[收稿日期]2007212203
[作者简介]吴国云(19562),男,1982年大学毕业,副教授,现主要从事油气田开发工程教学与科研工作。
稠油降粘剂SMA 的合成及性能评价
吴国云 (重庆科技学院石油工程学院,
重庆400042)
浦 琳 (河南油田分公司采油一厂,河南桐柏473400)
曾顺鹏 (重庆科技学院石油工程学院,重庆400042) 张启根,刘 彝 (西南石油大学研究生院,
四川成都610500)
[摘要]通过分析聚合物类降粘剂的降粘机理,合成了一种高效的油溶性降粘剂SMA 。用实验室自制的丙
烯酸十八醇酯,以过氧化苯甲酰(BPO )作为引发剂,在90~95℃反应温度下,用正交试验确定了反应单体比例为(6∶1∶2)、引发剂加量111%、反应时间4h 。在50℃的稠油中降粘剂加量为600mg/L 时,原油的降粘率可以达到8514%,用合成的降粘剂与表面活性剂复配,可以使SMA 的降粘效果得到明显提高。
[关键词]稠油降粘剂;马来酸酐/苯乙烯/丙烯酸十八醇酯聚合物;表面活性剂;胶质;沥青质[中图分类号]TE39
[文献标识码]A [文章编号]100029752(2008)022*******
近年来,国内外的油田工作者通过对原油的组分及其性质的分析,研制开发出了不少的聚合物型的油溶性稠油降粘剂,这些降粘剂可以分为缩合物型、不饱和单体的共聚型、均聚型。对于不饱和的油溶性降粘剂主要有乙烯2醋酸乙烯酯共聚物(EVA )、(甲基)丙烯酸高碳醇酯衍生物的聚合物、马来酸酐衍生物的聚合物等。它们都是不饱和酸酯的聚合物或不饱和酸酯与其他不饱和单体的共聚物。笔者以马来酸酐(M )、苯乙烯(S )以及自制的丙烯酸十八醇酯(A )共聚合成了一种油溶性共聚物降粘剂(SMA ),然后将产品与表面活性剂进行复配,这种复配体系降粘率比使用单一产品作为降粘剂的降粘
率有了明显的提高。
1 试验部分
111 主要试验仪器与药品
药品:马来酸酐、苯乙烯、丙烯酸、甲苯、十八醇、甲醇、硫酸、过氧化苯甲酰(BPO )、十二烷基磺酸钠、OP 210、十六烷基三甲基溴化铵。
仪器:搅拌器一套、冷凝管、三口烧瓶、ZNN 2P6型六速旋转粘度计。
油样:在25℃条件下测得某油田原油的物性数据如下:粘度为29710mPa ?s ,密度0193g/cm 3,凝固点-8~5℃,胶质含量25%~28%,含蜡量2%~5%。112 合成方法
首先将甲苯加入到配有机械搅拌的100ml 三口烧瓶中,按一定比例往烧瓶中加入马来酸酐、丙烯酸十八醇酯(自制)、苯乙烯,中速通入氮气10min 置换出烧瓶里的氧气,同时在搅拌条件下将恒温水浴锅加热到60℃使马来酸酐等反应物完全溶解,再加入引发剂过氧化苯甲酰(B PO ),在90~95℃下冷凝回流反应4h 后[2],共聚反应结束,冷却,用甲醇沉淀出共聚物,得到棕黄色粘稠状样品,真空干燥。113 原油粘度测定
按照S Y/T0520293石油企业标准测定。本次试验所选择的评价条件为:测量温度50℃,旋转粘度计转速在60r/min 档,所测得的空白稠油的粘度为29710mPa ?s 。评价方法如下:①将待测稠油用煤油
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343?石油天然气学报(江汉石油学院学报)
2008年4月 第30卷 第2期Journal of Oil and G as T echnology (J 1J PI )
Apr 12008 Vol 130 No 12
稀释(煤油∶稠油=85∶15)至可测量范围后预热至50℃,待用。②称取适量的降粘剂产物充分溶于4ml 煤油中,再加入200g 稀释后的原油,搅拌3min 后,用粘度计在转速60r/min 下测量,测量时间2min ,记录读数,此数据为加入降粘剂后原油的粘度。采用公式[3]:
降粘率=(原油粘度-加降粘剂后的粘度)
原油粘度
×100%
2 结果与讨论
211 合成三元共聚物SMA 最佳条件的确定
在合成中用甲苯作溶剂,丙烯酸十八醇酯的单体浓度保持在4815%不变,仅改变苯乙烯和马来酸酐的单体浓度。在50℃条件下,反应物单体的比例为A 、引发剂用量为B 、反应时间为C ,做三因素三水平L 9(33)正交试验[4],试验数据及分析结果见表1(降粘剂加量为600mg/L ,测试温度50℃,表1 合成SMA 的L 9(33)正交试验表及其分析结果
因素
A B C 降粘率/%
16∶2∶10174721826∶2∶10195761436∶2∶11116801246∶1∶20175791656∶1∶20196831566∶1∶21114851476∶3∶10176741586∶3∶1019478169
6∶3∶111158114
Ⅰ229142261923618Ⅱ248152381523714Ⅲ234152*********Ⅰ/3761576137819Ⅱ/3821879157911Ⅲ/3781282137914极差613617015优化条件
A2
B3
C1
