納米復(fù)合材料稠油降粘劑的研制與性能評(píng)價(jià).pdf

1、稠油是世界油氣資源的重要組成部分，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)能源的需求和消耗越來(lái)越大，石油儲(chǔ)量特別是輕質(zhì)原油儲(chǔ)量正迅速減少，而稠油資源相對(duì)豐富，未來(lái)社會(huì)對(duì)石油的需求將由稠油來(lái)滿足。稠油的組成比較復(fù)雜，含有大量的蠟質(zhì)、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，導(dǎo)致其具有凝點(diǎn)高、粘度大、流動(dòng)性差的特點(diǎn)，開(kāi)采和運(yùn)輸困難大、成本高。因此降低稠油粘度，增強(qiáng)稠油流動(dòng)性成為近年來(lái)油田化學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。
　　化學(xué)降粘劑降粘法以其加量少、耗能低、操作簡(jiǎn)單、無(wú)后處理程序等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是解

2、決稠油開(kāi)采和輸送問(wèn)題最有前途的方法。納米材料降粘劑是一種新型化學(xué)降粘劑，它能依靠其自身特殊的納米效應(yīng)，改變稠油中蠟質(zhì)的結(jié)晶行為和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的聚集方式，從而提高稠油的低溫流動(dòng)性，對(duì)于高蠟稠油效果更為突出。
　　采用硅烷偶聯(lián)劑KH550和十八酸在溶劑乙醇中對(duì)納米SiO2進(jìn)行兩步表面改性，制備了納米KH550-C18/SiO2復(fù)合材料降粘劑。以接枝率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳改性劑用量為:KH550和十八酸用量分別為SiO2質(zhì)量的1

3、6％和20％。為進(jìn)一步提高納米復(fù)合材料中有機(jī)成分的含量，并且引入強(qiáng)極性基團(tuán)，以硅烷偶聯(lián)劑KH570、甲基丙烯酸十八酯和丙烯酰胺為接枝單體在納米SiO2表面引發(fā)接枝共聚反應(yīng)，制備了納米PSMA-AM/SiO2復(fù)合材料降粘劑。通過(guò)紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TG)、透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)以及接觸角測(cè)試等手段對(duì)兩種復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行分析表征。結(jié)果表明，經(jīng)兩種方法改性后，納米SiO2表面都由親水性變?yōu)槭杷?，聚集程?/p>

4、降低，在有機(jī)溶劑中表現(xiàn)出良好的分散穩(wěn)定性，其中，納米PSMA-AM/SiO2復(fù)合材料的接枝率更高，與水的接觸角更大。
　　以大慶高蠟稠油為研究對(duì)象，測(cè)試了油溶性降粘劑EVA及本研究合成的兩種納米復(fù)合材料降粘劑的降粘效果，改變溫度和加入量，探究其對(duì)降粘率的影響。隨加入量增大，降粘率先升高后基本保持不變，略有下降趨勢(shì)。納米KH550-C18/SiO2在最佳加量600ppm時(shí)，能使稠油的析蠟點(diǎn)降低3.6℃，40℃的表觀降粘率為66.91

5、％，凈降粘率為40.32％，納米PSMA-AM/SiO2在最佳加量400ppm時(shí)能使析蠟點(diǎn)降低5.5℃，在40℃表觀降粘率為72.1％，凈降粘率為48.86％。兩種納米復(fù)合材料的降粘效果都優(yōu)于EVA，納米PSMA-AM/SiO2由于有機(jī)成分的含量更高，極性更強(qiáng)，所以性能更為優(yōu)異。
　　三種降粘劑的降粘率都隨溫度升高而下降，EVA下降速度最快，在60℃時(shí)僅為19％，而納米復(fù)合材料降粘劑在稍高溫區(qū)50℃-60℃時(shí)，仍能保持凈降粘率在3