耐盐性PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂流变性

采用丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AM/AMPS)共聚物接枝纳米Fe_(3)O_(4)合成了一种PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂,并利用动态流变仪研究了PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂的剪切稀释性,分析了纳米Fe_(3)O_(4)、盐含量及剪切作用对其流变行为的影响规律。结果表明:PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂的粒径为100~500 nm、黏均分子质量为4.99×10^(6)g/mol;在30℃下,剪切速率大于0.3 s^(-1)时PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂表现出显著的剪切稀释特征,该减阻剂具有更复杂的微观结构,其超临界质量分数为0.035%,相比空白聚合物表现出更优良的增黏性能和黏弹性;由于AMPS含有耐温耐盐基团,在NaCl和CaCl2质量分数分别为10%和5%的条件下,PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂黏度保留率分别为69%和53%,表现出了较强的耐盐性;同时,该减阻剂在剪切速率1000 s^(-1)条件下剪切3600、7200 s后的黏度回复率分别为100%和94%,表现出良好的耐剪切性。

一体化多功能减阻剂的研究与应用

传统压裂液一般是以减阻剂为核心,配合使用防膨剂、助排剂等多种添加剂而形成的溶液体系,配液流程复杂,体系配伍性以及稳定性不佳,并且对储层伤害高。为解决传统压裂液存在的问题,文章以反相乳液聚合法合成了一种兼具减阻、携砂、助排、防膨、低伤害等性能的一体化多功能减阻剂JHFR-Ⅱ,并对其进行室内试验及现场施工。室内实验结果表明:JHFR-Ⅱ溶液黏度在1.0~90.0 mPa·s可调,岩心渗透率的伤害率低于20.0%。优选出0.10%的JHFR-Ⅱ溶液作为减阻水,在储层矿化度下,减阻率达73.2%;优选出0.40%的JHFR-Ⅱ溶液作为携砂液,其携砂能力为清水的90倍,破胶液黏度低于5.0 mPa·s,表面张力低于28.0 mN/m,防膨率高于85%。通过现场施工表明,JHFR-Ⅱ减阻剂不但能够满足致密油气藏大规模体积压裂施工的减阻和携砂需求,还可以用于常规以及其他非常规油气藏的复杂缝网压裂中。一体化多功能减阻剂JHFR-Ⅱ具有一剂多效的特点,其单剂水溶液即可作为压裂施工液体,在压裂施工作业中可有效简化操作流程,降低施工成本。

成品油管道减阻剂应用效果研究

减阻剂是成品油长输管道中重要的节能降耗手段之一。现有研究并未对减阻剂的机理和影响因素给出明确定论,且很少在成品油管道开展相关研究。依托西南成品油管道都匀至贵阳段,选取了雷诺数以及减阻剂加注质量分数进行减阻率的应用效果分析,总结了三者之间的变化关系。最后选定经验公式对三者进行了公式拟合,最大误差为10%,可以较好地指导实际生产应用。

输油管道用聚α-烯烃类减阻剂的研究进展

聚α-烯烃类减阻剂是一种广泛用于输油管道中的化学添加剂,属于油溶性减阻剂,只需要添加很少的量(一般以ppm计量),就可以有效减小油品在管道中的阻力,达到减阻增输的作用,从而显著提高了经济效益。文章中主要对于近年来聚α-烯烃类减阻剂的减阻机理、制备工艺(主要包括聚合方式和后处理方式)、以及主要的专利制备技术的研究进展进行了介绍,并对其在未来的发展前景进行了预测。

