ZX—1型流动改进剂对江苏油田范1区块原油流动影响的室内评价

崔永亮　吕红梅　余晓玲

摘 要：原油拟乳状液状态流动可以有效防止蜡的沉积，并降低伴热温度，本文研究了ZX-1型流动改进剂对范1区块原油流动的影响，结果表明，随着加药浓度的增加，含水率的增加原油结蜡率降低，黏度降低，并且ZX-1型流动改进剂与后续的原油破乳剂配伍性较好，而且还能促进原油破乳。

关键词：结蜡率，黏度，破乳

前言

中国主要油田生产的原油含蜡量都比较高，一般在15%-37%，个别油田原油蜡含量高达40%以上[1]。多蜡原油输送工艺的发展，经历了加热输送、原油热处理输送、原油化学改性处理输送等几个阶段[2]。拟乳状液流态开采和集输高凝、高粘油的方法，是由原油化学添加剂改性处理技术发展而来的。其特点是加入“流动改进剂”后，一方面“流动改进剂”吸附在管壁上形成亲水膜，将金属管壁的亲油性转变为亲水性，抑制石蜡和凝油向管壁的沉积；另一方面，“流动改进剂”可使原油形成水包油型乳状液，改变原油的流动性，但不改变其性质。

由于各个油田的原油性质，含蜡量等条件的不同，各个油田研制的“流动改进剂”并不具有普适性。江苏油田范1区块产出原油为高含蜡、中高凝原油，其原油含蜡量为17.21%-29.22%，凝点为32-38℃。原油在由井口到中转站的输送过程中蜡沉积严重，为防止蜡沉积在原油输送过程中造成的不利影响，现场采取了管线伴热输送工艺，其每年的伴热费用达到100多万元，严重影响了油田生产的经济效益。研制的化学添加剂ZX-1，能使原油形成拟乳状液，降低原油黏度，减少蜡沉积以及流动阻力，达到常温输送的目的。ZX-1型原油流动改进剂，其主要成分为AE型破乳剂、石油磺酸盐及其它助剂。本文通过室内实验评价ZX-1的防蜡效果，对破乳剂分水能力的影响，及其对原油流变性的影响，以达到对范1区块原油的常温输送提供技术支持的目的。

一、实验仪器与材料

实验仪器：哈克流变仪RS6000，德国哈克公司，振荡水浴，恒温水浴，空气恒温振荡器，比色管

实验材料：ZX-1型流动改进剂，范13、19井采出液，KD-25型破乳剂

二、实验方法：

1.原油挂壁量测试方法：

参考《SY/T6300-2009采油用清、防蜡剂技术条件》，通过称量钢制实验瓶实验前后的质量差来测量原油的挂壁量。首先称量钢制实验瓶的质量，然后向其中加入一定量的范19井采出液，充分震荡后，加入流动改进剂，60℃下，摇床内震荡30min，然后边搅拌边降温，降温速率为1.0℃/min，降至一定温度后恒温5min，然后利用旋转倒杯仪将油样边旋转边缓慢均匀倒出，倒空5min后称重，实验瓶前后质量差即为挂壁原油的质量[4]。

2.原油流变性测试方法：

应用哈克流变仪选择Z38转子，然后打开应用程序，仪器调零后， 降下样品容器，装入测试液，在7.34S-1的剪切速率下，样品温度由50℃降低到20℃，降温速率1.0℃/min，观察范19井原油及其加入流动改进剂后的黏温曲线。

3.破乳分水能力测试方法：

参考《SY/T5281-2000 原油破乳剂使用性能检测方法（瓶试法）》，在100ml比色管中加入不同比例的范19井原油和采出水，充分振荡后配制成不同含水率的模拟采出液样品。加入ZX-1后，在50度空气恒温振荡器中振荡30min，然后取出，放置在50度水浴中静置5min，计量比色管内分出水相的体积。

三、实验结果及分析

1、流动改进剂ZX-1的防蜡能力

实验原油样品为范1区块原油，配制的模拟采出液含水率为20%、40%、60%、80%，ZX-1的加药浓度为0.02%-0.3%，实验结果表明：在相同的温度条件下，挂壁率受含水率和加药浓度影响较大。相同含水率的情况下，随着加药浓度的增加，原油挂壁量减少，并且含水率越高，挂壁率越低。加药浓度大于1000mg/l，同时含水大于20%时，挂壁率低于6%；含水率大于80%，同时加药浓度大于200mg/l时，挂壁率低于2%，以上两种情况流动改进剂均有较好的防蜡效果。这是因为：一方面，随着加药浓度的增加，采出液更容易形成水包油型乳状液，而且加药量增加，流动改进剂在管道内壁形成亲水膜更加牢固；另一方面，随着含水率的增加，采出液不容易形成油包水乳状液，而且管道内的原油会呈现出在水上漂浮流动的状态，减少了原油与管壁的接触面积。

在不同温度的挂壁率实验结果是：在1000mg/l的加药浓度下，随着温度的降低，原油挂壁量增加，但是当含水率大于60%时，30℃下仍有较好的防蜡效果。

2、流变性能

含蜡原油的流变特性取决于液态介质的成分，固体颗粒的含量及其分散程度，也与原油的热历史和剪切历史等因素有关。

采用哈克流变仪测量范1区块的原油及加药后的黏温曲线，如图1，在温度较高时，蜡晶全部溶于原油中，它具有牛顿流体的特性，黏度随温度的降低，变化不大；当温度降低到析蜡点时，蜡晶开始析出，使原油黏度快速升高，随温度的继续降低，析出的蜡晶增多，聚集成空间网状结构，黏温曲线出现拐点，加药后凝点降低4℃左右。

3、ZX-1的破乳分水能力

实验样品为范19井采出液，模拟采出液的含水为25%、50%、85%，ZX-1的加药浓度为1000mg/l，实验温度为50℃，对比药剂是油田现场采用的破乳剂KD-25，加药浓度为1000mg/l，实验脱水时间设定为5min。

实验结果表明：在模拟采出液中，单独加入0.1%的流动改进剂ZX-1时，分水率为20%-80%，表明流动改进剂ZX-1有一定的分水能力，单独加入0.1%的破乳剂KD-25时，其分水率为48%-88%，当0.1%的KD-25与0.1%的ZX-1混加时，其分水率50%-100%，表明ZX-1与KD-25的配伍性较好，并且对KD-25的破乳能力有促进作用。

四、结论

1、流动改进剂ZX-1的防蜡效果受温度、含水率、浓度的影响，温度越高、含水率越高、浓度越大，防蜡效果越好。

2、流动改进剂ZX-1能够较明显的改变范1区块原油的流變性，可使其凝点降低4℃左右。

3、流动改进剂ZX-1与破乳剂KD-25的配伍性较好，并且对KD-25的破乳能力有促进作用。

参考文献：

[1]陈刚，张洁.原油流动性改进剂研究进展[J].天然气与石油，2013，31（2）：1-5.

[2]权忠舆，原油改性处理的管道输送工艺[J]油气储运1996，15（1）：1-6.

[3]唐志伟，党伟，谭文捷，原油流动改进剂应用于防蜡的实验，科技导报2015，33（1）.