延长原油低温流动性改进研究

发布时间：2020-01-24 13:43

【摘要】：原油是有多种烃类和非烃类化合物组成的复杂混合物,其中烃类化合物中重要的组成部分为石蜡。我国大部分油田原油属于高含蜡原油,含蜡量在20%左右,有的甚至高达40%。当温度达到或者低于原油凝点时,由于蜡结晶和凝胶形成的多相矩阵,含蜡原油表现出较高的凝点和非牛顿流体特征。在生产、运输和储存过程中,结蜡导致了原油的粘度的急剧增加,是造成原油管输困难的主要原因。通过管道进行含蜡原油的输送时,预处理是非常重要的一个环节。其中,添加可使原油易于输送的流动性改进剂是预处理的重要手段之一。流动性改进剂因其成本较低、方便操作和种类多样而被大家关注。流动性改进剂、晶型控制剂和降凝剂等化学药剂在降低原油表观粘度、原油凝点和改善原油流动性差等方面得到了广泛的使用。本论文首先对原油组分以及组分之间的相互作用进行了研究。利用柱色谱分离法、傅里叶红外光谱、紫外分光光度法、差示扫描量热法和偏光显微分析等表征方法及手段对延长油田3种不同原油进行分离分析,考察延长原油不同组分特征及其析蜡行为。结果表明:(1)不同原油之间的组分差异较大;(2)原油中含有能够抑制蜡晶析出的组分;(3)冷却结晶时,原油中高极性组分可以使蜡晶颗粒数增多,尺寸减小,有效的减弱了蜡晶之间的缔合强度,削弱了蜡晶缔合形成大块蜡晶聚集体的倾向。进而,以脂肪酸和多胺为原料合成多胺酰胺以及多羟基酰胺类化合物,作为原油流动性改进剂评价了其分别对原油凝点和粘度的影响。实验结果表明:(1)对于长2原油来说,浓度为500mg/kg,多胺酰胺类化合物PAA-7在温度为15℃时,降粘率可达74%;多羟基酰胺类化合物HAA-5和HAA-9在温度为20℃时,降粘率均可达93%;(2)对于长6原油而言,浓度为500mg/kg,在5℃时PAA-24的降粘率为74%,在20℃时HAA-1的降粘率为61%;(3)对延长管输原油而言,浓度为500mg/kg,在15℃时PAA-20的降粘率为75%,HAA-7在温度为20℃的降粘率为79%;(4)在浓度为500mg/kg时,PAA-20和HAA-7对长2原油凝点的降幅分别为6.3℃和7.4℃;PAA-18和HAA-8对长6原油的凝点的降幅分别可达4.4℃和6.5℃;对延长管输原油而言,PAA-7和HAA-9可分别降低凝点9.3℃和5.4℃。最后,采用差示扫描量热法(DSC)分析考察了流动性改进剂对于原油的影响,同时将多胺酰胺类化合物加入不同产地的原油中进行性能评价。结果表明:多胺酰胺类化合物可以降低原油析蜡点和析蜡峰温;多羟基酰胺类化合物对非延长油田原油也有一定的降凝降粘效果。
【图文】：

形貌,原油组分,蜡晶,饱和烃

西安石油大学硕士学位论文方面，蜡晶表面上一般都有吸附油，增大了分散颗粒的体积。图 2-4 中 a、b、是 Y1 和分别添加了原油组分 Y5、Y6、Y8 后的 Y1 蜡晶形貌。

形貌,原油组分,蜡晶,饱和烃

蜡晶聚集体的存在会造成油相粘度急剧增加，对油相的流动产生阻碍，当流动相被蜡晶形成的网络结构完全包围时，原油便失去了流动性。此外，在蜡晶表面上一般都有吸附油，增大了分散颗粒的体积。图3-4中a、b、c、d分别是A1和分别添加了原油组分A4、A7、A9后的A1蜡晶形貌。从图a可以看出，未加任何其它组分时，饱和烃组分的蜡晶为片状、针状结构，体积较大且排列不规则、分散度低，易聚集缔合形成三维空间网状结构。b、c、d相对于a，蜡晶尺寸明显减小，颗粒增多且形状逐渐变为球形，分散度增加，很少聚集，即蜡晶的生成长大受到抑制。原因可能是当蜡溶液中存在适量含有强极性基团的胶质时，其长侧链烷基和蜡分子相互作用与之共晶析出，而裸露在外的极性基团起到包围、分散蜡晶的作用，减弱蜡晶之间的联结强度，延缓晶体的聚集，阻碍蜡晶过快生长成大块晶体。
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE83

【参考文献】