环保型原油破乳剂与清防蜡剂的研制、室内评价及应用

摘要

随着油田大面积采取增加注水、注蒸汽提高油井产量的措施的实施,油井采出液含水率迅速上升；同时,近年来随着三次采油技术的快速发展,以及各种采油助剂的大量应用,使得原油的采出液组成变得更加复杂,致使原油的高效快速破乳已经成为影响采油成本、原油质量、产量和控制油田环境污染的关键技术。因此,研究、开发、生产和应用新型高效原油破乳剂具有十分重要的意义。 本文以丙烯酸系单体及苯乙烯为原料,采用无皂乳液聚合方法合成一种新型的不含烷氧基的破乳剂。该破乳剂原料价廉易得,不使用易燃易爆的环氧乙烷、环氧丙烷为原料,且合成工艺简单,有较好的开发应用前景。 通过单因素实验及正交试验确定了丙烯酸(AA),甲基丙烯酸(MAA),丙烯酸丁酯(BA),甲基丙烯酸甲酯(MMA),苯乙烯(St)五种单体的最佳质量配比为1.2:0.8:9.0:10.0:4.0。探讨了合成过程中水量、引发剂、反应时间、合成温度等因素对合成产物性能的影响,并确定了最佳反应条件：溶剂水量80％；反应时间3h,反应温度75℃；pH调节剂0.4％,引发剂0.5％。 通过与商品破乳剂的脱水特性(脱水量及脱出水色)对比测试。结果表明,合成破乳剂破乳性能良好。并利用协同配伍作用提高了破乳剂的性能。 以复配破乳剂与其它油田助剂配制压裂液,通过性能测试调节不同助剂的用量,改善压裂液性能,并与商品破乳剂配制的压裂液进行了室内评价对照。结果表明,复配破乳剂与压裂液中其它助剂配伍性良好,可用于现场施工,且对地层的污染和伤害小。 原油在开采过程中,随着温度和压力的下降,原油中的蜡会逐渐析出并沉积在井壁周围和生产套管内,对储油层造成伤害,制约油田的正常生产。所以,油井清蜡和防蜡是采油工艺中一个必不可少的环节。为此,本文通过对清蜡溶剂、表面活性剂及助剂的优选,制备了除蜡能力强、稳定性好的水基乳液型清防蜡剂。密度0.95g/cm3,溶蜡速率0.4328g·L-1·min-1,饱和溶蜡量2.9244g。并针对乳液型清防蜡剂在冬季冻结现象进行了防冻处理,进一步提高了清防蜡剂的性能。用于油井现场施工,清蜡、节能效果显著。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究目的和意义

1.2原油乳状液的形成及稳定性

1.2.1原油乳状液的形成

1.2.2原油乳状液的成膜物质

1.2.3原油乳状液稳定的原因

1.3原油乳状液的危害

1.4原油乳状液的破乳方法

1.4.1机械破乳法

1.4.2物理破乳法

1.4.3化学破乳法

1.5破乳剂的破乳机理

1.6原油破乳剂国内外研究现状

1.6.1国外原油破乳剂的发展简史

1.6.2我国原油破乳剂的研究应用状况

1.6.3油田常用破乳剂

1.6.4破乳剂的发展及存在的问题

1.7压裂液概述

1.7.1压裂液的作用

1.7.2压裂液应具备的基本性能

1.7.3压裂液的发展现状

1.7.4压裂液的组成

1.7.5压裂液研究的发展方向

1.8论文研究的主要内容

2无皂乳液聚合方法合成五元共聚破乳剂

2.1无皂乳液聚合简介

2.2实验部分

2.2.1实验试剂

2.2.2实验仪器

2.2.3实验方法

2.3结果与讨论

2.3.1 St的用量对破乳剂性能的影响

2.3.2 BA的用量对破乳剂性能的影响

2.3.3 MAA的用量对破乳剂性能的影响

2.3.4 MMA的用量对破乳剂性能的影响

2.3.5引发剂用量对破乳剂性能的影响

2.3.6反应温度对破乳剂性能的影响

2.3.7 pH调节剂的用量对破乳剂性能的影响

2.3.8单体最佳配比的正交试验

2.3.9反应时间的确定

2.3.10水量的确定

2.3.11红外谱图解析

2.3.12破乳剂用量对脱水率的影响

2.3.13不同温度脱水实验对比

2.3.14不同含水量乳化原油脱水实验对比

2.3.15破乳剂的复配研究

2.4小结

3压裂液配方设计与室内评价

3.1试剂与仪器

3.1.1试剂

3.1.2仪器

3.2样品制备

3.2.1基液配制

3.2.2交联液配制

3.2.3冻胶配制

3.3稠化剂的优选

3.4杀菌剂的优选

3.5压裂液破胶水化实验

3.5.1交联比对压裂液性能的影响

3.5.2交联液的组成对压裂液性能的影响

3.5.3破乳剂用量对压裂液性能的影响

3.6小结

4防冻乳液型清防蜡剂的研制及应用

4.1概述

4.2.化学药剂清防蜡技术

4.3实验部分

4.3.1 试剂

4.3.2仪器

4.3.3实验方法

4.4结果与讨论

4.4.1溶剂的选择

4.4.2乳液的配制

4.4.3防冻性能改进

4.4.4现场应用

4.5小结

5结论与建议

5.1主要结论

5.2 建议

致 谢

参考文献

附录