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塔河油田TK1073井稠油降粘剂的合成及评价

作　者: 耿毅
导　师: 姜翠玉；刘慧英
学　校: 中国石油大学
专　业: 化学
关键词: 甲基丙烯酸丁酯,苯乙烯,马来酸酐三元共聚物塔河稠油油溶性降粘剂
分类号: TE868
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着国内油田的全面开发,稠油的开采范围和程度越来越大。稠油具有密度高、粘度大,胶质和沥青质含量高的特点,这些特点给稠油的生产和输送带来了极大的困难。因此,研制一种能够有效降低稠油粘度的降粘剂具有重要的理论和现实意义。塔河10区稠油是典型的超稠油,具有稠油“三高一低”的特点。降低该稠油粘度的关键是合成针对性强的化学降粘剂。在参考国内外有关降粘剂文献的基础上,合成了一种适用于塔河稠油的降粘剂,确定了药剂最佳合成条件,并对其进行了表征和性能评价,初步探索了降粘剂的降粘机理。选择苯乙烯、甲基丙烯酸丁酯和马来酸酐作为聚合反应的单体,甲苯为溶剂,偶氮二异丁腈为引发剂合成油溶性的降粘剂,并对其降粘效果进行了评价测试。试验探讨了单体配比、反应温度、引发剂加量、反应时间等条件对产物性能的影响,并确定了最适宜反应条件为:反应温度70℃,反应时间7h,引发剂加量3‰,甲基丙烯酸丁酯:苯乙烯:马来酸酐单体的物质的量之比为8:3:1.5。通过IR对合成的聚合物的结构和组成进行了表征。通过对原油的胶质沥青质做红外分析对油溶性降粘剂降粘机理进行了初步探索,实验结果表明降粘剂分子主要通过与胶质和沥青质的作用来降低粘度。同时,降粘剂分子的特性粘数、极性基团和酯链都会影响到降粘剂的降粘效果。从加药温度、加药量、与表面活性剂的复配以及与破乳剂的配伍性等方面对降粘剂进行了降粘效果评价,降粘剂与表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵的复配效果较好,当十六烷基三甲基溴化铵占复配药剂的质量分数为35%时,降粘效果已较好并满足生产要求,降粘率可达到39%。对原油进行了加药前后的流变测试和粘温测试,通过对比实验,自制降粘剂降粘效果好于现场在用降粘剂的降粘效果;考察了不同加量下降粘剂对原油破乳实验的影响,经过测试,复配降粘剂与破乳剂有良好的配伍性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章前言  10-23
  1.1 选题背景及意义  10-11
  1.2 稠油概述  11-13
    1.2.1 稠油的定义  11
    1.2.2 稠油的特点  11-12
    1.2.3 稠油分类标准  12-13
  1.3 塔河稠油的高粘原理  13-15
  1.4 稠油的输送方法比较  15-17
  1.5 油溶性降粘剂的研究进展  17-20
    1.5.1 国外油溶性降粘剂研究状况  17-18
    1.5.2 国内油溶性降粘剂研究状况  18-20
    1.5.3 油溶性降粘剂的类型  20
  1.6 稠油油溶性降粘剂研究趋势  20-22
    1.6.1 存在的问题  20-21
    1.6.2 稠油降粘剂的发展趋势  21-22
  1.7 研究目标和主要内容  22-23
    1.7.1 研究目标  22
    1.7.2 主要内容  22-23
第二章稠油降粘剂实验研究  23-31
  2.1 实验耗材  23-24
    2.1.1 实验仪器  23
    2.1.2 实验试剂  23
    2.1.3 实验油样  23-24
  2.2 稠油降粘剂分子的结构设计  24-25
  2.3 聚合反应原理  25
  2.4 溶剂的确定  25-26
  2.5 引发剂的确定  26-27
  2.6 三元共聚物的合成方法  27
  2.7 三元共聚物产品的纯化  27
  2.8 聚合物特性粘数的测定  27-28
  2.9 丙烯酸长链酯的制备  28
  2.10 降粘剂性能评价实验  28-31
    2.10.1 油样的配置  29
    2.10.2 降粘剂性能评价的方法  29
    2.10.3 降粘剂与其他药剂的复配  29-30
    2.10.4 复配降粘剂与破乳剂的配伍性  30-31
第三章稠油降粘剂的合成及降粘机理初探  31-53
  3.1 降粘剂的合成  31-40
    3.1.1 单体用量的确定  31-33
    3.1.2 甲基丙烯酸正丁酯的用量对产品降粘性能的影响  33-34
    3.1.3 马来酸酐用量对产品降粘性能的影响  34-35
    3.1.4 反应温度对聚合物降粘性能的影响  35-36
    3.1.5 反应时间对聚合物降粘性能的影响  36-37
    3.1.6 引发剂用量对降粘性能的影响  37-38
    3.1.7 引发剂加入方式对产品降粘性能的影响  38-39
    3.1.8 溶剂用量对产品降粘性能的影响  39-40
  3.2 聚合物特性粘数对降粘性能的影响  40-43
    3.2.1 粘度法测聚合物的特性粘数  40-42
    3.2.2 一点法测定聚合物的粘性特数  42
    3.2.3 特性粘数对降粘性能的影响  42-43
  3.3 降粘剂的表征  43-44
  3.4 降粘剂的降粘机理初探  44-50
    3.4.1 TK1073 稠油中胶质和沥青质的结构分析  44-47
      3.4.1.1 胶质和沥青质的分离方法  45
      3.4.1.2 胶质的红外分析  45-46
      3.4.1.3 沥青质的红外分析  46-47
    3.4.2 降粘剂对胶质和沥青质的影响  47-50
      3.4.2.1 降粘剂对胶质的影响  47-48
      3.4.2.2 降粘剂对沥青质的影响  48-50
  3.5 降粘剂极性对降粘效果的影响  50-51
  3.6 酯链长度对降粘效果的影响  51
  3.7 本章小结  51-53
第四章降粘剂的性能评价及降粘采出液性质研究  53-70
  4.1 降粘剂的性能评价  53-55
    4.1.1 油样掺稀比对稠油粘度的影响  53
    4.1.2 加药温度对稠油粘度的影响  53-54
    4.1.3 加药量对稠油降粘的影响  54-55
  4.2 稠油降粘剂的复配  55-59
    4.2.1 复配药剂的选择  55-57
    4.2.2 复配型稠油降粘剂组分比例优化  57-58
    4.2.3 复配型降粘剂的对产品降粘性能的影响  58-59
  4.3 降粘采出液流变性实验  59-64
    4.3.1 稠油剪切稳定性测试  59-64
  4.4 降粘剂对稠油沉降脱水性能的考察  64-68
    4.4.1 破乳剂的筛选  64-65
    4.4.2 油溶性降粘剂对原油脱水的影响  65-66
    4.4.3 油溶性降粘剂对降粘采出液热稳定性的影响  66-68
  4.5 复配型降粘剂广谱性研究  68
  4.6 本章小结  68-70
结论  70-71
参考文献  71-75
致谢  75

塔河油田TK1073井稠油降粘剂的合成及评价

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