魏强

(重庆科技学院石油与天然气工程学院2011级石油工程试点班,重庆 401331)

新型清防蜡剂CP-1系列研制

魏强

(重庆科技学院石油与天然气工程学院2011级石油工程试点班,重庆 401331)

蜡在油层条件下通常以溶解态存在,然而在开采过程中,含蜡原油沿着油管上升,随着压力不断降低,以及轻质组分的不断逸出,当原油接触到一个温度低于临界浊点的表面时,即出现蜡沉积。蜡沉积的机理有若干种,其中占主导地位的是蜡分子向冷表面(管壁)分子的扩散作用和已经结晶的蜡的剪切扩散作用。蜡晶呈薄片状,并形成固态的三维网络,故蜡晶结构在一定温度下,有一定的牢固性,结在管道中,会造成原油流动阻力增大,直接影响产量和能耗,严重时会造成停产,故清防蜡是维持正常开采及输送的必要措施。

清防蜡剂 研制

1 实验部分

1.1 试剂及实验

试剂:乙二醇单丁醚(BCS);环己烷、甲苯、、NaOH、OP-10;正辛醇、煤油、平平加、吐温、石蜡;仪器:秒表;恒温水浴;CP213电子天平;JJ-1 精准定时搅拌器;大、小量杯各两个,试管、烧杯若干;

(1)油相试剂的配置:将煤油、甲苯、乙二醇单丁醚(BCS)、正丁醇按照52%、30%、15%、3%的比例进行配制,在40℃下进行溶解;(2)水相试剂的配置:将水、吐温、NaOH按照97.5%、1%、1.5%的比例进行配制,在40℃下进行溶解;(3)在40℃恒温水浴锅中将油相试剂和水相试剂按7:3的比例进行混合,取相应剂量的水相试剂放入烧杯中,在搅拌的条件下将相应剂量的油相试剂缓慢加入到水相试剂中,然后再搅拌5分钟,即制备出乳液型清防蜡剂。

1.2 性能测试(溶蜡速率测定)

将工业白蜡粉碎,准确称取2g粉末,放人100mL的烧杯中,放人烘箱内,将温度调到90℃,20分钟后,待蜡完全溶解后取出冷却,使石蜡凝结。加人20mL清防蜡剂,在40℃下,搅拌速度为120r／min,记录蜡完全溶解时间。

1.3 防蜡率测定

清防蜡剂效果的测定参考中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5798-93“原油防蜡剂评定方法-蜡沉积测试仪法”及部分文献[3][4]等,结合实验室条件,自制不锈钢结蜡管,按如图所示的装置测定防蜡效果。

根据加入清防蜡剂前、后蜡量的变化,可以评价该清防蜡剂对结蜡的抑制效果。本实验用清防蜡率R 表示防蜡效果:(M0:原油中不加清防蜡剂时的结蜡量,g;M1:原油中加入清防蜡剂后的结蜡量,g)。

2 乳液型清防蜡剂的研制

2.1 油基清蜡剂的研制

2.1.1 几种单一溶剂的溶蜡速率和饱和溶蜡量

将乙二醇单丁醚、环己烷、苯、甲苯、二甲苯作为油基溶蜡剂,采用以上溶蜡速率和饱和溶蜡量的测定方法,分别测出每一种清蜡剂的溶蜡速率和饱和溶蜡量,测定结果显示,在不饱和状态下石油醚、环己烷、苯、甲苯、二甲苯的溶蜡速率都在6-11(mg/ml.min)之间,乙二醇单丁醚的溶蜡速率较慢为1．69(mg/ml.min)。石油醚、环己烷、苯、甲苯、二甲苯的溶蜡速率都比较快,乙二醇单丁醚的溶蜡速率较慢。含有苯环的物质饱和溶蜡量较大。这是由于苯环可作为晶核,在石蜡的晶核析出前,它已经大量析出,使结晶蜡以分散状态而溶解于含有苯环的物质中。