煤油、原油体积比为15∶85)。 由表1正交试验数据分析可以看出,在3个影响因素中,其影响大小顺序是反应物单体的比例、引发剂用量、反应时间。其中影响因素中最佳水平为A2B3C1,即反应物单体的比例为6∶1∶2,引发剂浓度111%,反应时间为4h ,反应得到的产物降粘率最高,有很好的降粘效果,因此以此为合成SMA 的最佳反应条件。212 降粘剂SMA 的降粘效果评价21211 降粘剂SMA 加量对降粘率的影响测量条件是在50℃时,对在最佳合成条件下合成的油溶性降粘剂SMA 进行评价,以前面的稠油降粘率作为评价标准,考察降粘剂加量对降粘效果的影响,结果如图1所示。
从图1可以看出,随着降粘剂SMA 加量的增大,降粘率总体呈现出先升高后降低的趋势。 图1 SMA 加量与降粘率的关系曲线当SMA 加量大于400mg/L 时,降粘率增加的幅度逐渐变大,到600mg/L 时降粘剂的降粘率达到8514%,然后随着降粘剂浓度的增加,降粘剂降粘率开始减小。造成这样的现象是由于降粘剂分子为高聚物,加量过大,不能提高抑制分散蜡晶、胶质片、沥青质层的能力,反而增加它们之间的相互作用,从而使原油粘度增加[5]。21212 温度对降粘剂SMA 降粘率的影响为了比较所合成的降粘剂在不同温度下的降粘率,测试了SMA 在20、40、50、60、
70℃情况下,加量为600㎎/L 时的降粘率,结果如图2所示。
由图2可以看出,随着原油温度的增加,降粘剂的降粘率增大;同时还可以看出当温度达到40℃降粘率增加的幅度也增大,当温度达到50℃后降粘剂的降粘率增加开始变得平缓。当温度达到70℃时,SMA 的降粘率为8816%。这是因为在较高温度下,降粘剂分子可形成氢键,这样就具有渗透、分散能
力,能进入胶质、沥青质片状分子之间,拆散平而重叠堆砌而成的聚集体,从而大幅度降低稠油的粘度。
?443? 石油天然气学报(江汉石油学院学报)2008年4月
图2 原油温度与降粘效果关系曲线
21213 降粘剂SMA 与表面活性剂的复
配
在50℃下,将SMA 分别与3种表面活性剂进行复配:十二烷基磺酸钠、OP 210、十六烷基三甲基溴化铵。表面活性剂与SMA 的复配比例为(摩尔比):1#(0∶1)、2#(0125∶1)、3#(015∶1)、4#(0175∶1)、5#(1∶1)。将含有不同量的SMA (溶解于煤油中)与表面活性剂混合液加到原油中,与原油形成乳化原油。分别测出50℃时的粘度与SMA 在各种表面活性剂中复配效果关系,结果 图3 SMA 与表面活性剂复配的降粘曲线
见图3。
由图3可以看出,当降粘剂SMA 分别与3种表面活性剂复配后,SMA 的降粘率都得到了显著的提高。特别是在与十六烷基三甲基溴化铵复配后,最大降粘率由原来的8717%上升到9419%;其他2种表面活性剂与SMA 复配后,降粘率也分别由8717%升高到了9214%和9415%。SMA 与十六烷基三甲基溴化铵复配效果较其他2种表面活性剂好是因为十六烷基三甲基溴化铵是油溶性的,因
此能与原油很好地接触,同时由于它的水化基团较大,在与蜡晶、胶质、沥青质相结合后,具有较大的
空间位阻效应,从而能更好地保持蜡晶、胶质、沥青质的分散,使其不易聚集[6]。
3 结 论
1)以甲苯作溶剂,丙烯酸十八醇酯与苯乙烯、马来酸酐为单体,过氧化苯甲酰(BPO )为引发剂
进行共聚,通过正交试验合成了一种油溶性聚合物降粘剂SMA 。通过正交试验确定了最佳单体配比(摩尔比)6∶1∶2、引发剂加量为111%、反应时间4h 的反应产物,其降粘率为8415%。
2)用合成的油溶性降粘剂SMA 与表面活性剂复配使用,降粘效果比使用单一的SMA 的降粘效果
更好。特别当SMA 与十六烷基三甲基溴化铵复配时,稠油降粘效果是最好的,最高降粘率可达到9419%。
[参考文献]
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[编辑] 萧 雨
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543?第30卷第2期吴国云等:稠油降粘剂SMA 的合成及性能评价
HB-01稠油降粘剂 本产品可通过井筒降粘、掺水降粘、油层降粘等方式达到降粘开采目的,对提高采收率、降低回压、减轻采油设备负荷、延长热洗及检泵周期、增加油井产油量、降低采油设备耗电量等起到较好的作用。 一、产品组成 HB稠油降粘剂主要由生物类(非离子)表面活性剂、胶质催化剂、沥青渗透分解剂,助活性剂等组成,是一种环保性良好的油田化学制剂。该产品对油品、环境和工人健康不会造成不良影响。 二、技术指标 HB稠油降粘剂出厂技术指标 三、降粘机理 一种生物(非离子)表面活性剂的耐高温、高矿化度降粘剂,由于该剂分子结构具有双亲活性基因,因此易吸附在原油表面,使高粘度的油包水型稠油乳状液转变为低粘度的水包油型液体。 产品含有胶质催化剂,对胶质分子网状结构具有极强的剪切作用,使胶质分子网状结构卷曲、收缩,从而改变胶质粘稠特性。 沥青主要成份为沥青质和树脂,本产品可在地层温度下产生一种强极性物质渗透进入沥青质和树脂内部,从而破坏沥青的粘稠体系,达到高效降粘的目的。 活性成分在金属等亲水物质表面附着,使油管内壁表面产生一层生物活性极性水膜,防止油垢再次沉积;油流逐渐聚并、析水、具有良好的破乳性。
