α-烯烃高分子减阻剂的性能研究

采用本体聚合法,以TiCl4为主催化剂、Al(i-Bu)3为助催化剂合成α-己烯/α-十二烯减阻剂.用IR,1 HNMR,TG等手段对聚合物结构进行表征,考察了主催化剂用量、助催化剂用量对减阻剂特性黏度的影响,并采用室内环道评价装置对减阻率进行测试.结果表明:在主催化剂用量为0.09 g、助催化剂用量为0.12 mL、...     

页岩储层压裂减阻剂减阻机理研究

选择6种不同类型的减阻剂,通过研究不同浓度减阻剂的黏度和减阻效果,分析了减阻剂类型、分子量、分子结构、离子性能和浓度对其减阻性能的影响,并对减阻剂减阻机理进行了探索性研究。结果表明,减阻剂水溶液属于幂率流体,在一定流量范围内减阻率随着浓度的提高而提高;其水溶液黏度、离子特征和减阻率没有明显的联系,分子量在100万以上的减阻率在相同浓度下,减阻率趋于一致;影响减阻剂减阻性能的主要因素是减阻剂的分子结构。得出低分子量的长链结构的减阻剂和具有支链的长链结构的减阻剂以及具有柔顺、螺旋型分子链结构的减阻剂减阻性能更稳定;带支链的长链结构的减阻剂,在水中速溶,在较广泛的雷诺数范围内可得到理想的减阻率,具有较小的分子量,容易分解,对储层伤害小,此类减阻剂适合作页岩气储层大规模滑溜水压裂液的添加剂。     

高分子减阻剂共聚物的合成与表征

采用本体聚合法,以TiCl4／MgCl2-Al(i-Bu)3 为催化剂对1-辛烯/1-十二烯的长链α-烯烃进行共聚,考察不同的聚合条件对减阻率的影响,来提高二元聚合物的减阻率,最终确定最佳工艺条件。聚合物环道减阻测试的结果表明,当1-辛烯在反应物中体积分数为33%左右时,减阻率高达52.3%,通过凝胶色谱、1H-NMR、IR等方法对聚合物进行表征,证明用该方法可以制得重均相对分子质量为6.58×106 ,数均相对分子质量为2.41×106,相对分子质量分布宽度指数为2.73的原油用聚合物减阻剂,聚合较完全。     

乙烯/1-十二烯共聚物的制备及减阻性能评价

采用溶液聚合法,以TiCl4/MgCl2为主催化剂、Al(i-Bu)3为助催化剂、乙烯和1-十二烯为聚合单体、正己烷为溶剂,制备了二元聚合物减阻剂。室内环道减阻性能评价结果表明,在1L反应釜内,1-十二烯和正己烷总体积为600mL、聚合温度为-2℃时,最优共聚条件为主催化剂用量0.4g、n(Al)/n(Ti)=80、V (1-十二烯)/ V (正己烷)=2/3、m(1-十二烯)/m(乙烯)=912,合成的聚合物减阻率为45.45%。采用13C-NMR、XRD对聚合物结构和结晶度进行表征,结果表明,乙烯单体的引入使聚合物的结晶性明显降低,有助于提高减阻剂在油品中的有效浓度,降低减阻剂溶液的用量。     

耐盐速溶减阻剂的合成及其性能

采用反相乳液聚合方法制备了一种用于滑溜水压裂液的耐盐速溶减阻剂,考察了单体比例、乳化剂用量、聚合温度和引发剂浓度等因素对减阻剂相对分子质量及减阻率性能影响。结果表明,当水化单体质量分数为0.2%~0.4%、耐盐单体质量分数为0.1%~0.15%、乳化剂用量为11%~15%、单体浓度为29%~30%、反应温度30~40℃时,制得减阻剂0.075%溶液运动黏度3.40mPa·s、减阻率78.38%、具有良好的抗盐性和溶解性,在ρ(Ca~(2+))=3 000mg/L、ρ(Cl~-)=100 000mg/L盐水溶液中的黏度保持率75.9%。     

聚烯烃催化剂陈化对油溶性减阻剂减阻率的影响

采用陈化工艺对聚烯烃催化剂进行处理,利用室内模拟环道评价装置评价催化剂陈化与非陈化两种工艺在不同主催化剂浓度、不同助催化剂浓度下所得聚烯烃产物的减阻率,考察催化剂的陈化温度、陈化时间对聚合物减阻率的影响,并采用IR、XRD对聚合物结构进行表征。结果表明：随着主催化剂TiCl4/MgCl2用量的增加,聚合物的减阻率先增大后降低,采用陈化工艺所得聚合物的减阻率均大于非陈化工艺下所得聚合物的减阻率,且聚合物减阻率最大时对应的催化剂用量小于非陈化工艺;助催化剂Al(i-Bu)3用量大于4.29×10-2 mol/L时,陈化工艺所得聚合物的减阻率较非陈化工艺大;采用陈化工艺,在陈化温度和陈化时间分别为-2 ℃和10 min时所得聚合物的减阻率最大,减阻率达到50%左右。IR和XRD表征结果显示,催化剂陈化不能改变聚合产物结构但使其结晶度降低。     