2.1.2 油基溶蜡剂配方优选

甲苯的溶蜡速率快、饱和溶蜡量大,但甲苯毒性较大,为了研制低毒清蜡防蜡剂,实验过程中采用溶蜡速率作为评价有机溶蜡剂的指标,测定温度为40℃时有机溶蜡剂的溶蜡速率,正交结果受到甲苯、乙二醇丁醚、正辛醇三种含量影响。选择L9-3-4正交表安排实验,分析得出:有机溶蜡剂最佳配方为:30%甲苯、3%乙二醇单丁醚、3%正辛醇加到煤油配成一升有机溶蜡剂。

2.1.3 溶蜡效果评价

将实验结果较好的配方与最佳配方的有机溶蜡剂进行饱和溶蜡量测定实验并将正交试验结果得出的最佳配方与另外两种配方有机溶蜡剂的溶效果比较,可分析出最优配方为:30%甲苯、3%乙二醇单丁醚、15%正辛醇加到煤油配成一升有机溶蜡剂。

2.2 乳液型清防蜡剂

2.2.1 乳液型清防蜡剂中水相选择

将最佳配方与3种配方的水相以1:1配制成乳液型清防蜡剂,在35℃条件测定其饱和溶蜡量。对比三种水相配方的饱和溶蜡量可以看出,最佳水相配方为:1%吐温+1.5%NaOH+97.5%水。

2.2.2 油相与水相的体积比对乳液型清防蜡剂的影响

水相能促使石蜡由W/O型乳液转变成O/W型乳液,既起到降黏的作用,又能很好的分散石蜡。同时水相对溶蜡效果、乳液稳定性有影响。将水相和油相按不同比例混合,测定其溶蜡速率、饱和溶蜡量和乳液分层时间。水相分别为30、40、50时饱和溶蜡量分别为250、162.5、57.5(单位:mg/ml)分层时间大约为12、12、6(单位:小时)。油相和水相的比为7:3配制成的乳液型清防蜡剂的溶蜡效果和稳定性最好。

2.2.3 防蜡率的性能分析

选取7:3配制成的乳液型清防蜡剂进行溶蜡实验,将200ml原油和30克蜡溶液混在60度的恒温水浴中,在里面分别加入和不加抑制剂,分两组做,机械搅拌10min,使加入原油体系中的抑制剂能够充分溶解,静置。冷水温度为25度,考察防蜡性能。加入乳液型清防蜡剂析出的蜡量为10.09g,不加入乳液型清防蜡剂析出的蜡量15.06g。

3 结语

从实验看出:有机溶蜡剂最佳配方为:30%甲苯、3%乙二醇单丁醚、3%正辛醇加到煤油配成一升有机溶蜡剂。乳液型清防蜡剂水相配方为:1%吐温+1.5%NaOH+97.5%水。油相和水相的比为7:3配制成的乳液型清防蜡剂的溶蜡效果和稳定性最好。加入乳液型清防蜡剂较不加入乳液型清防蜡剂有更好的防蜡性能。

从长远来看,尽管目前国内一些油田及研究这方面产品的机构,公司等,对含蜡油田的蜡沉积及蜡清除开展了广泛的研究,但仍然有许多需要解决的问题,本实验小组在实验时也遇到了一些难以解决的问题,故今后在清防蜡研究方面:(1)推动开发清防蜡研究工作,开发出更加实用的清防蜡剂。(2)开发性能优越、价格低廉的清蜡材料,提高清蜡效率。

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Under the reservoir condition,Wax is usually dissolved, however in the mining process of waxy crude oil, along with the pressure decrease,and the continued escape light components of crude oil, when the surface exposed to a temperature below the critical cloud point, namely the wax deposition.There are several kinds of mechanism of wax deposition, which is dominated by the wax molecules to the cold surface shear diffusion molecules and have crystallized wax diffusion. Wax crystal was a thin sheet, and the formation of a three-dimensional network of solid, so the wax crystal structure is solid.when it is noded in the pipeline at a certain temperature.It will cause the oil flow resistance increases, which directly affects the output and energy consumption.The well can be shutdown when the situation become serious , the wax removal is necessary for the maintenance of normal production and measures transport.

the experience Paraffin solvent

魏强(1992,8-) 性别:男,民族:汉,籍贯:河南省林州市,学历:学士,研究方向:石油工程(油藏)。