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2010年5月
方健等降粘剂BHIN-14在稠油管输中的应用
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降粘剂BHJN-14在稠油管输中的应用
方健刘选涛姜涛苏长春郭柏利
(中海能源发展股份有限公司采油技术服务公司油田化学分公司,天津300452)
摘要针对渤海某平台的稠油乳状液筛选出降粘效果最好的稠油降粘剂BHIN-14。它由
阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配而成,可以将油包水(W/0)乳状液反相成为水包油
(O/W)乳状液,大大降低产液的表观粘度,药剂中BHIN-14含量为1%时降粘率达到98.4%。进
步对BHIN-14开展浓度梯度和脱水影响试验,BHN-14含量高于500g/g时降粘率达到
95%。现场应用结果表明,BHN-14含量为120~500pg/g时即可稳定控制海管压降,效果优于同
浓度下的破乳剂,保证井口压力的稳定和生产的正常进行,使用过程中不影响现用破乳剂的脱水
效能
关键词降粘剂表面活性剂乳化降粘稠油水包油乳状液
渤海某油田位于渤海辽东湾南部海域,属高微粒,再聚集为大小不同的沥青质胶束。这些粒
胶质、高沥青质、低含蜡原油。各井口平台利用油子通过氢键和范德华力相互连接,形成分子很大
气自身压力通过输油海管将油-气-水三相混合的胶束,造成原油粘度高。在采出过程中稠油
物送至中心处理平台进行三相分离处理。在输送与水在泵旋转和管线涡流搅拌下形成油包水乳状
高粘重质原油过程中,常常由于海管高压而导致液,它们的强极性基团与水形成氢键,油水之间的
生产井口压力升高。为降低和稳定生产压力,需张力作用增大,使稠油乳化液的粘度比纯原油还
不断提高破乳剂的使用量,通过破乳脱水降低管高几倍,增加了采出和输送的困难。目前该井ロ
输原油粘度。但这种方法不但使破乳剂用量不断平台产液综合含水60%,并未达到水包油的反相
上升,而且效果不太明显
点,以上原因造成井口平台至中心处理平台海管
为解决三相混合物管输原油压降较高的问压力高。
题,笔者通过前期分析和室内试验,选取某一井口
2稠油降粘机理(?
平台为试验平台,分别在室内和现场对稠油降粘
目前普遍采用的表面活性剂降粘通常归结为
剂进行评价和实验,在降低和稳定海管压力方面
3种机理:①通过加入破乳剂,使得油包水型乳状
取得了较好的效果。
液破乳而生成游离水,形成“水套油”而降粘,但
1井口平台产液管输压降高的原因
是这种降粘方法破乳剂的消耗量较大;②在表面
该井口平台的产液是典型的高胶质、高沥青活性剂的作用下使油包水型乳状液反相成为水包
质原油,密度为983.2kg/m2(20℃),粘度为油型乳状液而使表观粘度下降;③表面活性剂吸
3444mPas(50℃),沥青质和胶质含量超过附于管壁上或油层间而减少摩擦阻力。笔者使用
25%,属于多胶原油。随着生产过程中地层压力的降粘剂其降粘作用主要基于后2种机理。
下降以及温度下降,原油性质和组分发生一定程
度的变化,但高粘的特性保持不变り。
3降粘剂 BHN-14的室内筛选与评价
影响稠油粘度的主要内在因素是金属杂原子3.1试验目的
及其赖以存在的胶质和沥青质()。胶质和沥青
乳化降粘的关键是选择质优、价廉、高效的乳
质是原油中的天然乳化剂,相对分子质量大,具有
化降粘剂。较好的乳化降粘剂应具有以下2个特
多环芳核,且多支链、强极性,结构复杂。它们含性:①对稠油具有较好的乳化性,能形成比较稳定
有大量的氧、氮、硫离子,分别以羟基、酯基、氨基
收稿日期:2009-12-01。
羧基、巯基等极性基团相互形成氢键,产生很大的
作者简介:方健,天津大学化学工艺专业硕士,在中海发展采
油技术服务公司油田化学分公司从事海上平台化学药剂现
内聚力,使多个胶质、沥青质分子堆积在一起形成
场技术试验与服务工作。
精细石油化工进展
ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS
第11卷第5期
的O/W乳状液,降粘效率高;②形成的O/W乳粘度m。
状液不能太稳定,否则影响下一步的原油脱
称取210g油样于烧杯中,加入96g1%的试
水
样溶液,放入50℃的恒温水浴中恒温1h,利用旋
3.2试验药剂及仪器
转粘度仪测定该均匀分散体的粘度m2。降粘率
试验药剂:BHIN-1;BHUN-5;BHIN-8;计算公式如下:
BHJN-9: BHN-11: BHJN-14: BHJN-16
x=-”2x100%
试验仪器: Brookfield粘度计;恒温水浴。
3.3试验方法
式中,K一降粘率,%;
该井口平台海管管长3.42km,油在管内运行
m1加药剂前原油样粘度,mPas;
时间为3.15h,可以推算出油在管中的直线速度
m2加药剂后原油乳状液粘度,mPa-s。
约18m/min,因为油水气混合物在管中涡旋前3.4降粘剂筛选结果
进,它的速度还会大一些。根据此条件调整粘度
测定分别加入7种药剂的不同油样的粘度,
计的转速,使得降粘率的测定尽可能贴近现场情计算降粘率(平行试验的平均降粘率),结果见表
况。用该井ロ平台水样和不同厂家药剂配成1%1。由表1可知,降粘剂BHIN-14的降粘率最
溶液,进行初步筛选。
高,其主要成分为胺基聚醚羧酸酯和烷基聚瞇磺
称取240g油样于烧杯中,放入50℃的恒温酸盐,进一步对BHN-14进行浓度梯度和脱水
水浴中恒温1h,利用旋转粘度仪测定平台产液的试验。
表1降粘剂降粘效果比较
项目
降粘剂
BHN-5
BHN-9
BHIN-I1
BHN-14
BHIN-16
粘度/mF
441
313
降粘率,%
89.3
90.3
86.5
87.2
93.1
98.4
90.9
3.5浓度梯度试验
对乳化液粘度和降粘率的影响,结果见表2。
试验方法和条件同上,考察BHN-14浓度
室内试验搅拌降粘后出现静止状况在实际生
表2BHN-14的浓度梯度试验
项目
加药浓度/mgL
50
100
200
20004
乳状液粘度/mPag
3337
3013
2476
196
降粘率,%
3.1
12.5
28,1
46.8
95.3
97,5
98.4
产中很少见。乳化降粘是一种动态的乳化分散现BH-01A样品,定量转移到容量瓶中,用溶剂
象,不会太稳定,在一定程度上有助于脱水的稀释至刻度,摇匀,使每100mL溶液含破乳剂
进行。
3.6与破乳剂的配伍性
(2)按CB/1260测试降粘剂用在稠油中的含
3.6.1试验目的
水率(40%)。
在室内环境下测试降粘剂BHIN-14对
(3)取离心管,向编号为1-6“的离心管中分
SZ36-1原油的脱水影响.
别加入80mI乳状液,在恒温水浴预热后,1'和2
3.6.2试验药剂与设备
空白样只加降粘剂,用量为300g/g,3“和4“加入
试验药剂:BHUN-14;BH-OA(现场用破乳剂初)