聚合物稠油降粘劑的制備與評(píng)價(jià)

發(fā)布時(shí)間：2020-06-14 20:22

【摘要】：本文分析了稠油開(kāi)采中常用的降粘方法,著重論述化學(xué)劑降粘法的機(jī)理及發(fā)展方向,針對(duì)目前油溶性聚合物和水溶性乳化劑兩類(lèi)化學(xué)降粘劑存在的不足,結(jié)合稠油油樣的特點(diǎn),進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)得到一系列產(chǎn)物,其中包括三種油溶性聚合物降粘劑:長(zhǎng)鏈雙酯-苯乙烯-醋酸乙烯酯三元聚合物(DMSS)、長(zhǎng)鏈雙胺化物-苯乙烯-醋酸乙烯酯三元聚合物(DASS)、兩親單體-丙烯酸十八酯-苯乙烯-醋酸乙烯酯四元聚合物(AOSV)和一種水溶性高分子乳化劑:乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-丙烯酰胺-烷基疏水單體聚合物(PMAH)。并通過(guò)相應(yīng)的紅外、核磁、熱重等對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征。以塔河稠油和勝利稠油為樣品,在0.8wt%加量和50℃的條件下,優(yōu)化摩爾比后的油溶性DMSS的凈降粘率可達(dá)到55.8%,效果略優(yōu)于常規(guī)SMA聚合物降粘劑的效果,表明油溶性聚合物中雙長(zhǎng)鏈烷基起著重要作用,提供多個(gè)附著點(diǎn),保證空間的延展性;同時(shí),作為一個(gè)屏蔽使瀝青質(zhì)聚集體的外圍變?yōu)榉菢O性環(huán)境,阻礙膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的聚集。此外,研究了烷基鏈長(zhǎng)(C12-C18)對(duì)降粘效果的影響,表明在聚合物中長(zhǎng)鏈比短鏈更具降粘優(yōu)勢(shì);含兩親單體的AOSV性能明顯提高,凈降粘率可達(dá)到71.4%,兩親分子具有很好的分散性和界面活性,促進(jìn)了油溶性聚合物中分子與稠油大分子間的相互作用。實(shí)驗(yàn)研究油溶性聚合物分子量發(fā)現(xiàn),油溶性聚合物的重均分子量(Mw)當(dāng)超過(guò)20000Da時(shí),反而呈現(xiàn)下降的降粘趨勢(shì),分子量起著至關(guān)重要的作用,控制較小的分子量對(duì)降粘效果是有利的。在水溶性高分子乳化劑的測(cè)試中,以油水比7:3,加量為0.08wt%時(shí),乳化降粘效果超過(guò)98%,在常規(guī)3300-45000mg/L礦化度下,對(duì)降粘效果影響較小;當(dāng)實(shí)驗(yàn)中的礦化度超過(guò)100178 mg/L時(shí),乳化效果明顯受到礦物離子的抑制。在耐溫測(cè)試中,180℃和24h處理后高分子乳化劑降粘率下降約3%,維持在95%以上,分子結(jié)構(gòu)在高溫下保持較好,依舊具有很好的乳化稠油能力。采用Materials studio軟件從分子模擬的角度研究油溶性聚合物降粘的作用機(jī)理,分別對(duì)油溶性聚合物系列和稠油重組分(膠質(zhì)和瀝青質(zhì))進(jìn)行建模,計(jì)算模擬得出:加劑前后的稠油重組分體系的密度變化和能量變化,證實(shí)密度從建模優(yōu)化后得1.06 g/cm3呈現(xiàn)降低趨勢(shì),最低可降到約1.01 g/cm3;體系的勢(shì)能降低和非鍵能明顯負(fù)向增長(zhǎng),證實(shí)稠油分子和聚合物發(fā)生相互作用形成了新的相對(duì)均勻的結(jié)構(gòu)體系,使粘度降低。在高分子乳化劑的乳化穩(wěn)定性機(jī)理中,針對(duì)稠油組分和乳狀液大小均勻性因素分析乳化穩(wěn)定,證實(shí)了瀝青和膠質(zhì)對(duì)乳狀液穩(wěn)定的有利性,具體稠油雜質(zhì)的含量對(duì)稠油乳化的影響還需結(jié)合實(shí)際研究;實(shí)驗(yàn)通過(guò)乳狀液的光學(xué)電鏡分析,適當(dāng)提高濃度可以改善乳狀液大小和分布,小而緊密的乳液分布對(duì)乳化穩(wěn)定極其有利的。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TE39
【圖文】：