031.6030.2028.01#40,4039.4834.2430,1026.9324.02试验内容2#37.3033.9729.7927.4826.4122.030.5730.0528,25282.1降凝剂的筛选86166.20121.0097.3076.0430.5中国煤化工9.8032首先按照凝点测定法测定原油和加剂原油的凝CNMHG91.6074.50点,通过对比加剂后原油的凝点和表观黏度的变化,热温度70C,测温32C,加剂均为100g/t来选择最佳的降凝剂类型从表1可以看出,在相同加剂条件下,7种降凝2.2原油和加剂原油的流变方程和黏温方程剂中的5,6“剂对原油无太大影响,未能引起凝点在6丹鼓教件下,加入降凝剂,泠冷却至50C的明显变化,但0,1,2,3剂使原油和黏度有较装样,然后以0.5~1.0C/min的冷却速率降温至大程度降低.其中2*剂凝点降低得最多,而3“剂在宋昭峥等:丙烯酸十八酯-丙烯酰十八胺对原油流变性的影响4148.6s-和81.01s-1下黏度降低得最少,但是,从原3.2原油和加剂原油的流变曲线和全黏温曲线油的现场输送角度来看,考虑凝点的安全系数比考3.2.1原油全黏温曲线在不同测量温度下中原虑黏度更具意义,因此选择2降凝剂为最佳降凝W98-2井加剂和不加剂原油的全黏温曲线和不加剂原油的流变曲线分别见图2和图3,其相应的流变方程及牛顿流体温度范围内的黏温方程见表2.729,08t458g加剂中氯wc982氯油熟度650温度r℃图2加剂和不加剂时中原原油的全黏温曲线42.5C.在高于反常点的牛顿流体温度范围内,原油黏度较小,高于析蜡点的黏温曲线比反常点与析蜡点之间的黏温曲线平缓.而低于反常点时,其黏稠程度则大大增加3.2.2加剂原油的流变方程和黏温方程加剂原油在不同测量温度下的全黏温曲线和流变曲线分别见图2和图4,相应的流变方程及牛顿流体温度范围内的黏温方程见表图3中原wC98-2井原油在不同测定温度下的ry曲线加热温度60表2原油的流变方程和全黏温方程温度/C流变方程全黏温方程35τ=0.28068非牛顿流体温度范围的黏温方程r=0.057270.86610r=0.0228yg=3.175-0.0454tr=0.0135750r=0.01067图r凵中国煤化工在不同测温下的y曲线r=0.00917lgg=1.757-0.0146tCNMH剂添加量1t60=0.00767(45C