四、产品主要优点 HB稠油降粘剂是由特种高温非离子表面活性剂、助活性剂和其它添加剂组成。该产品具有如下优点: 具有使用性广、乳化速度快、降粘率高、稳定性强、施工简便、增油效果显著等特点; 根据不同需要在井场直接利用热水将母液稀释成溶液注入,节省药剂消耗和作业费用; 耐高温:能耐250-300高温,可做为蒸汽吞吐开采稠油的化学降粘剂,也可作为常规方法开采稠油的化学降粘剂和油井洗井液; 五、使用方法 油层降粘:将本药剂与一定温度的污水或清水配制成1%-10%的水溶液(比例可根据现场需要进行调配),用泵车从油管或油套环空注入,然后注入蒸汽或热水。 井筒降粘:将药剂与水配制成一定浓度的水溶液,从套管环空定期定量泵入,通过抽油泵的作用,使原油和药剂得到充分的混合,达到降粘开采目的。 掺水降粘:在掺水泵出口加一台注药泵,按掺水量的0.5%连续挤注药剂,达到降粘开采目的。 六、包装储存 该产品采用塑料桶包装,每桶净重200kg或根据用户需求提供不同包装;储存于阴凉、干燥、通风处。 东营源盈石油技术服务有限公司
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/d29392619.html, 稠油降粘方法的作用机理及研究进展 作者:赵文学韩克江曾鹤施岩 来源:《当代化工》2015年第06期 摘要:综述了常用稠油降粘方法的作用机理及优缺点。目前常用的稠油降粘方法主要有 加热降粘,掺稀降粘,降凝降粘,加表面活性剂降粘,微生物降粘,改质降粘,油溶性降粘剂降粘,加碱降粘,催化降粘等。并对以上几种方法进行对比和应用前景的展望。 关键词:降粘;机理;应用前景 中图分类号:TE 624 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2015)06-1365-03 Mechanisms and Research Progress of Heavy Oil Viscosity Reduction Methods ZHAO Wen-xue1, HAN Ke-jiang1, ZENG He2, SHI Yan2 ( 1. China Huanqiu Engineering Company, Beijing 100012, China; 2. Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun113001, China) Abstract: Current common heavy oil viscosity reduction methods were reviewed as well as their mechanisms, advantages and disadvantages. The current common heavy oil viscosity reduction methods include heating method, mixing light oil method, mixing surfactant method, microbial method and so on. And above several methods were compared, and their application prospect in future was analyzed. Key words: Viscosity; Mechanism; Application prospect 稠油是指含有高胶质沥青质,高蜡,高硫等高粘度的原油。由于稀油消耗量的逐渐增加,难以满足当今社会的需求[1]。因此,稠油降粘技术是当各国的极大关注的问题。我国地大物 博物产丰富,稠油分布广泛,其中超稠油,重油主要分布在克拉玛依、新疆、辽河等油田,现在我国的主要任务是开采储量大、埋藏浅、粘度相对较低的油田[2]。目前,稠油降粘主要有 物理降粘和化学降粘法。物理降粘主要有掺稀油降粘,加热降粘等方法,化学降粘包括降凝降粘,油溶性降粘剂降粘、表面活性降粘、微生物降粘,改质降粘,加碱降粘,催化降粘[3]。 本文主要对各种降粘方法的优缺点进行了分析对比并综述了各个方法的发展前景。 1稠油降粘的机理 稠油一般不能以真溶液形式存在,而是以胶体形式存在,其中沥青质为分散相的核心,它周围的胶束为分散相,其轻质油馏分和部分胶质为分散介质[4]。胶束中胶质沥青质以氢键或π-π等作用力与胶质分子间缔合,稠油的高粘度就是由于胶质、沥青质等大分子之间的相互作