湍流减阻剂聚α-烯烃的流变性能实验研究

针对成品油长输管道中聚合物减阻剂流动性能差、注入系统容易堵塞等问题,采用旋转流变仪、电子显微镜和动态光散射系统,从微观和宏观角度分析了悬浮颗粒尺寸形态、温度和剪切速率对3种不同组分的直链聚α-烯烃油溶性减阻剂流变性能的影响。实验结果表明:在-4—40℃温度区间内,FLOMX减阻剂悬浮颗粒直径为100—200μm,紧密均匀排列,相互作用力较强,在剪切速率分别为5,10,50,100 s-1的条件下,黏度变化率分别对应为262.2%,251.3%,216.1%,230.2%;减阻剂СНИТРЕН4110和СНИТРЕН2110的悬浮颗粒直径小,且黏度变化率较小,即减阻剂悬浮颗粒尺寸与其黏温性能呈负相关。基于以上研究结果,可知聚合物减阻剂最佳注入温度区间为25—40℃,且注入时应提高剪切速率(>30 s-1),以此提高成品油管道湍流减阻剂的注入效率。

可降解微交联减阻剂的开发及应用

针对常规线型减阻剂配制中高黏滑溜水时增黏能力弱、使用量偏高的问题,在线型减阻剂分子结构中引入了含丙烯酸酯键的交联结构,开发了可降解微交联减阻剂。实验结果表明,该微交联减阻剂能在30~40 s溶解,减阻率可达70%以上;微交联减阻剂增黏能力较线型减阻剂更强,但添加量超过0.4%(w)后,滑溜水黏度增加趋势变缓;黏度要求10~30 mPa·s时,微交联减阻剂比线型减阻剂的加量(w)下降20%~30%;相比线型减阻剂,微交联减阻剂配制的滑溜水有更高的屈服强度、更长的松弛时间以及更高的弹性模量与黏性模量比值,表明微交联减阻剂配制的滑溜水中弹性特征占比更高;微交联减阻剂配制的滑溜水动态支撑剂运移距离更远、铺砂剖面更好;微交联减阻剂在地层水中能够发生降解,90℃下48 h后滑溜水黏度下降率超过80%;微交联减阻剂现场应用效果良好,相比常规减阻剂用量下降20%以上。

寒区混输管道原油减阻剂筛选及经济效果评价

针对寒区输油管道热处理输送混合原油能耗损失大的问题,进行减阻剂的筛选复配和经济评价研究。筛选出了合适的减阻剂单剂并复配出对混合原油减阻效果最优配方,确定了最优加剂温度和最优加剂量。结果表明:DE-861、QF-C与DE-836复配比例为3∶1∶1时,在加剂量为20 mg·kg^(-1)和加剂温度为75℃的条件下,对寒区混输管道原油降凝降黏效果最好。同时建立管道运行优化模型,采用序列二次规划法进行求解,计算得到加剂后管道吨油综合能耗冬季减少23.53%,夏季减少21.90%,对实际管道生产运行有一定的指导意义。

输油管道减阻剂研究进展及应用

油气输送中的紊流会增加能耗和阻力,使用减阻剂可以改变管道内的流动状态,降低阻力,提高输送效率。系统总结了国内外减阻剂研究现状并选择3种减阻剂在某输油管道进行了试验,最后探讨了减阻剂的应用场景。国内外对减阻剂的研究已经比较成熟,而在石油领域,减阻剂主要应用于压裂和输油管道。选取了3种聚α烯烃类减阻剂在某输油管道进行了试验,结果显示减阻剂的增输率达到了42.84%~63.96%,减阻率达到了44.07%~54.52%,效果显著。此外,减阻剂还可应用于提质增效、应急抢险、降压运行、临时性介质提速等方面。

乳液减阻剂的研制及应用

针对常规乳液减阻剂耐盐性能差,采用丙烯酰胺为原料,引入耐盐单体,通过聚合反应合成了一种耐盐乳液减阻剂。研究表明:在0.05-0.3%的加量下其水溶液黏度为3.6~20.7mPa·s,且在0.15%加量时减阻效果最佳,减阻率达72.6%,满足采出水重复利用配制压裂液要求,耐盐和减阻性能均优于常规产品。在川东南BM区块现场应用4井次,采出水重复利用率100%,现场实测减阻率73.2%~76.7%,与传统粉剂减阻剂配液施工模式相比,无需提前配液,无需混配车,大幅度降低配液劳动强度,配液费降低70%以上,施工时效提高20%,对压裂施工意义重大。

