基于差熱掃描量熱法的防蠟劑效果評(píng)價(jià)

程仲富 (長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北荊州434023 中石化西北油田分公司石油工程技術(shù)研究院，新疆烏魯木齊830011)

劉磊，姜瑩芳 (中石化西北油田分公司石油工程技術(shù)研究院，新疆 烏魯木齊 830011)

羅躍 (長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

化學(xué)防蠟技術(shù)在含蠟生產(chǎn)井中的應(yīng)用比較廣泛，該技術(shù)不僅不影響油井正常的生產(chǎn)運(yùn)行，而且具有較好的清防蠟效果[1,2]。防蠟劑能夠抑制原油中的蠟晶析出、長(zhǎng)大和聚集，在油管表面形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并沉積[3～6]。差熱掃描量熱(DSC)法是在程序控溫下測(cè)量試樣和參比物的熱流隨溫度變化的技術(shù)。DSC具有制樣簡(jiǎn)單、分析速度快、精確度高、試劑用量少的特點(diǎn)，為此，筆者將DSC法運(yùn)用在防蠟劑的防蠟效果篩選和評(píng)價(jià)中，以解決了現(xiàn)有防蠟劑評(píng)價(jià)過程中存在的問題。

1 試驗(yàn)藥品與儀器

1)試驗(yàn)藥品。防蠟劑(FLA、FLB、FLC、FLD、FLE、FLF)，順北含蠟油樣。

2)試驗(yàn)儀器。6300型清防蠟評(píng)價(jià)儀，差熱掃描儀。

2 試驗(yàn)方法

2.1 DSC法

1)取4～8mg的試樣放入鋁制坩堝中密封后再放入DSC 儀中，加熱至高于試樣預(yù)測(cè)的析蠟點(diǎn)20～25℃，恒溫1min，以保證試樣中的蠟全部熔化。

2)以5℃/min 的降溫速率在氮?dú)?流速50mL/min)下冷卻至一定溫度。選取一定的積分區(qū)間測(cè)定(一般是依據(jù)析蠟點(diǎn)至20℃間積分，但稠油在該區(qū)間不出現(xiàn)放熱峰)試樣放熱量及試樣質(zhì)量，計(jì)算原油中蠟結(jié)晶放出的熱量。

2.2 清防蠟儀評(píng)價(jià)法

1)制備2組樣品，每組2個(gè)，每個(gè)樣品為100g含蠟油樣，置于析蠟點(diǎn)以上25℃的水浴中恒溫60min，電動(dòng)震蕩機(jī)混勻10min待用。

2)將同組樣品倒入測(cè)試杯中，攪拌速度200r/min，降溫速度1℃/min，終冷溫度下恒溫5min，記錄最后20s扭矩穩(wěn)定值。

3)將測(cè)試杯置于旋轉(zhuǎn)杯儀中，旋轉(zhuǎn)杯儀烘箱溫度為終冷溫度，緩慢倒出原油，測(cè)試杯懸空5min，稱重，結(jié)蠟量為測(cè)試杯前后質(zhì)量差。

2.3 懸掛鋼片法

1)在無(wú)色試驗(yàn)瓶中加入20mL凝析油，再加入不同的清防蠟劑并振蕩均勻，將其放入60℃試驗(yàn)箱中，恒溫30min待用。

2)將打磨光滑的鋼片冷凍后放入其中，再將烘箱溫度降至析蠟點(diǎn)以下，靜置3～5h，將鋼片取出，稱其放入前后的質(zhì)量。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 防蠟率對(duì)比

選取含蠟質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%、3.5%、5%的順北油樣，分別采用清防蠟儀評(píng)價(jià)法、DSC法和懸掛鋼片法評(píng)價(jià)FLA防蠟劑效果 。試驗(yàn)結(jié)果見表1，可以看出，3種評(píng)價(jià)檢測(cè)方法的結(jié)果差異很大，其中懸掛鋼片法偏差較大，試驗(yàn)結(jié)果波動(dòng)較大，必須多次平行測(cè)試。而DSC法測(cè)試的防蠟率在30.1%～30.6%之間且偏差均小于0.2%，精確度高，重復(fù)性好。因此，在防蠟劑防蠟效果的評(píng)價(jià)中優(yōu)選DSC法。

表1 不同檢測(cè)方法下防蠟率的對(duì)比

3.2 凝點(diǎn)和析蠟點(diǎn)對(duì)比

表2 凝點(diǎn)評(píng)價(jià)法對(duì)原油凝點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果

表3 DSC法對(duì)原油析蠟點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果

采用凝點(diǎn)評(píng)價(jià)法測(cè)試加入不同防蠟劑(質(zhì)量濃度均為200mg/L)后原油凝點(diǎn)變化，結(jié)果如表2所示。加入防蠟劑前原油凝點(diǎn)為-18℃，加入防蠟劑之后，蠟的析出量會(huì)減少，從而凝點(diǎn)會(huì)降低，但是加入不同防蠟劑的原油凝點(diǎn)變化并不大，因此凝點(diǎn)的變化并不能直接反映防蠟劑的防蠟效果。

含蠟原油加入防蠟劑之后，蠟的析出量會(huì)減少，而不同防蠟劑的加入，含蠟原油的析蠟點(diǎn)變化的差異大，檢測(cè)析蠟點(diǎn)能夠更好地反映防蠟劑的防蠟效果。采用DSC法測(cè)試加入不同防蠟劑(質(zhì)量濃度均為200mg/L)后原油析蠟點(diǎn)變化，測(cè)試結(jié)果如表3所示。加入防蠟劑前油樣的析蠟點(diǎn)為27.6℃，加入防蠟劑后油樣析蠟點(diǎn)范圍為15.4～25.5℃，表明原油析蠟點(diǎn)產(chǎn)生明顯變化。因此，析蠟點(diǎn)的變化幅度能夠更加準(zhǔn)確地反映防蠟劑的防蠟效果。

4 結(jié)論

1)通過對(duì)比清防蠟儀評(píng)價(jià)法、DSC法、懸掛鋼片法這3種防蠟劑評(píng)價(jià)方法，優(yōu)選出DSC法，該方法具有精度高、準(zhǔn)確度高、速度快的優(yōu)點(diǎn)。

2)建立了DSC評(píng)價(jià)防蠟劑方法，與凝點(diǎn)評(píng)價(jià)法相比，更好地體現(xiàn)原油結(jié)蠟行為，能更好的為油田防蠟劑篩選服務(wù)。