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由于胜利油田稠油的蜡含量、胶质含量和沥青质含量高,造成稠油的凝点高、粘度大、流动性很差,给原油开采和输送带来了很大困难。在阅读了大量国内外关于稠油降凝和降粘文献的基础上,介绍了关于稠油降凝和降粘的技术及发展趋势,根据原油降凝、降粘剂的作用机理,通过分子设计,设计并合成出一种针对胜利管输稠油的油溶性降凝降粘剂,考察了最佳合成条件和应用工艺。同时,还研究了油溶性降凝降粘剂的侧链结构、分子极性及分子量大小对降凝降粘效果的影响。
以甲基丙烯酸十八酯(O),马来酸酐(M),苯乙烯(S)作为为共聚反应的单体,过氧化苯甲酰(BPO)作为引发剂,甲苯为溶剂,采用溶液聚合的方式合成了三元共聚物OMS,并用傅立叶红外光谱表征了共聚物的分子结构。通过对反应中单体配比、反应温度、反应时间、催化剂用量及分子量调节剂用量的考察,确定了最佳反应条件:单体甲基丙烯酸十八酯:马来酸酐:苯乙烯的摩尔配比为9:1:1,反应温度为90℃,BPO的用量为1.2%,反应时间为8h。
考察了油溶性降凝降粘剂OMS的热处理温度、加剂量、剪切速率、重复加热以及改性原油的静态稳定性对稠油流变性的影响,确定出最佳热处理温度为70℃,最佳的加剂浓度为300m·kg-1,且改性后稠油的抗剪切、抗重复加热及静态稳定性能良好。为提高OMS的适用范围,针对OMS进行复配研究,发现当OMS与OP-10复配的质量比例为8:2时,降凝幅度从5℃提高到了7℃,降粘率从19.8%5提高到28.6%;当EVA4055与OMS按5:5复配时,降凝幅度从5℃提高到8℃,降粘率从19.8%提高到34.3%。
最后,通过差示扫描量热法(DSC)、偏光显微镜及IR光谱对OMS的降凝降粘机理进行了初步探索。结果表明,OMS对稠油的降凝和降粘作用,不仅与石蜡含量相关,而且与胶质、沥青质的含量和结构也有密切关系。