减阻剂在渤海南部A油田的应用研究及效果分析

渤海南部A油田处于该区域外输枢纽位置,负责将该区域所有油田和部分渤海西部油田的原油汇集输送至终端处理厂。该油田共配备6台外输泵,由于新油田的投产和老油田的挖潜都使得原油外输压力不断增大,严重制约着整个区域的原油生产。在这种情况下,通过一系列的研究和试验,将减阻剂注入A油田原油外输海管,并优化改进减阻剂的注入手段,有效提升了同海管压力下的原油外输量,缓解了外输压力,保障了外输稳定,对于海上油田的原油外输具有一定的借鉴意义。

石油管道输送用高效减阻剂超高分子量聚1-辛烯的合成及其结构性能

以苯酚及其衍生物为原料合成了5种新型非茂金属催化剂。采用低温常压液相本体法,以1-辛烯为单体,聚合得到超高分子量聚1-辛烯减阻剂,考察了聚合条件的影响。利用NMR,XPS,DSC,FTIR,XRD等方法对催化剂结构进行了表征,并分析了聚1-辛烯的性能。实验结果表明,含强吸电子原子F的苯氧基基团,可提高催化剂活性中心的稳定性,优选含2,6-二氟苯氧基的Cat.4作为催化剂。Cat.4/甲基铝氧烷体系催化1-辛烯聚合适宜的条件为:第1阶段聚合温度0℃,聚合时间24 h;第2阶段聚合温度5℃,聚合时间144 h;n(Al)∶n(Ti)=50∶1,n(1-辛烯)∶n(Ti)=2000∶1。在该条件下,单体转化率为96.9%,所得聚1-辛烯的M_(η)高达3.55×10^(6),为无定形结构,易溶于油品中,减阻率为46.9%,与进口产品性能相当。

梳型聚羧酸抗盐减阻剂BCD-220L的合成与应用

为解决目前减阻剂对盐水水泥浆分散能力差的缺点,开发了梳型聚羧酸抗盐减阻剂,其抗盐至饱和,触变性差,使用饱和盐水配浆依然能够满足行标对淡水体系减阻剂的要求,能有效分散含盐高密度水泥浆、常规密度和低密度水泥浆,是一种高效减阻剂。该减阻剂在高温含盐高密度水泥浆中成功解决了水泥浆快速水化导致的无法配浆不能施工的难题,在纳米基低密度水泥浆中成功解决了包心问题,在超深井常规密度防窜水泥浆中分散性能良好,是一种高效减阻剂。其在哈法亚油田、米桑油田、大港油田和西部油田成功应用,有效提高了水泥浆的流动性,保证了顶替效率,有效提高了固井质量,保障了水泥环封固能力。

减阻剂在海底油气水混输管道中的应用

海上油田开发后期随着含水率不断上升和油水乳化程度不断增强海底油气水混输管道输送阻力不断上升,导致海底管道输送能力下降。针对这个难题,通过对油水混输液乳化机理的研究,并且对NA平台至A平台6in油气输混输管道注入试验减阻剂,发现在海底管道输送量不变的情况下,注入一定浓度的减阻剂,可以将6in混输管道压差降低70kPa。但是注入浓度范围很窄,没有达到预期的试验效果。然而在试验过程中发现A平台至2-1PAP平台12in混输管道压差降低200kPa。通过对12in海管压力变化的研究分析得出结论:此类型的减阻剂需要与管道内的液体有充分的接触时间,并且对油水乳化液有破乳效果,才能达到降低粘滞阻力的目的,进而提升油气水混输管道的输送能力。

高抗盐减阻剂的合成及性能评价

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、十六烷基丙烯酰胺为单体,自制低聚物为分散剂,氧化还原体系为引发剂合成了高抗盐减阻剂。通过测定聚合物的溶解速度以及不同浓度、不同矿化度条件下的减阻率,来评价合成减阻剂的减阻性能,通过实验可知,高抗盐减阻剂在10%氯化钙条件下具有76%以上的减阻率;通过测定聚合物的交联悬砂性能以及流变性能,来表征压裂液增稠剂的应用效果,通过实验可知,压裂液增稠剂具有优异的悬砂性能,且具有良好的流变性能。

