聚合物稠油降粘剂的制备与评价

发布时间：2020-06-14 20:22

【摘要】：本文分析了稠油开采中常用的降粘方法,着重论述化学剂降粘法的机理及发展方向,针对目前油溶性聚合物和水溶性乳化剂两类化学降粘剂存在的不足,结合稠油油样的特点,进行设计改进得到一系列产物,其中包括三种油溶性聚合物降粘剂:长链双酯-苯乙烯-醋酸乙烯酯三元聚合物(DMSS)、长链双胺化物-苯乙烯-醋酸乙烯酯三元聚合物(DASS)、两亲单体-丙烯酸十八酯-苯乙烯-醋酸乙烯酯四元聚合物(AOSV)和一种水溶性高分子乳化剂:乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-丙烯酰胺-烷基疏水单体聚合物(PMAH)。并通过相应的红外、核磁、热重等对产物进行表征。以塔河稠油和胜利稠油为样品,在0.8wt%加量和50℃的条件下,优化摩尔比后的油溶性DMSS的净降粘率可达到55.8%,效果略优于常规SMA聚合物降粘剂的效果,表明油溶性聚合物中双长链烷基起着重要作用,提供多个附着点,保证空间的延展性;同时,作为一个屏蔽使沥青质聚集体的外围变为非极性环境,阻碍胶质、沥青质的聚集。此外,研究了烷基链长(C12-C18)对降粘效果的影响,表明在聚合物中长链比短链更具降粘优势;含两亲单体的AOSV性能明显提高,净降粘率可达到71.4%,两亲分子具有很好的分散性和界面活性,促进了油溶性聚合物中分子与稠油大分子间的相互作用。实验研究油溶性聚合物分子量发现,油溶性聚合物的重均分子量(Mw)当超过20000Da时,反而呈现下降的降粘趋势,分子量起着至关重要的作用,控制较小的分子量对降粘效果是有利的。在水溶性高分子乳化剂的测试中,以油水比7:3,加量为0.08wt%时,乳化降粘效果超过98%,在常规3300-45000mg/L矿化度下,对降粘效果影响较小;当实验中的矿化度超过100178 mg/L时,乳化效果明显受到矿物离子的抑制。在耐温测试中,180℃和24h处理后高分子乳化剂降粘率下降约3%,维持在95%以上,分子结构在高温下保持较好,依旧具有很好的乳化稠油能力。采用Materials studio软件从分子模拟的角度研究油溶性聚合物降粘的作用机理,分别对油溶性聚合物系列和稠油重组分(胶质和沥青质)进行建模,计算模拟得出:加剂前后的稠油重组分体系的密度变化和能量变化,证实密度从建模优化后得1.06 g/cm3呈现降低趋势,最低可降到约1.01 g/cm3;体系的势能降低和非键能明显负向增长,证实稠油分子和聚合物发生相互作用形成了新的相对均匀的结构体系,使粘度降低。在高分子乳化剂的乳化稳定性机理中,针对稠油组分和乳状液大小均匀性因素分析乳化稳定,证实了沥青和胶质对乳状液稳定的有利性,具体稠油杂质的含量对稠油乳化的影响还需结合实际研究;实验通过乳状液的光学电镜分析,适当提高浓度可以改善乳状液大小和分布,小而紧密的乳液分布对乳化稳定极其有利的。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE39
【图文】：

聚合物稠油降粘剂的制备与评价

图１－２稠汕粘温曲线逡逑３逡逑

聚合物稠油降粘剂的制备与评价

图２－１稠油四组分分析流程逡逑由下表２－１可知：不同的稠油组分有很大的区别，塔河稠油油样的胶质和沥青质的逡逑

【参考文献】