降凝降黏剂改善高凝原油流动性的研究进展

邹 玮，刘 坤，廉桂辉，赵逸清，董海海

(1.中国石油新疆油田公司勘探开发研究院;2.中国石油新疆油田公司采油一厂:新疆克拉玛依 834000)

我国绝大多数原油属于高凝原油，据统计，含蜡量大于10%的原油产量约占全国原油总产量的90%，其特点是含蜡量高、凝固点高、黏度高，流变性复杂，其表观黏度和凝固点远高于普通原油。我国高凝原油资源丰富，重点分布在大庆、胜利、河南、冀东、新疆等油田。随着高凝原油开采新技术的不断发展，其产量将逐年增加。但高凝原油因常温为固体形态而造成运输工艺复杂，成本高，且易附着在管壁上形成凝胶，阻塞管道易造成安全隐患［1］。

国内外对高凝原油的降凝降黏效果和流动特性已进行了大量的研究，也取得了一定的成果。目前对高凝原油的降凝方法主要有:物理方法和化学方法，物理方法存在诸多不足，如能耗大、成本高和停输再启动困难等问题;化学方法中乳化降黏法和悬浮输送因需大量的水，在西部等偏远地区难以实现。化学方法中应用较广泛的是向原油中添加化学降凝剂，以降低原油凝点和改善原油低温流动性，该方法以低能耗、成本少、效率高和易操作等显著优势备受人们关注［2］。

1 降凝降黏剂对原油流动性的改善

目前，国内外科研院校和油田生产单位对降凝降黏剂的研究取得了较大进展，研制出了一批高效降凝降黏剂，并在原油生产和输送中得到广泛运用。

胜利油田和中原油田原油沥青质和胶质含量分别为25%和31%，含蜡量分别为7.85%和21.50%，是典型的高凝原油。美国Arco公司研制的PLC－102型流动改进剂对胜利油田和中原油田高凝原油起到了很好的降黏作用，在30℃时对原油的降黏率达50%［3］。

ESSO公司在欧洲的鹿特丹长距离管线上对利比亚原油进行了试验，加入降凝剂，浓度为0.12%，原油凝点从24℃降至0℃，解决了原油在长距离管线中输送难题［4］。

杨飞等［5］以青海原油为油样，考察了乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(EVA)对高凝原油的降凝效果，结果表明，EVA降凝剂具有良好的降凝效果，青海原油凝点由33℃降至28℃。

刘鹏等［6］研制的表面活性剂GA8－4－8用于现河稠油的乳化降黏，降黏率高达99%以上，且对原油起到了超低界面张力的作用，对稠油流动性的改善明显。

盘锦油田的原油，其凝点高(28℃)，蜡含量为21.04%，胶质和沥青质含量为15.8%，龙小柱等［7］根据盘锦原油的性质，研制了以甲基丙烯酸、十四醇、马来酸酐为原料的ME/TA/MA共聚物降凝降黏剂，并将合成产物与盘锦原油按质量比0.23∶100加入到原油中，凝点由28℃降至15℃，黏度降低了61.33%，降凝降黏效果显著。

大庆原油沥青质和胶质含量为27.0%，含蜡量为26.20%，凝点为32.5℃，是典型的高凝原油。张明阳［8］针对大庆原油制备了聚(甲基丙烯酸十八酯－二乙烯基苯－乙酸乙烯酯)降黏剂(SDV)，并确定最佳工艺条件，在加量250 μg/g条件下对大庆高凝原油降黏率达37.2%，且降黏稳定性较好。

河南油田原油沥青质和胶质含量21.55%，含蜡量31.60% ，凝点37℃，属典型高凝高黏原油，且原油物性和流变性均较差。廖辉等［9］针对河南原油性质从BEM、EVA和系列降凝降黏剂中筛选出YG－1，在热处理温度65℃，加量50 mg/L下，使原油凝点降低了15℃，黏度由1 770.0 mPa·s降至608.2 mPa·s，解决了原油常温输送的难题。

胜利油田太平、英雄滩、邵家等油田原油含蜡量21.30%，胶质含量 23.8%，沥青质含量25.6%，属高含蜡、高胶质、高沥青质原油，同时原油黏度大(5 000～15 000 mPa·s)，凝点高。李祥国［10］针对该油田原油特性研制了FJN－6防蜡降凝剂，优选了SJN－1降黏剂。室内试验表明，FJN－6防蜡降凝剂可降低原油凝点11℃ ，防蜡率达72.3%，SJN－1降黏剂降黏率达98% 以上。将此降凝降黏剂用在生产井筒和输送管线中，很好地解决了该油田原油开采及输送的难题。

