EPI-DMA共聚物在聚驱采出工艺中降粘防蜡作用研究

张荣明，高学良，任春燕，王梓桐

（1.东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆163318；2.大庆油田有限责任公司a.第二采油厂第三作业区地工队；b.大庆油田有限责任公司第八采油厂，黑龙江大庆163514）

油田化学

EPI-DMA共聚物在聚驱采出工艺中降粘防蜡作用研究

张荣明1*，高学良1，任春燕2a，王梓桐2b

（1.东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆163318；2.大庆油田有限责任公司a.第二采油厂第三作业区地工队；b.大庆油田有限责任公司第八采油厂，黑龙江大庆163514）

大庆油田部分聚驱采出井出现采出液粘度过高及结蜡严重问题，导致抽油杆下行滞后，影响油井正常生产。本文针对该问题研制出环氧氯丙烷-二甲胺共聚物作为一种高效降粘防蜡剂，室内测定该降粘防蜡剂对原油防蜡率在50%以上，含油聚合物溶液降粘率可达70%以上，现场应用效果显著。

EPI-DMA共聚物；聚驱井；降粘；防蜡

聚合物驱自工业化应用以来，取得了明显的驱油效果[1]，但随着高浓度、高分子量HPAM注入地层，导致聚驱采出井中采出液粘度明显增加[2]，析蜡量增大，抽油机最大悬点载荷增加，最小悬点载荷减小，从而使抽油杆下行阻力随之增大，加重抽油机井管杆偏磨，缩短检泵周期，影响聚驱正常生产[3，4]。目前，现场针对这一问题常采用热洗井的方法进行溶蜡降粘，但该方法不能有效作用聚丙烯酰胺，且随着油井结蜡严重，热洗井次数逐渐增多，作业费用也增加[5]。

为此，合成出一种阳离子型低聚物环氧氯丙烷-二甲胺共聚物（EPI-DMA）。一方面，EPI-DMA为一种季铵盐型水溶性活性剂，改变结蜡表面的性质，即由于活性剂可吸附在结蜡的抽油杆表面，使它变成极性表面并有一层水膜，不利蜡在其上沉积，从而起到防蜡的作用；另一方面，EPI-DMA分子链上的正离子可中和采出井下阴离子型聚丙烯酰胺，使体系电性改变，分子链蜷缩，从而起到降粘作用。通过室内实验及现场应用，取得良好效果。

1 实验部分

1.1 材料、试剂及仪器

大庆油田提供油田污水及原油；HPAM（相对分子质量1.70×107大庆采油一厂）；环氧氯丙烷、二甲胺均为分析纯，天津大茂化学试剂厂。

DS-101S型集热式恒温加热磁力搅拌器（巩义市予华仪器有限责任公司）；DZF-6030A型真空干燥箱（上海一恒科技有限公司）；Brookfield DV-II+型布氏粘度计（美国布氏工程实验室股份有限公司）。

1.2EPI-DMA共聚物制备

环氧氯丙烷及二甲胺在一定条件下共聚，生成一种水溶性季铵盐型阳离子低聚物，反应方程式如下：

1.3 实验方法

现场原油样品取自聚驱抽油杆下行滞后井10-PS3013，经脱水后分析其组成，测得含蜡量为28.9%，胶质、沥青质总量为18.5%，凝点46℃；防蜡率采用行业标准SY/T 6300-2009《采油用清、防蜡剂技术条件》的方法测定。HPAM溶液用油田污水配制，布氏粘度计测定粘度，记录数据，绘制曲线。

2 结果与讨论

2.1 不同EPI-DMA浓度测定原油防蜡率

EPI-DMA浓度分别0.3%、0.5%、0.7%、1.0%的溶液，在45℃下测定其对原油的防蜡率，结果见图1。

图1 不同EPI-DMA用量对原油防蜡影响Fig.1Effect of different EPI-DMA concentration on crude oil wax control rate

由图1可知，随着EPI-DMA浓度的增加，防蜡率呈上升的趋势，在0.3%～1.1%浓度区间，防蜡率增加趋势明显，当浓度大于1.1%，防蜡率增加趋势开始变缓。总得来说，随着防蜡剂的加入，防蜡率从28.8%上升到53.4%，因此，EPI-DMA具有一定的防蜡作用。

2.2 含油聚合物溶液降粘实验

通过对现场聚驱井采出液性质分析，发现采出液中含聚浓度在200～800mg·L-1之间，含油率在5%～13%之间，因此，为更接近采出井采出液性质，用油田污水配制200、400、600、800、1000mg·L-1聚丙烯酰胺，分别与原油按一定比例充分混合搅拌均匀，测定粘度后在45℃下与1.0%浓度EPI-DMA溶液混合，30min后测定粘度并计算降粘率，见表1。

表1 EPI-DMA在不同含油率及含聚浓度下的降粘率/%Tab.1

由表1可知，当作用体系中不含油时，即EPI-DMA对纯聚丙烯酰胺溶液降粘效果显著；而当体系加入油时，其粘度明显增加，而EPI-DMA的加入可起到一定的乳化降粘的作用，随着含油率的增加，降粘率有所下降，但含聚浓度小于600mg·L-1，含油率低于10%时，降粘率仍可达到70%以上。

2.3 室内高压模拟降粘工艺实验

由于随着井深的增加，井下压力也随之增大，为更接近现场加药工艺，采用室内高压模拟降粘实验的方法评价EPI-DMA的防蜡降粘效果。将EPI-DMA溶液置于中间容器中，与装有油水混合物及压力表的耐高压罐相连，打开平流泵将防蜡剂通过中间容器注入罐内，震荡混合后30min测粘度，结果见图2。

图2 不同浓度及压力对降粘影响Fig.2Effect of concentration and pressure on the viscosity-reducing

由图2可知，在一定压力下EPI-DMA同样具有良好的降粘效果，当浓度在0.8%时降粘率便可达到75%以上，同时压力的增高对降粘有促进作用。

3 现场应用

选择抽油杆滞后严重聚驱抽油机井L11 -PS2725进行现场试验，该井含油率为8.3%，含聚浓度342mg·L-1，加药前一天热洗井，采用专用加药车加药的方式边起抽边加药，最高注入压力10MPa，加药后停井，2h后启抽15min循环试验药剂后停机24h，加药前采出液浓度26.4mPa·s-1，加药后下降到17.2mPa·s-1，最大载荷与最小载荷之差下降了2.7kN。试验前冲次4.4次·min-1，下行滞后10～20cm，正常生产1d后，滞后现象消失。试验前后示功图见图3。

Research of viscosity reducing and wax control on the polymer flooding production process by EPI-DMA copolymer

ZHANG Rong-ming1，GAO Xue-liang1，REN Chun-yan2a，WANG Zi-Tong2b
（1.College of Chemistry&Chemical Engineering,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,China; 2a.Oil Recovery Plant No.2;b.Oil Recovery Plant No.8,Daqing Oilfield Corp.Ltd.,Daqing 163514,China.）

Part of Daqing oil field polymer flooding wells had been found that produced liquid viscosity was too high and paraffin deposit was serious,leading to sucker rod down lag,affecting the normal production.In this paper,epichlorohydrin-dimethylamine copolymer was developed as an effective viscosity paraffin inhibitor.Laboratory studies showed that the rate of crude wax control was more than 50%,viscosity-reducing rate of oil polymer solution was up to 70%.The field application effect was remarkable.

EPI-DMA copolymer；polymer flooding well；viscosity reducing；wax control

TE375

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20150334

2015-01-30

张荣明（1966-），男，辽宁盘锦人，副教授，主要研究方向：油田化学。