降粘剂的相关知识 通常说的降粘剂有两种 一、采油用的稠油降粘剂,这种降粘剂主要是针对稠油而言,故被称为稠油降粘剂,稠油由于轻组分含量低,沥青质和胶质含量较高,所以很多稠油都具有高粘度,粘度过高流动性能差,对开采和运输带来了极大的不方便,所以通常在开采之前加热稠油,或者加入稠油降粘剂。稠油降粘剂主要分为两种:水溶性稠油降粘剂和油溶性稠油降粘剂 1、水溶性稠油降粘剂 这种降粘剂极易溶于水,配制成一定的比例注入开采井中使稠油的粘度降低,由自然状态下的油包水变成水包油,从而大大降低了稠油的粘度,以便于稠油的开采和运输。这种降粘剂主要在取水方便的油区使用。 2、油溶性稠油降粘剂 这种降粘剂主要的溶剂是稀油,就是用稀油溶解降粘剂,把溶有降粘剂的稀油注入稠油开采井,便于稠油开采和运输,这种降粘剂主要用在缺水的油区,由于油区缺水,所以不可能使用水溶性稠油降粘剂。 综上所述,稠油的开采可以伴热,也可以注入化学降粘剂的方法,由于伴热不利于提高泵效和油井的动液面,减少动力消耗,降低系统压力,增加单井原油产量,特别在高含砂井中,由于乳化剂对井下泵具有润湿性,使泵速更协调。所以开发用量少、成本低的降黏剂是可
以带来非常可观的经济效益的,目前国内外都在大力研究降粘剂的效率,可见其客观的经济效益,很多降粘剂不具有耐温性能,然而在才有的时候,一般都要注气(向开采井里注入高温蒸汽),这样有利于降低粘度,可是很多降粘剂由于不具有耐温性,所以注入蒸汽之后,没有耐温性的降粘剂就会失去效力,所以现在很多的研究单位和机构都在研究怎么使降粘剂具有耐温性能,随着研究的深入,已经有很多单位研究出了耐温性降粘剂,这项技术逐渐成熟。 二、钻井液用降粘剂 在钻井的过程中由于固相含量增、温度升高、盐侵和钙侵,钻井液形成了网状结构或使网状结构增强,导致钻井液粘度和切力增加,使得钻井液泵送非常困难、钻屑难以除去或钻井过程中激动压力过大等现象。所以,必须加入降粘剂,来降低粘度和切力,使其具有合适的流变性。大致分为以下几类 分散型降粘剂主要包括 (1)丹宁类 (2)木质素磺酸盐类 (3)无铬降粘剂类 2、聚合物型降粘剂 (1)X-40系列降粘剂 (2)XY-27 (3)磺化苯乙烯顺丁烯二酸酐共聚物
目录 摘要 (2) ABSTRACT (3) 一、前言 (4) 1.1稠油资源 (4) 1.2稠油输送的国内外现状及趋势 (4) 1.3研究目的 (5) 二、各种稠油常温输送方法 (6) 2.1物理降粘方法 (6) 2.1.1加热法 (6) 2.1.2稠油掺稀输送方法 (6) 2.1.3乳化降粘输送方法 (6) 2.1.4 微生物降粘技术 (7) 2.1.5稠油改质降粘 (7) 2.2化学降粘方法 (8) 2.2.1 表面活性剂降粘 (8) 2.2.2稠油催化降粘 (9) 2.2.3稠油加碱降粘 (9) 2.2.4稠油加油溶性降粘剂降粘 (9) 2.2.5稠油水热裂解降粘技术 (10) 2.2.6稠油加降凝剂降粘 (11) 三、降凝剂 (12) 3.1降凝剂的作用机理 (12) 3.2 常用的降凝剂种类 (13) 3.3影响降凝剂作用的因素 (13) 四、实验部分 (15) 4.1 仪器及试剂 (15) 4.2实验原理 (15) 4.3共聚物的制备 (15) 4.4共聚物的提纯与溶解 (16) 4.5原油加共聚物前后粘度的测定 (16) 五、结果及讨论 (17) 5.1红外光谱分析 (17) 5.2共聚物的降粘性能 (18) 六、结果讨论 (22) 参考文献 (22) 致谢 (24)
摘要 稠油在世界油气资源中占有较大的比例,是石油烃类能源中的重要组成部分。国内稠油产量大约占原油总产量的30%~35%,但开采集输能耗占60%以上。因此,大力开发稠油资源并且研发更加节省能耗的集输方式必将成为我国油气领域的发展趋势。 稠油是指在油层温度下粘度大于100mPa·s的脱气原油,其突出的特点是含沥青质、胶质。稠油的特殊性质决定了稠油的运输必然是围绕稠油的降粘、降凝改性或改质处理进行的。稠油降粘的常用方法有物理法和化学法。 稠油加降凝剂降粘是化学法中常用的一种,本实验以甲基丙烯酸十二酯和马来酸酐为原料,合成了一种共聚物,对其进行了提纯和表征,证实并测定了其对原油粘度的降低作用,即其对原油流变性能的改善作用。 关键词:原油;降凝剂;降粘;甲基丙烯酸十二酯;马来酸酐
有机硅稠油降粘剂配方技术开发,降粘机理及问题解决方案导读:本文详细介绍了有机硅类稠油降粘剂的研究背景,理论基础,参考配方等,本文中的配方数据经过修改,如需更详细资料,可咨询我们的技术工程师。 有机硅类稠油降粘剂广泛应用于石油开采方面,禾川化学引进国外配方破译技术,专业从事有机硅类稠油降粘剂成分分析、配方还原、研发外包服务,为石油化工企业提供一整套配方技术解决方案。 一.背景 稠油因其密度大、粘度高、流动性差而不能用常规方法开采。稠油开采的关键是降粘、降摩阻、改善流变性。目前常用的稠油(包括特稠油和超稠油)降粘方法有:掺稀降粘、加热降粘、改质降粘及乳化降粘。掺稀降粘受稀油来源的限制;加热降粘能耗大;改质降粘存在催化剂筛选困难的缺点;乳化降粘因其使用范围宽(包括油层开采、井筒降粘、管道输送等领域) ,且工艺简单等优势而研究活跃。 有机硅降粘剂是由甲基三氯烷类做主要原材料,在有机溶剂条件下,经水解得到环状的、线性的和交联聚合物的混合物。再经过碱化处理而形成的一种淡黄色透明的液体,生成的产品相对稳定。分子结构中含有Si-C 键的化合物,以硅氧键(Si-O-Si)为骨架组成的聚硅氧烷,是有机硅化合物中数量最多,应用最广的一类。 有机硅分子中的≡Si—OH 键易与粘土上的≡Si—OH键缩聚成≡Si—O—Si≡键,在粘土表面形成一层甲基朝外的CH3-Si牢固化学吸附层,使粘土表面发生润湿反转,阻止和减缓粘土表面的水化作用,阻止泥页岩水化膨胀,坍塌。能够有效地控制钻井液高温增稠,防止高温聚结作用,形成端-端(E-E),端-面(E-F)