混合溶剂制备溶油性减阻剂的研究

依据溶度参数理论和分子模拟软件,配制溶度参数各异的混合溶剂,并用混合溶剂合成聚α-烯烃减阻剂。对减阻剂的黏均相对分子质量、加剂浓度与减阻率、混合溶剂的表观黏度的研究结果表明:当混合溶剂的溶度参数逐渐接近聚合物的溶度参数时,其合成出的减阻剂聚合物的相对分子质量与减阻率也随之增大。用一种脂肪烃(正己烷)和一种芳烃(甲苯)配制的混合溶剂除了溶度参数以外还需考虑溶剂的极性。溶度参数理论可以指导混合溶剂的配制。     

原油输送减阻技术与减阻效率

原油在管道中输送时,加入少量ppm的减阻剂,增输量可达到10%以上。用作减阻剂的油溶性聚合物,分子量一般高达几百万到上千万。按分子数计算,减阻剂在原油中占的比例微小,因此不会改变原油的粘度。减阻效率决定于聚合物在溶液中的形态,空间尺寸,聚合物的溶解性能以及使用减阻剂的技术。实验表明(1)减阻效率随减阻剂添加量而增加,但减阻剂浓度达到一定值后,减阻率提高缓慢;(2)流体的流速增加,使减阻效率显著增加,但对不同的聚合物影响结果不一样;(3)在管径相同的条件下,流体的雷诺数增加,减阻效率增加;(4)在一定范围内壁剪切应力增加,减阻率也随之增加,但过大的剪切力会使高聚物降解,分子量降低,减阻率下降;(5)原油中含微量水份会影响减阻率。当含水量超过一定值时,因聚合物溶解性不好,反而导致减阻剂失效。目前工业上使用的减阻剂品种主要是超高分子量的聚α—烯烃,在油中的添加量为φn×10ppm以内,使减阻率在20%左右,增输15%左右,可以明显增加经济效益。     

原油高效减阻剂的制备及其性能

采用本体聚合方法,以TiCl4/Al(Et)2Cl为催化体系,C10～C14长链α-烯烃为单体,合成了原油管输高效减阻剂,对该减阻剂的制备、后处理等工业化方法进行了探讨。对聚合物进行了FTIR、1HNMR、XRD、TG表征,对浆料进行了减阻性能测试。结果表明,该聚合物为无定型半透明弹性体,相对分子质量410×104,最初分解温度300℃。将聚合物冷冻粉碎后,可配制出质量分数为47%、凝点低于-50℃、流动性较好、难挥发的高碳醇基减阻剂浆料。当减阻剂在柴油中的质量浓度为0.01kg/m3时,减阻率可达40.1%。     

环戊二烯/α-烯烃共聚型减阻剂的合成

以TiC13/AlEt2Cl为引发体系,采用本体聚合法引发环戊二烯/α-辛烯/α-十二烯的聚合制备高减阻性能的共聚型减阻剂。考察单体水含量和组成、催化剂添加量、聚合温度、聚合时间对聚合反应的影响,并采用减阻剂室内环道评价装置测试减阻剂的减阻性能。实验结果表明,在单体水质量分数小于30 μg/g、n(环戊二烯): n (α-辛烯) : n（α-十二烯）=1:1:1、TiC13添加量3 mg/L、n(TiC13):n(AlEt2Cl) =1:25、聚合温度5 ℃左右、反应时间72 h 、室温放置2 天时,所合成的共聚型减阻剂的重均相对分子质量为6 400 000,在环道中添加质量浓度为10 mg/L的减阻剂时,减阻率达到48.3%。     

Drag reduction and shear resistance properties of ionomer and hydrogen bond systems based on lauryl methacrylate

Based on molecular dynamics simulation results,a lauryl methacrylate polymer with drag reduction and shear resistance properties was designed,and synthesized by emulsion polymerization using 2-vinyl pyridine and methyl methacrylate as the polar polymerization monomer.After ionization of lauryl methacrylate polymer,an ion-dipole interaction based drag reduction agent (DRA) was obtained.The existence of ion-dipole interaction was proven through characterization of the drag-reducing agent from its infrared (IR) spectrum.The pilot-scale reaction yield of the DRA under optimum conditions was investigated,and the drag reduction and shear resistance properties were measured.The results show that:1) The ion-dipole or hydrogen bonding interaction can form ladder-shaped chains,therefore the synthesized DRA has shear resistance properties;2) The larger the molecular weight (MW) and more concentrated the distribution of MW,the better the drag reduction efficiency and the performance of the ionomer system was superior to that of the hydrogen bonding system;3) With increasing shear frequency,the drag-reduction rates of both the DRAs decreased,and the drag reduction rate of the ionomer system decreased more slowly than of the corresponding hydrogen bonding system.From the point of view of drag reduction rate and shear resistance property,the ionomer system is more promising than the hydrogen bonding system     

油气管输中减阻剂的应用现状及发展趋势

减阻剂广泛应用于原油、成品油和天然气管道输送,它是提高管道流通能力和降低能耗的重要手段。综述了目前减阻剂的分类和用途,油品、天然气管输减阻剂国内外发展概况,阐述了减阻剂在原油、成品油和天然气管输中的应用实例及未来发展趋势。     

高聚物型减阻剂减阻性能的研究

对高聚物减阻剂的减阻性能进行研究,考察了高聚物减阻剂的相对分子质量、起始点的管壁切应力τw*、减阻剂添加量、雷诺数及高聚物减阻剂的降解对减阻效果的影响。根据高聚物减阻剂的摩阻系数与雷诺数关系曲线,拟合得到高聚物减阻剂的斜率增量δ。结果表明,减阻剂的减阻率随相对分子质量的增大而提高;减阻剂的均方回转半径Rg越大,减阻起始点要求的管壁切应力τw*值越小,减阻效果越好;减阻剂的减阻率随添加量的增加而增大;减阻剂的斜率增量δ越大,减阻效果越好;高聚物减阻剂在一定剪切力下都会发生一定程度的降解,使减阻率下降。     

Effect of drag reducer and pour point depressant on the wax deposition of crude oil pipeline

In this paper, the data of wax precipitation before and after the addition of the additives showed that the addition of the drag reducing agent (DRA) and the pour point depressant (PPD) cannot change the wax appearance temperature (WAT) of crude oil. When the dosage of DRA is small, the DRA cannot increase, stop, or slow down the precipitation of wax crystals. The addition of PPDs has no influence on the amount of precipitated wax crystals. From the GPC analysis, the molecular weight of the wax deposit samples in Linpu pipeline is from 500 to 76,800, which indicates that there is no enrichment of DRA in wax deposit samples. The results of IR show that the C?O group was not detected in the wax deposit sample of the Wei Jing pipeline, which indicates that there is no enrichment of the PPDs in wax deposit samples. The results showed that the DRA and PPD have no obvious effect on crude oil pipeline wax deposition.     

二苯基二甲氧基硅烷对α-烯烃聚合活性中心的影响

在不同二苯基二甲氧基硅烷(DDS)用量、聚合温度及聚合时间等条件下,考察DDS对α-烯烃聚合载体型催化体系活性中心的影响。用聚合反应动力学和相对分子质量分布分峰拟合方法考察活性中心的分布。结合室内模拟环道评价装置,测定聚合物的减阻性能,确定DDS作为外给电子体对聚合活性中心数量和分布的调变作用。研究结果表明,在n(A l)∶n(Ti)=150、DDS用量0.3mL、聚合温度5℃、聚合时间24h的条件下,聚合物的减阻率达52%,可满足工业需要。     

反相分散减阻剂在复杂断块稠油井的应用

台兴油田兴北3断块是复杂断块普通稠油油藏,投产初期采用电加热降粘工艺。针对电加热工艺能耗高的问题,优选反相分散减阻剂进行降粘,结果表明反相分散减阻剂在稠油中的渗透性好、作用速度快、降粘效果明显,不但有利于降低流体粘度、减小悬点载荷和流程回压,而且用量少、成本低,投入产出比大于1:2。该药剂加药工艺简便,投资少,适合在井数少、油井相对分散的复杂断块稠油油藏中推广应用。     

油溶性减阻功能聚合物的研制

介绍了以混合α-烯烃为原料,制备了具有减阻功能的共聚物。讨论了催化剂浓度、聚合温度、预聚合时间、原料单体中杂质含量对共聚物特性粘度和转化率的影响。试验表明,在较低的催化剂浓度和预聚合温度下,能得到较高分子量的聚合物。气相色谱法和DSC法测定其组成和单体混合物的组成基本一致,表明共聚物是一种无规的梳状结构聚合物。该聚合物达到较高特性粘度时,能获得较好的减阻率。