某南海油田原油降凝剂的研究与应用

陆原，张国欣，郝茂垒，郭海军，沈靖

（1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452；2.中国石油大学（北京），北京102249）

某南海油田原油降凝剂的研究与应用

陆原1，张国欣1，郝茂垒2，郭海军1，沈靖1

（1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452；2.中国石油大学（北京），北京102249）

针对某南海油田原油高含蜡特性，开发了一种长链不饱和羧酸酯类共聚物，加药量为1 000 mg/L时，该共聚物的降凝幅度达到8.5℃。利用其复配得到的降凝剂J8A进行了现场试验，试验结果表明，其降凝效果明显优于现场在用药剂，当加药量达到320 mL/min即可控制现场原油凝点低于28℃，满足现场实际需求。

不饱和羧酸酯；凝点；降凝剂

高凝原油是指含蜡量较高的石蜡基原油（也称高含蜡原油），原油中的石蜡通常为C16～C63的正构烷烃其在常温下不易流动，在开采与集输过程中，结蜡问题易致使海管发生严重堵塞，直接影响着生产的正常进行［1，2，3］。海上油田开采起步相对陆地油田较晚，但随着油田开采的不断深入，高凝原油的开采量显著增加，为现场的配套设施及生产带来巨大的压力。某南海油田原油具有高凝、高粘的特点，含蜡25.7%，胶质18.6%，沥青质15.33%，属于高含蜡、高胶质、高沥青质原油，同时由于原油黏度大、凝固点高、低温流动性差，且是采取多平台混输，原油性质复杂蜡的相对分子质量分布也很广，常用的化学降凝剂在该油田的应用均不能达到预期的降凝效果，给油田的开采带来了很大的困难［4，5，6］。本文报道了适用于该油品特性降凝剂的合成复配及现场试验，为油田的高效开发提供技术支持。

1　实验部分

1.1试剂与仪器

实验用油为某南海油田综合原油，原油凝点35℃、析蜡点41℃。

主要仪器：SYP1008-V型石油产品凝点试验器、VERTEX红外光谱仪。

1.2实验方法

实验参照石油天然气行业标准SY/T 5767-2005《管输原油降凝剂技术条件及输送工艺规范》测试原油凝点。在100 mL的玻璃瓶中加入原油，加热到温度55℃，震荡200次后恒温5 min，自然降温，记下原油完全不能流动时的温度，即原油凝点。

2　结果与讨论

2.1共聚物的合成

2.1.1苯乙烯和不饱和羧酸酯的摩尔比例对降凝幅度的影响苯乙烯与不饱和羧酸酯的摩尔比例对共聚物的降凝效果影响（见图1）。由图1可知，在苯乙烯与酯的摩尔比例为1∶4、加药浓度为1 000 mg/L时，降凝幅度最大，达到8.5℃。

图1　苯乙烯与不饱和羧酸酯的摩尔比例对降凝效果的影响

2.1.2引发剂加入量对降凝幅度的影响引发剂对共聚物降凝效果的影响（见图2）。由图2可知，在引发剂加入量为0.8%、加药浓度为1 000 mg/L时，降凝幅度最大。

2.1.3反应温度对降凝幅度的影响反应温度对共聚物降凝效果的影响（见图3）。由图3可知，在反应温度为80℃、加药浓度为1 000 mg/L时，降凝幅度最大。

图3　反应温度对降凝效果的影响

2.1.4反应时间对降凝幅度的影响反应时间对共聚物降凝效果的影响（见图4），由图4可知，在反应时间为9 h、加药浓度为1 000 mg/L时，降凝幅度最大。

图4　反应时间对降凝效果的影响

综上，最佳合成条件为酸酐与酯摩尔比例为1∶4，引发剂加入量为0.8%，反应温度为80℃，反应时间为9 h。当该共聚物加药浓度为1 000 mg/L时，所合成的共聚物将凝固效果最佳，降凝幅度为8.5℃。

2.2红外表征

利用红外光谱仪测试对所合成的共聚物进行分析，结果（见图5）。由图5可知，在2 979 cm-1、2 857 cm-1处为饱和C-H键的伸缩吸收峰；在1 640 cm-1左右没有明显吸收峰，说明已无C=C的振动吸收且聚合反应已经发生；在1 167 cm-1处为C-O-C的伸缩振动吸收峰，在695 cm-1处为多个亚甲基（多于4个）的面内摇摆振动吸收峰，说明聚合物内含有酯基极性基团和长碳链的存在。