的结合,削弱和拆散了粘土颗粒的空间网架结构,并放出大量自由水,致使钻井液的粘度和切力下降,达到了稀释降粘的目的。 禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进及新产品研发。 样品分析检测流程:样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。有任何配方技术难题,可即刻联系禾川化学技术团队,我们将为企业提供一站式配方技术解决方案! 1.1稠油乳化降粘机理 乳化降粘机理的研究主要体现在原油乳状液理论和最佳密堆积理论。 原油乳状液理论表明:W/O(油包水)型乳状液粘度与油的粘度成正比,并随含水率的增加而呈指数增加,故含水原油乳状液的粘度远远超过不含水原油的粘度;O/W(水包油)型乳状液粘度与水的粘度成正比,与原油含水率的增加成反比,而水在50℃的粘度仅为0.55 mPa·s,远远低于原油的粘度,而且含水越高,原油乳状液粘度越小。若设法将W/O型乳状液转变成O/W型乳状液,则乳状液的粘度将大幅降低。 稠油乳化降粘剂不仅能形成稳定的O/W乳状液起到降粘的作用,而且也能借助氢键渗透、分散进入胶质和沥青质片状分子之间,拆散平面重叠堆砌而成的聚集体,形成片状分子无规则堆砌,有序程度降低,空间延伸度减少,聚集体中包含的胶质、沥青质分子数目减少,原油的内聚力降低,起到降粘的作用。 二.乳化降粘剂
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410770317.3 (22)申请日 2014.12.15 C04B 24/26(2006.01) C04B 24/38(2006.01) (71)申请人江苏苏博特新材料股份有限公司 地址211103 江苏省南京市江宁区万安西路 59号 (72)发明人刘建忠 张倩倩 刘加平 韩方玉 崔巩 (54)发明名称 一种高与超高强混凝土降粘剂、其制备方法 及其应用 (57)摘要 本发明公开一种高与超高强混凝土降粘 剂,由以下物质按质量百分比组成:纳米颗粒 0.5~5%;硫酸盐2%~20%;碳酸盐1%~4%;功能助剂 0.1%~2%;其余水。本发明的降粘剂以胶凝材料质 量0.1%~0.5%掺入高强或超高强混凝土中,可降 低混凝土粘度10%~30%以上,显著改善了混凝土 和易性,有效解决高强或超高强混凝土粘度大、施 工难的问题。此外该降粘剂在可提升混凝土力学 性能和耐久性能。本发明的降粘剂同样适用于低 水胶比的砂浆体系。(51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书7页 (10)申请公布号CN 104529225 A (43)申请公布日2015.04.22 C N 104529225 A
1.一种高与超高强混凝土降粘剂,其特征在于,由以下组分按质量百分比组成: 纳米颗粒: 0.5~5%, 硫酸盐: 2%~20%, 碳酸盐: 1%~4%, 功能助剂: 0.1%~2%, 水: 余量; 所述的纳米颗粒具有亲水性,选自纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米金属氧化物中一种或两种任意比例混合,且平均粒径为5nm~100nm;所述金属氧化物选自氧化铁、氧化铝、氧化钛中的任意一种以上以任意比例混合; 所述的硫酸盐选自硫酸钠、硫酸钾中的一种或两种任意比例混合; 所述的碳酸盐选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或两种以上任意比例混合; 所述的功能助剂包括分散剂和稳定剂,两者按质量比例80~90:20~10混合; 所述的分散剂选自苯磺酸钠、腐植酸钠、聚丙烯酸钠中的一种或两种以上任意比例混合; 所述的稳定剂选自纤维素醚及其衍生物类、生物聚合物、聚丙烯酸酯和缔合型聚氨酯中的一种或两种以上任意比例混合。 2.根据权利要求1所述的高与超高强混凝土降粘剂,其特征在于:所述降粘剂组成比例为:纳米颗粒1、硫酸盐12、碳酸盐1.4、功能助剂0.6、水:85。 3.权利要求1或2中所述的高与超高强混凝土降粘剂的制备方法,其特征在于,由下述步骤组成: (1)步骤一将纳米颗粒、功能助剂、水倒入高剪切混合搅拌机,以2000rpm~3000rpm的转速搅拌10~20min; (2)步骤二将步骤一搅拌的溶液采用超声波分散,分散时间为20~30min; (3)步骤三将硫酸盐和碳酸盐倒入步骤二分散好的溶液中,采用高剪切搅拌机,以8000rpm~10000rpm的转速搅拌5~10min。 4. 权利要求1或2所述高与超高强混凝土降粘剂的应用方法,其特征在于:所述高与超高强混凝土降粘剂使用掺量为混凝土胶凝材料总质量的0.1%~0.5%。
