稠油化学降粘技术研究进展

［-#， ’8 & ’"］ 形成结晶起重要作用 ， 胶质与沥青质间的
相互作用对降粘过程有重要作用。一些研究者借助 现代分析手段， 深入到石油化学组成与结构的微观 层次， 探索原油中各组份与降粘剂相互作用机理， 作 为设计降粘剂分子结构的依据， 对新型降凝剂、 降粘 剂的开发具有重要指导意义。 自从氯化石蜡和萘的缩合物被用作馏分油的降 凝剂以来， 降凝剂的研制工作有了很大的发展， 其应 用范围也日益扩大到原油及稠油。文献 ［! & "］ 详尽 列举了 8% 多年来世界降凝剂发展的历史沿革和主 要类型， 文献 ［-6 & !-］ 报道了我国开发的降凝剂， 文 献 ［!" & ’$， 报道了我国使用油溶性降粘剂的 ’.， 8%］ 情况。 从这些资料看， 油溶性降凝降粘剂品种很多， 但 基本上可归结为两类： 一类是缩合物型， 如 01E1FGHI 等。另一类是不饱和单体的均聚物或共聚物， 典型 聚合物有乙烯9醋酸乙烯酯共聚物 （ ()*） 、 （ 甲基） 丙 烯酸高碳醇酯衍生物的聚合物、 马来酸酯衍生物的 聚合物等。它们都是不饱和酸酯的聚合物或不饱和 酸酯与其它不饱和单体的共聚物。就目前研究与实 际应用情况看， 合成降粘剂的典型单体是乙烯、 醋酸 乙烯酯、 苯乙烯、 马来酸酐、 （ 甲基） 丙烯酸酯及 ! 9烯 烃等。在结构上主要是各种类型二元或多元共聚物 及其复配物。 表 - 是国内外主要商品降凝降粘剂的类型及其
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第 -" 卷第 $ 期
周风山， 吴瑾光： 稠油化学降粘技术研究进展
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来说， 加入降凝剂时稠油凝固点会有一定程度的降 低。由于蜡的网状结构被抑制， 由蜡造成的稠油的 部分结构粘度消失， 屈服值降低， 表观粘度也有一定 幅度的下降， 即降凝剂都具有降粘作用 种降粘作用的本质是降凝的结果。 已经有针对地开发了一些专门用于降粘的油溶
第 !" 卷第 # 期 文章编号： （)**!） !***;<*+) *#;*)=";*,
稠油化学降粘技术研究进展
周风山，吴瑾光
（北京大学化学与分子工程学院， 北京 !**">!）
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摘要： 综述了稠油开采、 集输和管道输送中使用的化学降粘剂 （主要是油溶性聚合物降粘剂） 及化学降粘技术。这 是国内外研究、 开发均很少的一个领域。全文除前言外包括以下四大论题。 ! 油溶性降粘剂降粘技术： 原理， 降粘 发展简史， 结构类型 （主要为共聚物降粘 剂结构特点及国内油田应用于稠油井采油的一个实例。"油溶性降粘剂： 剂） 及国内外现场应用的 !! 种商品降粘剂 （!* 种用于长距离管输， 。 # 在我国油田的应用问 ! 种用于稠油井生产） 题： 集输， 水乳化降粘 （使用水溶性乳化剂） ， 作为辅助手段的油溶性降粘剂， 稠油改质降粘。 $ 研究中存在的问题 与方向： 油溶性降粘剂的作用机理及合成中的新思路， 适当结构的降粘剂与表面活性剂的复配， 化学降粘的局限 性。参考文献 =# 条。 关键词：化学降粘技术； 稠油； 降粘剂； 油溶性降粘剂； 采油； 集输； 管道输送； 综述 中图分类号： ?@"=+： ?@#+： ?@"#) ’ #： ?@#<, 文献标识码： A
［"I， ""］ 应用有很大影响。尽管已有井下混液器产品 ，
"#! 稠油管输 用加热方式， 通过遍布全国的 &! %%% FG 的原油管 输网络从产地送到炼油厂和码头。在油田内部还有 更多的管线将原油从井口集输到联合站。近年来， 东部油田产量下降， 东部多数管线长期处于低输量 或间歇输送状态， 为了防止 “凝管” ， 不得不采用正反 输。西部新建管线长且地形复杂， 人烟稀少不宜建 中间加热站。应用降凝降粘剂实现输油管全年常温
油 田 化 学 $%&’ !" (% ’ # ), 90:6，)**! )**! 年 + 月 ), 日 -.&/.0&1 2304.567 8 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
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油溶性稠油化学降粘剂
稠油化学降粘剂的研究目标是研制或选择更加
