延长原油低温流动性改进研究

摘要

原油是有多种烃类和非烃类化合物组成的复杂混合物，其中烃类化合物中重要的组成部分为石蜡。我国大部分油田原油属于高含蜡原油，含蜡量在20％左右，有的甚至高达40％。当温度达到或者低于原油凝点时，由于蜡结晶和凝胶形成的多相矩阵，含蜡原油表现出较高的凝点和非牛顿流体特征。在生产、运输和储存过程中，结蜡导致了原油的粘度的急剧增加，是造成原油管输困难的主要原因。通过管道进行含蜡原油的输送时，预处理是非常重要的一个环节。其中，添加可使原油易于输送的流动性改进剂是预处理的重要手段之一。流动性改进剂因其成本较低、方便操作和种类多样而被大家关注。流动性改进剂、晶型控制剂和降凝剂等化学药剂在降低原油表观粘度、原油凝点和改善原油流动性差等方面得到了广泛的使用。
　　本文首先对原油组分以及组分之间的相互作用进行了研究。利用柱色谱分离法、傅里叶红外光谱、紫外分光光度法、差示扫描量热法和偏光显微分析等表征方法及手段对延长油田3种不同原油进行分离分析，考察延长原油不同组分特征及其析蜡行为。结果表明：不同原油之间的组分差异较大；原油中含有能够抑制蜡晶析出的组分；冷却结晶时，原油中高极性组分可以使蜡晶颗粒数增多，尺寸减小，有效的减弱了蜡晶之间的缔合强度，削弱了蜡晶缔合形成大块蜡晶聚集体的倾向。进而，以脂肪酸和多胺为原料合成多胺酰胺以及多羟基酰胺类化合物，作为原油流动性改进剂评价了其分别对原油凝点和粘度的影响。实验结果表明：对于长2原油来说，浓度为500mg/kg，多胺酰胺类化合物PAA-7在温度为15℃时，降粘率可达74％;多羟基酰胺类化合物HAA-5和HAA-9在温度为20℃时，降粘率均可达93％；对于长6原油而言，浓度为500mg/kg，在5℃时PAA-24的降粘率为74％，在20℃时HAA-1的降粘率为61％；对延长管输原油而言，浓度为500mg/kg，在15℃时PAA-20的降粘率为75％，HAA-7在温度为20℃的降粘率为79％；在浓度为500mg/kg时，PAA-20和HAA-7对长2原油凝点的降幅分别为6.3℃和7.4℃;PAA-18和HAA-8对长6原油的凝点的降幅分别可达4.4℃和6.5℃;对延长管输原油而言，PAA-7和HAA-9可分别降低凝点9.3℃和5.4℃。最后，采用差示扫描量热法(DSC)分析考察了流动性改进剂对于原油的影响，同时将多胺酰胺类化合物加入不同产地的原油中进行性能评价。结果表明:多胺酰胺类化合物可以降低原油析蜡点和析蜡峰温;多羟基酰胺类化合物对非延长油田原油也有一定的降凝降粘效果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 原油的烃类组成

1．2．1 化合物组成

1．2．2 族组成

1．2．3 结构族组成

1．3 国内外原油流动性改进现状

1．3．1 原油组分分析

1．3．2 原油流动性改进

1．4 研究的目的与意义

1．5 研究的主要内容

1．6 创新点

第二章 延长油田长2原油组分特征研究

2．1 实验部分

2．1．1 材料及仪器

2．1．2 原油基本性质

2．1．3 实验方法及原理

2．2 结果与讨论

2．2．1 原油热重分析

2．2．2 沉积物红外分析

2．2．3 原油组分紫外分析

2．2．4 原油组分对蜡晶形态的影响

2．3 本章小结

第三章 延长油田长6原油组分特征研究

3．1 实验部分

3．1．1 材料及仪器

3．1．2 原油基本性质

3．1．3 实验方法与原理

3．2 结果与讨论

3．2．1 原油热重分析

3．2．2 沉积物红外分析

3．2．3 原油组分紫外分析

3．2．4 原油组分对蜡晶形态的影响

3．3 本章小结

第四章 延长管输原油组分特征研究

4．1 实验部分

4．1．1 实验材料及仪器

4．2 实验方法与原理

4．2．1 热重分析条件

4．2．2 原油组分分离

4．2．3 原油组分红外分析

4．2．4 原油组分紫外表征

4．2．5 差式扫描量热法(DSC)

4．2．6 蜡晶微观结构分析

4．3 结果与讨论

4．3．1 原油热重分析

4．3．2 沉积物红外分析

4．3．3 原油组分紫外光谱分析

4．3．4 原油及其饱和烃组分中蜡结晶

4．3．5 原油组分对其饱和烃组分中蜡结晶的影响

4．3．6 原油组分对蜡晶形态的影响

4．4 本章小结

第五章 多胺酰胺类化合物对延长原油流动性的影响

5．1 实验部分

5．1．1 实验药品与仪器

5．1．2 实验步骤

5．2 结果与讨论

5．2．1 多胺酰胺化合物的红外表征

5．2．2 降粘效果评价

5．2．3 降凝效果评价

5．2．4 延长管输原油的DSC分析

5．2．5 延长管输原油蜡晶微观结构分析

5．3 本章小结

第六章 多羟基酰胺类化合物对延长原油流动性影响

6．1 实验部分

6．1．1 实验药品与仪器

6．1．2 实验步骤

6．2 结果与讨论

6．2．1 多羟基酰胺类化合物的红外表征

6．2．2 多羟基酰胺类化合物的热重分析

6．2．3 降粘效果评价

6．2．4 降凝效果评价

6．2．5 延长管输原油微观蜡晶分析

6．2．6 延长管输原油DSC分析

6．2．7 多羟基酰胺类化合物对其他油田原油的影响

6．3 本章小结

第七章 总结与建议

7．1 总结

7．2 建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间研究成果