国内外稠油降粘剂发展现状及展望 1、概述 稠油,国外叫重质原油,是指在油层条件下,原油粘度大于50mPa·s或者在油层温度下脱气原油粘度大于100mPa·s,密度大于0.934g/cm3的原油。近年来各国石油专家认为,轻质原油的开发受储量的限制,不会有太多的轻质原油储量供我们去开采。据有关资料估计,全世界轻质原油资源为3600亿吨。可采储量为1350亿吨,而重质原油的资源有9000亿吨,可采储量为1800亿吨。我国现已探明和开发的稠油油田已有20多个。主要有胜利油田的孤岛油田,胜坨东营组、单家寺、草桥等油田,大港油田的枣园、羊三木上油组、孔店等油田,新疆的克拉玛依六东区、黑油山油田,吉林的扶余油田。辽河油田稠油储量占全国第一位,产量占辽河油田年产1500万吨的一半以上,主要分布在辽河油田的高升油田、曙一区、欢17块、锦45块、齐40块、锦7块、冷43.37块、牛心坨、海外河及小洼油田。有的区块稠油粘度高达 13×104mPa·s。 稠油之所以稠,主要由于油中胶质、沥青质含量高所致,从表1中可看出,原油中的胶质、沥青质含量越高、油的粘度就越大。 长期以来,世界各国关于重质原油(稠油)和沥青的定义、分类标准及评价的说法不完全一致。1982年2月在委内瑞拉召开的第二届重质原油及沥青砂学术会上正式提出了这一定义和标准,联合国开发训练署推荐的分类标准见表2。 上述由联合国开发训练署推荐的分类标准,主要是针对重质原油和沥青的差异,也包括了重质原油与普通原油界限,但比较粗。根据我国稠油特点和开发的需要,石油总公司勘探开发研究院提出了我国稠油分类标准见表3。 辽河油田参照国内外稠油分类标准和本油田实际及开采工艺,将稠油分为以下四类见表4。 由于稠油粘度大,流动性差,有的在地层温度下根本无法流动,给开采带来许多困难: 1)、由于油稠,所以抽油机的负荷很大,这不仅耗电量大,而且机械事故(如断抽油杆,断悬绳等)也随着增加,作业频繁; 2)、由于油稠,有时连抽油杆也下不去,影响正常生产; 3)、由于油稠,地面管线回压很高,增加了原油外输困难;
Q/SH1020 2193-2013高温稠油降粘剂通用技术条件 2013-07–05 发布 2013-07–15 实施
Q/SH1020 2193-2013 前 言 本标准按照 GB/T 1.1—2009 给出的规则起草。 本标准由胜利石油管理局油气采输专业标准化委员会提出并归口。 本标准起草单位:胜利油田分公司采油工艺研究院。 本标准主要起草人:贺文媛、曹秋芳、宋 丹、赵晓红、王善堂。 I
Q/SH1020 2193-2013 1 高温稠油降粘剂通用技术条件 1 范围 本标准规定了水溶性高温稠油降粘剂的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存 以及 HSE 要求。 本标准适用于水溶性高温稠油降粘剂的采购和质量检验。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 6678-2003 化工产品采样总则 GB/T 6679 固体化工产品采样通则 GB/T 6680 液体化工产品采样通则 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 Q/SH1020 2093 油田化学剂中有机氯含量测定方法 3 技术要求 高温稠油降粘剂的质量要求应符合表 1的规定。 表 1 高温稠油降粘剂的质量要求 指标 项目 液体 固体 外观 均匀液体,无机械杂质 自由流动粉末及颗粒,无结块 水溶性 溶于水 pH 值(1.0%的水溶液) 7.0~9.0 固含量 ≥30.0% 2000~5000 ≥95.0% 5000~10000 ≥98.0% 降粘率 (50℃或油 层温度) 原油粘度 mPa·s 10000~50000 ≥99.0% 耐温性能 (300℃、24h 处理) 降粘率保持在原有的92%以上 乳液状态 油滴均匀分散在水中,未见透明水层 高温后沉降脱水率 ≥80% 有机氯含量 0.0%
第2卷第1期特 种 油 气 藏1995年 稠油乳化降粘技术 刘国然 编译 (辽河石油勘探局钻采工艺研究院 辽宁 盘锦 124010) 前 言 世界上的稠油资源非常丰富,储量和产量都占很大比例。为了开发稠油资源,世界各产油国和地区都在致力于研究稠油的开采和集输问题。为了降低稠油的粘度,增加流动性,提高产量,一般采用热采法、稀释法、乳化降粘法等。其中乳化降粘技术具有方法简单、经济、所需能量少等优点。 化学降粘法及机理 1. 化学剂的分类 化学降粘剂分为降凝剂(或叫流动改进剂)和乳化剂(表面活性剂)。前者能大大降低含蜡原油的粘度、胶凝强度和凝点,而使原油流动性得到改善,后者使高粘原油形成低粘度的水包油(O/W)型乳化液,而使稠油粘度大大降低。 