图5　共聚物的红外谱图

2.3降凝剂降凝效果实验

将所合成的共聚物与高效分散剂、有机溶剂等按一定比例复配而成，得到降凝剂产品J8A，外观呈淡黄色均匀液体，pH值4.5～6.5，密度0.85 kg/m3～0.95 kg/m3，有效成分30%～35%。J8A与市售5种降凝剂以及现场在用药剂J8的降凝效果对比（见表1）。表1表明，降凝剂J8A降凝效果最佳。

表1　各种降凝剂的降凝效果

表1　各种降凝剂的降凝效果（续表）

2.4现场试验

现场试验结果图（见图6）。由图6可知，原现场在用药剂J8加注量为420 mL/min（约1 000 mg/L）时，原油倾点略有降低，降低到约31℃；增加现场使用量原油凝点变化不大。使用新产品J8A期间，原油凝点明显降低，且随着加注浓度的提高，原油凝点逐渐降低，当加药浓度达到320 mL/min即可控制现场原油凝点低于28℃（现场集输过程中的最低温度值）。当同等加药量下恢复加注原在用药剂后，原油凝点明显升高。综合试验结果表明，新研制的降凝剂产品J8A明显优于现场在用药剂，且满足现场实际需求。

图6　现场试验数据图

3　总结

（1）共聚物的最佳合成条件为苯乙烯与不饱和羧酸酯摩尔比例为1：4，引发剂加入量为0.8%，反应温度为80℃，反应时间为9 h。当该共聚物加药浓度为1 000 mg/L时，所合成的共聚物降凝效果最佳，降凝幅度为8.5℃。

（2）新研制的降凝剂产品J8A明显优于现场在用药剂。随着加注浓度的提高，原油凝点逐渐降低，当加药浓度达到320 mL/min即可控制现场原油凝点低于28℃，满足现场实际需求。

［1］张劲军.易凝高粘原油管输技术及其发展［J］.中国工程科学，2006，4（6）：71.

［2］赵福麟.油田化学［M］.山东东营：石油大学出版社，1999.

［3］梁文杰.石油化学［M］.山东东营：石油大学出版社，1999.

［4］IraniC，Zajac J.Pipeline transportation of high pourHandil crude（SPE10145）［A］.Preprints of the 56thSPE Annual Fall Technical Conference and Exhibition［C］.1981.

［5］Fellow C，Liong K K.Quantitative application of livecrude rheology for waxy crude［A］.Proceedings of Offshore Southeast Asia 10th Conf.&Exhibition［C］.1994.

［6］ZhangJingjun，LiuZhonghui，ZhangFan，eta.Waxycrude treated with pour-point-depressants，flow behavior and its evaluation［A］.Proceedings of ISMNP＇97［C］.Beijing：International Academic Press，1997.

Study and apply on a pour point depressant for crude oil on offshore oilfield

LU Yuan1，ZHANG Guoxin1，HAO Maolei2，GUO Haijun1，SHEN Jing1
（1.CNOOC EnerTech-Drilling&Production Co.，Tianjin 300452，China；2.China University of Petroleum（Beijing），Beijing 102249，China）

According to crude oil on offshore oilfield with the characteristics of high paraffin，a multipolymer was synthesized with long-chain unsaturated carboxylic ester and styrene. The experiments showed that the pour point of crude oil was dropped by as much as 8.5 degrees when the concentration of the multipolymer was 1 000 mg/L.A pour point depressant made of the multipolymer and other materials was studied on offshore oilfield.The experiments showed that the pour point of crude oil can be lower than 28℃when the concentration of the pour point depressant was 320 mL/min，and the pour point depressant is meet the demands of the offshore oilfield.

unsaturated carboxylic ester；pour point；pour point depressant

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.06.026

TE357.12

A

1673-5285（2015）06-0095-04

2015－03-17

2015－04-10

陆原，男，高级工程师，主要从事油田化学、腐蚀与防护、工业水处理等研究工作，邮箱：luyuan350783@126.com。