新疆油田原油为典型高凝原油，30℃下含水原油黏度 7 500 mPa·s。苑新红等［11］针对新疆油田采油二厂73552井高凝油，优选出DM系列降黏剂，现场试验中显著降低了原油黏度，降低了原油开采成本。

2 复配降凝降黏剂研究现状

近年来，为提高降凝剂的改性效果，将2种或多种降凝剂进行复配使用。研究表明，复配降凝剂具有协同增效作用，应用范围较广，在达到相同的降凝效果时所需加量较少。其原理是根据原油中的蜡含量、蜡分子中碳原子数分布范围、原油类别，选择几种主碳链不同的降凝剂或不同极性侧链的降凝剂，按适当的质量比复配可得到适用范围较大的降凝剂，以满足组成复杂的原油和油品的降凝需要［12］。降凝剂复配还可以是降凝剂与表面活性剂、降凝剂与一些助剂溶剂等之间的复配，从而使易凝高黏原油得到更好的降凝降黏效果。对于单一降凝降黏剂，复配降凝降黏剂是一种提高原油降凝剂使用范围、提高使用效果的有效途径。

郭淑风等［13］以烷基马来酰亚胺为接枝单体与EVA进行接枝反应合成的降凝剂(加剂量为100 mg/kg)，对大庆原油进行加剂处理后，凝点降低了15℃。

冀东海上原油含沥青质及胶质3.49%，含蜡量高达28.16%，凝点为28 ℃，王桂杰等［14］以甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、马来酸酐、醋酸乙烯酯、EVA为原料研制的降凝剂加量为50 mg/L时，可将此原油凝固点从28℃降至13℃，加量为60～100 mg/L时，降凝幅度可达19～20℃。

彩南原油是一种典型的高凝原油，蜡含量17%～21%，胶质含量 1.60%，沥青质含量0.29%。胡云霞等［15］以EVA、正构烷烃和表面活性剂复配了一种复合型降凝降黏剂CN，它具有较好的油溶性，通过最佳加剂条件筛选，彩南原油加入100 mg/L降凝剂CN后，其凝固点由17℃降至4℃，15℃时黏度由 3 105 mPa·s降至31.0 mPa·s，降凝降黏效果显著。

胜利油田原油含沥青质及胶质27.22%，含蜡量达18.25%，凝点高达43℃，为典型的高凝原油，张拂晓等［16］以丙烯十八酯、马来酸酐和醋酸乙烯酯的胺解改性物MAVA和EVA复配，制得高凝原油降凝剂，在加量为400 μg/g下，使胜利油田原油凝点下降了11℃。

王景昌等［17］在甲苯溶剂中将丙烯酸十八酯、马来酸酐、苯乙烯按6∶1∶2聚合，合成产物分别用十八胺和十八醇进行醇解和胺解，得到2种产物并将其按照3∶1进行复配，得到的复配降凝剂降凝降黏效果均优于单一降凝剂，可使大庆油田原油凝点降低15℃，黏度降低58.38%。

3 目前存在问题及发展方向

由于原油组分异常复杂，且每一种原油的类型、含蜡量及蜡分子中碳原子数的分布等均不同，使原油对降凝剂具有很强的选择性，只有与原油相匹配的降凝剂能起到增效作用［18］。因此，目前降凝降黏剂对高凝原油流动性的改善存在以下问题:

1)降凝降黏剂改善高凝原油流动性效果不理想。目前中国国内对高凝原油的降凝效果展开了广泛的研究，但凝点大于40℃的高凝原油的降凝剂产品对原油的降凝和流动性的改善效果不是很理想。

2)降凝降黏剂适应范围单一，针对性强。某一种降凝剂并非对所有原油普遍适用，也就是说对某种原油只有选择与其相匹配的流动性改进剂，才能改善流动性能。

针对以上问题，应加深对降凝降黏机理的认识，找到降凝降黏剂改善高凝原油流动性的关键和机理对降凝降黏性能的影响规律，以指导新型高效和具有广谱适应性的降凝降黏剂的开发。同时加强降凝剂间和降凝剂与其他功能性组分间的复配研究，掌握提高降凝降黏效率的复配规律，对不同原油可通过采用不同类型和不同相对分子质量的降凝剂组分的复配，配制适宜的降凝剂产品，从而大大提高对不同油田的适应性。

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