表面活性剂是一种化合物,其分子中有亲水原子团和疏水原子团,由于其少量的存在可使表面性质有显著变化。根据实用性质,表面活性剂又可分为洗净剂、乳化剂和湿润剂等。表面活性剂通常分为阴离子系、阳离子系、两性离子系及非离子系四大类。 2. 乳化降粘机理 稠油乳化降粘就是使一定浓度的表面活性剂水溶液,在一定温度下与井下稠油充分混合,使高粘原油以粗油滴系分散于活性水中,形成低粘度的水包油(O/W)型乳状液。这种乳状液降低了原油在井筒和管线中的运动阻力。 原油中加入亲水表面活性剂后,因亲水基表面活性很强,而替代油水界面上的疏水自然乳化剂而形成定向的吸附层,吸附层将强烈地改变着分子间相互作用和表面传递过程,致使原油粘度显著下降。实践证明,原油粘度越高使用表面活性剂降粘效果越好。 稠油乳化降粘开采和集输机理也可从两方面来理解:一是表面活性剂溶液与稠油接触能使油水界面张力下降,所以在一定温度下经过搅拌,油便呈颗粒状分散在表面活性剂水溶液中,形成极粗的水包油型乳状液。活性剂分子吸附于油珠周围,形成定向的单分子保护膜,防止了油珠重新聚合,可见乳状液流动能使液流对管壁的摩擦压力减弱(图1)。二是由于表面活性剂水溶液的湿润作用,使液流流动阻力显著减少,即在管壁上吸附了一层表面活性剂水溶液的
Q/SDDS 山东德仕化工集团有限公司企业标准 Q/SDDS 002-2010 油溶性稠油降粘剂 2010-04-08 发布2010-05-08实施 山东德仕化工集团有限公司发布
前言本标准的附录A为资料性附录。 本标准提出单位:山东德仕化工集团有限公司 本标准起草单位:山东德仕化工集团有限公司 本标准主要起草人:王黎明谷之辉高瑞美孙蓓蕾本标准自发布之日起有效期三年:到期复审。 本标准所代替标准的历次发布情况为: -----Q/SDDS 001-2007 ----- Q/DDS 006-2003
油溶性稠油降粘剂 1 范围 本标准规定了油溶性稠油降粘剂的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存以。 本标准适用于油溶性稠油降粘剂的室内评价和质量检验。 2 规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。 GB/T 261-2008 闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法 GB/T4472-1984 化工产品密度相对密度测定通则 SY/T5281-2000 原油破乳剂使用性能检测方法(瓶试法) 3 技术要求 3.1油溶性稠油降粘剂的质量要求应符合表1规定 表 1 4 检验方法 4.1 外观的测定 在光线充足的条件下目测。 4.2密度的测定 按GB/T4472——1984中2.3.3的规定执行。 4.3闪点的测定 按GB/T261-2008规定执行 4.4粘度的测定
4.4.1仪器设备 a)恒温水浴:控温精度±1℃; b)BROOKFIELD粘度计或同类产品:精度1mpa·s。 4.4.2 测试方法 取100ml的样品溶液于100ml烧杯中,放入恒温至50℃的水浴中,恒温30min,取出,用粘度计测其粘度。 4.5降粘率的测定 4.5.1仪器及材料 a)恒温水浴:控温精度±1℃; b)BROOKFIELD粘度计或同类产品:精度1mpa·s。 c)天平:鉴别力阀0.01g。 4.5.2测试方法 4.5.2.1称取550g(精确至0.02g)稠油于烧杯中,放入50℃的恒温水浴中,恒温1h,用旋转 粘度计测其粘度μ0。 4.5.2.2称取450g(精确至0.02g)稠油于烧杯中,再称取50g(精确至0.02g)降粘剂加入稠油 中,放入50℃的恒温水浴中,恒温30min,取出充分搅拌,测其粘度μ。 4.5.2.3结果的计算 降粘率按公式(1)计算: f=(μ0-μ)/μ0×100 (1) 式中:f——降粘率,%; μ0——加样前原油粘度,mpa·s; μ——加样后原油粘度,mpa·s。 4.6 与原油破乳剂的配伍性的测试 4.6.1 取原油所在地使用的原油破乳剂标样1.00g,用无水乙醇配制成1%的破乳剂溶液。 4.6.2 取4.5试验前和试验后的原油,按SY/T5281-2000标准中规定的方法分别配制成原油乳状液。 4.6.3 在两支100ml具塞量筒中,分别加入上述两种乳状液80ml,加入1%的破乳剂标样溶液1.6ml。 4.6.4按SY/T5281-2000标准中规定的方法测定原油脱水。 4.6.5 结果按式(2)计算