大不同在于它的结构中含有极性较大的官能团和 （或） 具有表面活性的官能团， 有时还要与表面活性 剂或溶剂复配使用。 文献 ［#$］ 研究了用室内样品 ()* 和 + )* 与 工业样品表面活性剂复配成的复合型降粘剂 (+, 对粘度为 - #".—$ !#$ /01 ・ 2 的几种普通稠油的降 粘效 果， 在 #%% / 3 4 5 加 量 下 可 降 粘 6-7 —.%7 。 研究了用聚丙烯酸酯、 丙烯酸酯 （与苯乙 文献 ［8% ］ 烯、 马来酸酐、 醋酸乙烯酯等） 共聚物、 乙烯9醋酸乙 烯酯共聚物和表面活性剂复配而成的含蜡原油流动 作改进剂， 可使粘度 !"’—-! 68! /01 ・2 的几种原 油的粘度下降 $67 —.’7 。
主要降凝降粘剂商品名称
生产厂家 ’,-.. /0 1 8’’9 8’’9 日本三洋化成 8==07 徐州华冠石化公司 中油昆山器材公司 中油管道科学研究院 浙江大学 中原油田化工集团 备 注 鹿特丹+莱菌、 孟买+乌兰管输 鹿特丹+莱菌、 法因岛管输 菲那尔特+格兰管输 中东输油管 马惠宁、 中洛、 鲁宁线管输 鲁宁、 中洛、 魏荆线等管输 花格线管输 马惠宁、 库鄯线管输 火山线管输 稠油生产井
工业上使用过的稠油改性降粘技术包括掺表面 活性剂水溶液乳化降粘、 掺稀原油降粘、 掺有机溶剂 （汽油、 柴油、 轻烃、 混苯等） 降粘、 掺油溶性降粘剂降
修改日期： )**!;*>;*!； )**!;*+;*=。 " 收稿日期： 作者简介： 周风山 （!+=< B ） ， 男， 回族， 中国地质大学钻探工程专业学士 （!+",） ， 长春地质学院钻井泥浆 （应用化学） 专业硕士 （!+""） ， 西 安交通大学高分子材料专业博士 （)***） ， 主要从事油田应用化学及精细化学品研究， 现为北京大学化学与分子工程学院博士 后研究人员， 副教授 （)**! B ） ； 通讯地址： 电子信箱： !**">! 北京市海淀区中关村北京大学化学与分子工程学院稀土中心，
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化学ຫໍສະໝຸດ ;%%& 年［ !， "#， $%］ 使用情况 。由表 & 可见， 目前油溶性降凝降 粘剂在管输上用得多， 效果较好， 技术也比较规范，
而在采油工艺中的应用则刚刚开始。
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商品名称 ’()*+&& 2343567- !% 8/:";&! /34460. /<+;%&= />>%$ ? />@$& A8* /8 BC 2:8 D/ 主要组份
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将这种三元共聚物 ’7 —#’7 ， 同 ’%7 —"%7 的轻 质油、 ’7 —$’7 的 重 芳 烃、 % @ ’7 —"7 ;5A 值 为 8—-% 的非离子表面活性剂复配成的油基降粘剂， 在稠油中添加 #%%—’%% / 3 4 5 可 使 粘 度 为 ’6’— ・ $ -’% /01 2的 几 种 普 通 稠 油 的 粘 度 降 低 6%7 — .%7 。但未见现场实施。 首次报道了一种油溶性降粘剂 ;< 在 文献 ［!"］ 稠油生产井中的应用。 ;< 是由丙烯酸高级混合酯 裂解油、 轻质油、 表面活性剂等复配的 <( 和由混苯、 有机混合溶剂 ;B 按 - C . 的体积比混合而成。在含 水量 8%7 以下的稠油井， 一般按产油量的 ’7 左右从 井口固定装置上连续加入 ;<， 可使被试三高稠油 万方数据 ・ ’%D时的粘度由 -%%—# %%% /01 2平均下降 " @ ’7 。
报道专门用于稠油开采及管输的油基降粘剂。他们 提出一种由乙烯、 9烯基酯和 ! 9烯基磺酸盐制成的 ! 具有下述结构的三元共聚物 （其中 :- 、 :# 、 :$ 为 ; 或 <- — <! 的烷基， 三者可相同或不同； + 为 =1 > 、 粘均相对分子质量为 #% %%%—-%% %%%） ： <1# > ；
稠油具有特殊的高粘度和高凝固点特性， 在开 发和应用的各个方面都遇到一些技术难题。 就开采技术而言， 胶质、 沥青质和长链石蜡造成 原油在储层和井筒中的流动性变差， 要求实施高投 入的三次采油工艺方法。高粘高凝稠油的输送必须 采用更大功率的泵送设备， 并且为了达到合理的泵 送排量， 要求对输送系统进行加热处理或者对原油 进行稀释处理。 就炼化技术而言， 重油中的重金属会迅速降低 催化剂的效果， 并且为了将稠油转化为燃料油， 还需 要加入氢， 从而导致炼化成本大大增加， 渣油量大， 硫、 氮、 金属、 酸等难处理组份含量高， 也是炼油厂不 愿多炼稠油的原因。可见， 稠油的特殊性质决定了 稠油的采、 输、 炼必然是围绕稠油的降粘降凝改性或
丙烯酸高级酯+烷基苯乙烯共聚物 乙烯+醋酸乙烯酯共聚物 乙烯共聚物 乙烯+醋酸乙烯酯共聚物 乙烯+醋酸乙烯酯共聚物 乙烯+醋酸乙烯酯+丙烯磺酸钠共聚物 甲基丙烯酸高碳混合醇酯共聚物 乙烯+醋酸乙烯酯共聚物 丙烯酸高碳醇酯共聚物 有机溶剂 DB E 降凝剂 /8