热风险评估及HAZOP分析在减阻剂聚合反应的应用

摩擦阻力是造成管道能耗增加和输送能力降低的重要原因,在流体中加入适量的高分子聚合物能够很好地降低摩擦阻力。聚合反应是减阻剂生产过程中的关键环节,而在精细化工生产中反应失控是发生事故的重要原因。文章以减阻剂聚合反应为分析对象,首先根据反应安全热风险评估结果明确该反应的危险性,然后采用危险与可操作性(HAZOP)分析辨识该聚合反应的各事故场景,并将反应安全热风险评估结果用于评定HAZOP分析的事故等级,确定减阻剂聚合反应的安全措施,完善风险控制措施,提升安全生产水平。

油溶性减阻剂的研究进展

油溶性减阻剂是一种用于油品输送的化学添加剂,可减小油品在管道中的阻力,起到节能作用。文章介绍了油溶性减阻剂的合成,重点介绍油溶性减阻剂后处理的条件、步骤,和减阻剂的几种不同后处理方法。最后介绍了减阻效果的影响因素,并简介了减阻剂的减阻机理。

FLOXS减阻剂在格拉管道的应用试验

在格拉成品油管道上对局部管段进行了FLOXS减阻剂的应用试验。通过对这次试验数据的对比分析,指出该成品油管道注入FLOXS减阻剂减阻效果十分明显,可关闭中间泵站、减少注入站运行设备;但在各阀门处尤其是闸阀、弯管等都会对减阻剂有不同程度的剪切,影响其减阻效果。建议在今后全线加剂输送中改原设计越站流程诸多弯管为直管段和加球阀。

反相乳液型减阻剂及滑溜水体系的研发与应用

由于常规压裂液降阻效果差,对储层伤害大,为了大幅度降低施工摩阻,降低施工压力,改善压裂改造效果,采用反相乳液聚合法合成了一种用于压裂的反相乳液型减阻剂,并以其为主剂,与优选出的配伍性能好、协同效应好的黏土稳定剂、助排剂等复配形成了一种新型滑溜水体系。室内试验表明：0.10%~0.15%反相乳液型减阻剂溶液的减阻率达到65%以上;新型滑溜水体系的减阻率达到65%,且具有较高的防膨胀和助排性能,较好的耐温抗盐性能。新型滑溜水体系已在青海、江汉、华北等油田薄互致密储层压裂和页岩油气井分段压裂中进行了应用,表现出了良好的特性,获得了良好的改造效果。该体系能够满足页岩油气储层及致密储层压裂的需要,且能降低大型压裂的施工成本。

滑溜水压裂液中减阻剂的制备及特性研究

采用反相微乳液法制备了一种用于滑溜水压裂液中的水溶性减阻剂,对减阻剂的粒径大小分布、重均分子量、降阻率和悬砂能力进行了测试。结果表明,减阻剂粒径小,分布窄,分子量高[Mw=(2.08±0.65)×107g/mol],具备高分子减阻的特性;向清水中加入0.05%的减阻率,减阻率可达55%,并且具有一定的携砂能力。因此,该减阻剂的应用能很好的降低压裂施工摩阻、减小泵功、适当提高砂比,有助于非常规低渗储层的开采。

国外减阻剂研究新进展

概述了国外减阻剂在减阻机理和生产工艺等方面的最新研究成果。研究结果表明,本体聚合可以大大提高减阻聚合物的分子量;溶液聚台在提高聚α-烯烃分子量、改善分子量分布等方面也有了新的突破。在聚合的后处理方面、分析了现广泛应用于原油管道和成品油管道上的水基乳胶状减阻剂和低粘度胶状减阻剂的特性。介绍了最近研究开发的一种非水基悬浮减阻剂,该剂克服了以前各种减阻剂的缺陷,可同时应用于原油和成品油管道。指出微囊减阻剂是一个新的发展方向。