稠油降粘技术 目前常用的稠油(包括特稠油和超稠油)降粘方法(包括掺稀油降粘、加热降粘、稠油改质降粘、乳化降粘、微生物降粘技术等五种)的降粘原理及其优缺点。掺稀油降粘存在着稀油短缺及稠油与稀油间价格上的差异等不利因素;加热降粘则要消耗大量的热能,存在着较高的能量损耗和经济损失;改质降粘要求较为苛刻的反应条件,同时使用范围较窄;乳化降粘使用范围相对较宽(包括油层开采、井筒降粘、管道输送等领域),同时工艺简单,成本较低,易于实现。分析认为,采用化学降粘方法进行稠油降粘具有一定的优势,建议优先考虑。 一、掺稀降粘 掺稀降粘采油工艺是通过油管或油套环空向油井底部注入稀油,使稀油和地层产出的稠油充分混合,从而降低稠油粘度和稠油液柱压力及稠油流动阻力,增大井底生产压差,使油井恢复自喷或实现机械采油的条件。 掺稀油方式有空心抽油杆注入、单管柱注入、油管注入和套管注入4 种。 空心抽油杆注入: 稀油由空心抽油杆注入井下, 在泵筒内与地层稠油混合后由油管举升到地面(见图1) , 减小了流动阻力。 单管柱注入: 平行于油管下一条管柱, 将稀油注入到泵
下与地层液混合, 经油管将混合液采出(见图2)。 图1空心杆注稀油降粘示意图图2油管注稀油降粘示意图 套管注入: 稀油从油、套环形空间注入, 在泵下与地层稠油混合后经油管举升到地面(见图3)。 油管注入: 稀油从油管注入与地层液混合,经抽油泵上的带孔短节进入油、套环形空间被举升到地面(见图4)。 图3套管注稀油降粘示意图图4油管注稀油降粘示意图
一般来说,稠油与轻油的混合温度越低,降粘效果越好。混合温度应高于混合油的凝固点3—5℃,等于或低于混合油凝固点时,降粘效果反而变差。确定合理的掺油比应根据油井的原油粘度、温度、含水、含砂等情况而定。给稀油管输温度,是决定掺油量的重要因素。辽河金马公司通过多年摸索发现,当管输温度保持在50摄氏度左右时,稀油黏度降至最低,能够充分带动井内稠油举升至地面。为此,他们在偏远井站的稀油干线上增装了5座加热炉,保证了稀油入井温度在40摄氏度以上;同时对4座采油站的稀油干线进行了合并,减少了零散输送带来的热损失。通过这两项举措,日减掺稀油78吨。在保证油井正常生产的前提下,使油井产量、泵效最高,经济效益最好。 井筒掺稀油循环工艺不仅能提高产液的温度,还可以通过提高井筒混合液的含水量来降低粘度。在确定掺稀深度时,原油的拐点温度是个非常重要的量。原油在井筒中被举升的过程中,温度不断降低。当原油温度接近拐点温度时,其流动性明显变差时开始掺稀,所以确定掺稀深度实际上就是计算井筒的温度分布。由于稀油密度低,掺稀后混合液密度也降低,掺入深度越深,井筒流动阻力越小,井口压力越高。在井底掺稀时,不需要加封隔器,操作工艺相对简单,实际上一般在井底掺稀。不同类型稠油拐点温度测算公式为: T 0= 8.6lgμ+ 22.5 式中: T0为稠油拐点温度,μ为地面
Q/SH1020 1519-2013 代替 Q/SH1020 1519-2011稠油降粘剂通用技术条件 2013-07–05 发布 2013-07–15 实施
Q/SH1020 1519—2013 前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准代替 Q/SH1020 1519—2011《稠油降粘剂通用技术条件》。 本标准与 Q/SH1020 1519—2011 相比,除编辑性修改主要技术改变如下: ——油溶性降粘剂“降粘率”指标由“80%”提高为“85%”; ——“有机氯含量”指标由“无”改为“0.0%”。 本标准由胜利石油管理局油气采输专业标准化委员会提出并归口。 本标准起草单位:胜利油田分公司技术检测中心。 本标准主要起草人:曹金林、张 娜、唐永安、何 留、张志振、黄 炜、张 坤。 本标准所代替标准的历次版本发布情况: ——Q/SL 1519—2001、Q/SH1020 1519—2006、Q/SH1020 1519—2011。 I
Q/SH1020 1519—2013 1 稠油降粘剂通用技术条件 1 范围 本标准规定了稠油降粘剂(以下简称降粘剂)的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运 输、贮存及 SHE 要求。 本标准适用于降粘剂的采购和质量检验。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 6678—2003 化工产品采样总则 GB/T 6679 固体化工产品采样通则 GB/T 6680 液体化工产品采样通则 GB/T 6682—2008 分析试验室用水规格和试验方法 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T 21615 危险品 易燃液体闭杯闪点试验方法 Q/SH1020 2093 油田化学剂中有机氯含量测定方法 3 技术要求 降粘剂的产品质量应符合表 1的技术要求。 表 1 技术要求 指 标 水溶性 项 目 液体 固体 油溶性 外观 均匀液体,无杂质 自由流动粉末及颗粒,无结块 均匀液体,无杂质 溶解性 溶于水 溶于煤油 pH 值 6 ~ 9 / 闭口闪点,℃ / ≥30 2000 ~ 5000 ≥95.0% 5000 ~ 10000 ≥98.0% 降粘率 原油粘度 mPa·s 10000 ~ 50000 ≥99.0% 85% 乳液状态 油滴均匀分散在水中,未见透明水层 / 自然沉降脱水率 ≥80% / 有机氯含量 0.0% 4 仪器设备及材料 仪器及材料应符合以下要求: