孟 浩，郑延成，潘 登，吴少明

(长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州 434023)

我国稠油资源丰富，具有较高的开采价值，但稠油凝固点高，黏度大，流动性差，给原油的开采和输送增加了困难。目前稠油的降黏一般采用化学降黏方法，主要包括乳化剂降黏和油溶性降凝剂降黏2种方式［1－3］。其中乳化降黏是通过加入O/W型表面活性剂，或利用原油中的石油酸与碱反应所生成的乳化剂，使W/O型乳状液转变成O/W型乳状液，从而达到降黏的目的。而油溶性降凝剂可抑制蜡网状结构的形成，使稠油表观黏度有一定幅度的下降，从而改善原油的流动性。若降凝剂与乳化剂相互作用，可增强降黏效果［4］。

针对青海油田普通稠油蜡含量高、举升过程中结蜡堵塞抽油管等问题，在对原油组成及黏温性能进行分析的基础上，选取具有降凝作用的丙烯酸十八酯类共聚物和具有降阻作用的非离子表面活性剂，考察它们对原油凝固点和黏度的影响，并予以优化，得到适合青海油田高蜡普通稠油的降黏体系。

1 实验部分

1.1 原料及仪器

丙烯酸十八酯均聚物(Am)、丙烯酸十八酯－苯乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(AVS)，实验室自制［5］;失水山梨醇油酸酯(SP80)、润湿剂 KT、渗透剂JFC，均为非离子表面活性剂，荆州天合科技有限公司;QS原油，取自青海油田，凝固点32 ℃，含蜡量11.8%，参照 SY/T 5119—2008《岩石中可溶有机物及原油族组分分析》测得原油族组成为:饱和组分56.51%、芳香组分20.48%、胶质 10.19%、沥青质 12.82%。

DV－II黏度计，Brookfield公司;石油产品凝点试验器，上海石油仪器厂;电子天平;水浴锅。

1.2 实验方法

1.2.1 凝固点测试

使用石油产品凝点试验器，参照GB/T 510—1983《石油产品凝点测定法》测定QS稠油的凝固点。测定前需加热至50℃并恒温10 min，待化学剂与蜡晶完全作用后进行测试。

1.2.2 降黏率测定

原油开采过程中含有一定量的水。称取一定量的QS稠油，控制油水质量比为7∶3，在室温下搅拌均匀，待油样充分混合后，采用Brookfield黏度计测定黏度。降黏率计算公式如下:

式中，υ为降黏率，%;η0为不加降黏剂时的黏度，mPa·s;η1为加降黏剂后的黏度，mPs·s。

2 结果与讨论

2.1 温度对稠油黏度的影响

取一定量QS稠油，测定不同温度下原油的黏度，结果见图1。

图1 温度对QS稠油黏度的影响

从图1可以看出，随着温度的升高，稠油的黏度先急剧降低后缓慢减小。40℃时稠油黏度为613 mPa·s。

2.2 加碱量对稠油黏度的影响

取一定量稠油，改变体系中氢氧化钾(AK)的质量分数，搅拌均匀后测定40℃时的黏度，结果见图2。QS稠油的黏度随加碱量的增加而先减小后增大。当碱的加量为0.07%时，稠油黏度为465.1 mPa·s，为最佳加碱量。加碱降黏的主要机理是:稠油中含有大量的有机酸，与碱反应生成表面活性物质，在有水存在的情况下，与原油形成低黏的O/W型乳状液，从而达到降黏效果。碱的加量应适宜，加碱量太少，只有少量有机酸转化为活性物质吸附在油水界面，另一部分未皂化的有机酸仍存在于油相中，未发生从W/O型到O/W型的转变;若加碱量过多，由于有机酸全部皂化，已经形成的阴离子基团相互排斥，界面吸附膜稀疏，界面压较低，不能完全将沥青质聚集体从临界面上顶替下来，难实现O/W乳状液转化，导致黏度上升［6］。

图2 加碱量对QS稠油黏度的影响

2.3 降黏剂的筛选

2.3.1 单一降黏剂

取一定量的QS稠油，加入降黏剂Am、AVS、SP80、KT、JFC以及甲苯，改变降黏剂的用量，测定稠油凝点和40℃时的黏度，结果如表1所示。

表1 单一降凝剂对QS稠油黏度及凝固点的影响

三聚物AVS的降黏效果最好，甲苯的降黏效果最差。同时随着QS稠油黏度的降低，凝固点也有所下降。QS属于高蜡原油，油溶性降凝剂(三聚物AVS、单聚物Am)同时具有与蜡分子共晶的非极性部分和使蜡晶晶型产生扭曲的极性部分［7］，能抑制蜡网状结构的形成，降低QS稠油的凝固点。其中由于三聚物分子在高温下其较强的极性和渗透性作用，能与胶质－沥青质聚集体发生作用，故降黏效果明显;单聚物极性弱，渗透性差，高温下会溶胀增黏，低温下会改善蜡晶的结晶性能而具有微弱的降黏性能［8］。非离子活性剂(SP80、KT、JFC)通过在蜡晶表面吸附而降低原油凝固点，且能与原油形成O/W型乳状液而降低原油黏度。甲苯为有机溶剂，能够溶解蜡晶，减少原油中的析蜡量，增加蜡的分散度，且蜡分散后的表面电荷相互排斥，不易聚集形成三维网状结构，从而降低凝固点及黏度［9］。

单一降黏剂与碱复合作用时降黏效果增强，其中AVS、JFC及KT加碱后对QS稠油的降黏效果较为明显。碱加量为0.07%时，AVS、JFC和KT与碱复合作用时的降黏效果如图3所示。

图3 碱与降黏剂复合作用的降黏效果

从图3可以看出，AVS+AK体系的降黏效果最好，AVS的质量浓度为600 mg/L时降黏率达66.4%。

2.3.2 降黏剂的复配

为了探究降黏剂之间的复配效果，取AVS、Am、SP80及KT 4种单剂两两复配，测试其协同作用。取一定量的QS稠油，加入质量浓度为300 mg/L的复合降黏剂(质量比1∶1)，再加入质量分数为0.07%的碱，测定加碱前后40℃下的黏度，结果见表2。

表2 复配降黏剂对QS稠油黏度的影响

KT+AVS和SP80+AVS这2种复配体系的降黏效果好，且加碱后的黏度明显低于加碱前。碱能与降黏剂相互作用，增强降黏效果，这是因为碱与石油酸等生成表面活性物质，有利于形成O/W型乳状液。

2.3.3 降黏剂体系加量对黏度的影响

在QS稠油中加入AK，然后加入复配降黏剂，m(KT)∶m(AVS)∶m(SP80)=1∶1∶1，改变复配降黏剂的加量，测定QS稠油在40℃下的黏度，结果如图4所示。

图4 复配降黏剂用量对QS稠油黏度的影响

从图4可以看出，随着复配降黏剂质量浓度的增加，QS稠油的黏度降低。当降黏剂的质量浓度为600 mg/L时，QS稠油的黏度为90 mPa·s，降黏率为85.3%，此时复配剂对稠油QS的降黏效果最佳。

3 结论

1)温度是影响稠油黏度的重要因素，QS稠油的黏度随温度的升高而下降。

2)碱能中和石油中的酸性组分，生成O/W乳化剂，有利于形成O/W型乳状液，从而达到降黏效果。

3)降黏剂单剂中，三聚物AVS的降黏效果最好。600 mg/L AVS+0.07%AK体系的降黏率达66.4%。

4)QS稠油的复合降黏剂配方为600 mg/L复配降黏剂+0.07%AK，复配降黏剂中 m(AVS)∶m(KT)∶m(SP80)=1∶1∶1，降黏率达 85.3%。

［1］周风山，吴瑾光.稠油化学降粘技术研究进展［J］.油田化学，2001，18(3):268 －272.

［2］柳荣伟，陈侠玲，周宁.稠油降粘技术及降粘机理研究进展［J］.精细石油化工进展，2008，9(4):20 －25，30.

［3］赵素惠，王永清，赵田红.稠油化学降粘法概述［J］.化工时刊，2005，19(8):64 －66.

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［7］赵福麟.油田化学［M］.山东东营:中国石油大学出版社，2007:255－256.

［8］朱静，李传宪，辛培刚.降粘剂结构对稠油降粘效果的影响［J］.石油化工高等学校学报，2011，24(3):39 －42.

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