[发明专利]改善含链烷烃流体的冷流性质的方法

说明书

发明背景

发明领域

本文中公开的实施方案总体上涉及改善含链烷烃流体的冷流性质的方法。特别地，本文中公开的实施方案涉及能够降低含链烷烃流体的倾点的添加剂。

背景技术

在烃类钻探和开采工业中，原油是指连同相关水相和微量固体的从大地抽出的适宜的(和不适宜的)烃类产品。烃类在原油中的比例从5％至几乎100％变化，并且包含成千上万的不同分子，这些不同的分子可以被归类为4个家族的化合物：饱和化合物、芳族化合物、树脂和沥青质。饱和化合物通常构成原油最轻的馏分，同时在饱和物化合家族内，C₁₈₊长链直链烷烃表示饱和化合物的重馏分并且是蜡沉积物形成的原因。

链烷烃是对于一组通式为C_nH_2n+2，其中n是碳原子数的烷烃的通用名称。可以将链烷烃分为3组：在室温时为气体(最低碳数烷烃，C₁-C₄)、在室温时为液体(中间碳数烷烃，C₅-C₁₇)和在室温时为固体(石蜡)(最重的烷烃，C₁₈以上)。在低温(或在低于各个烷烃熔点的温度)，已知长链化合物结晶并形成具有海绵状结构的大的蜡晶体。含链烷烃流体的其它成分也可能被捕集到晶体结构中，这可以导致蜡网络的更快生长。蜡晶体可能聚集或团聚在一起，从而最终导致链烷烃在输送设备上的沉积以及这种设备的堵塞。此外，固体蜡相的形成可能导致粘度增加，这意味着含链烷烃流体可能显著地变得更难以处理。

链烷烃沉积是众所周知的困扰全世界石油工业的现象。典型地，各种源自原油的产品如柴油、各种具有润滑粘性的油、自动传动液、液压油、家庭取暖用油、原油和天然气液，并且它们的馏分含有若干类型的烃，如链烷烃。

在储层的温度的情况下，链烷烃可能主要是液体或气体并且因而溶解在原油中。随着采出液流上升至表面并离开井口，温度和压力开始降低；所述流开始从与井口装置的温度和压力相比的高的温度和压力开始冷却。这种变冷导致流动性的丧失以及蜡、沥青质等的沉积，这显著地影响开采作业。形成的蜡沉积物主要由正构链烷烃(直链烷烃)和少量的支链或异构链烷烃和芳族化合物(环烷烃、萘)组成。存在于蜡沉积物中的链烷烃分子的碳数典型为C₁₅以上，并且可以达到至多C₈₀。研究还显示将妨碍油流动或凝胶的蜡形成的量相当小。

在岸上油田中，蜡沉积的补救已经使用各种廉价的物理和化学方法常规地得到了解决。然而，石油工业不断地移向深水场所，在此链烷烃沉积发生在难以到达的海底出油管线、歧管、湿式圣诞采油树(wet Xmas trees)等，需要找到的用于解决在当前技术方案用的深水采油设备中链烷烃沉积问题的其它技术方案昂贵、耗时并因而对于它们的企业商业可行性构成了严重的威胁。

油的脱蜡，从石油馏分中去除易于固化的烃(蜡)的过程，可以改善含链烷烃流体的低温流动性。可以使用许多不同的方法完成此过程，然而，其通常被视为是昂贵的程序。已经将这样的脱蜡技术与添加剂结合使用，所述添加剂降低形成的蜡晶体的尺寸并且改变形成的蜡晶体的形状。这样的添加剂起作用的基础在于：较小尺寸的晶体由于它们较不容易堵塞过滤器而是适宜的。其它传统的补救蜡结晶的方法基于通过热或机械方法或借助于溶剂去除已经形成的沉淀物。

因此，对于防止或抑制蜡形成、从而改善具有包含在其中的链烷烃的流体的流动性质，而非传统使用的补救技术的开发，存在持续的需求。

发明概述

一方面，本文中公开的实施方案涉及改善含链烷烃流体的冷流性质的方法，所述方法包括掺合有效量的包含环状酰胺和长链烷基官能团(functionality)的聚合物。

另一方面，本文中公开的实施方案涉及改善含链烷烃流体的冷流性质的方法，所述方法包括将流体与由乙烯基吡咯烷酮和C₁₂₊α-烯烃形成的共聚物掺合。

本发明优点的其它方面和优点将从以下说明和后附权利要求中变得明显。

附图简述

图1是显示用根据本公开的倾点降低剂以实验方法处理的3种合成油的正构链烷烃碳数分布的图。

图2是显示未处理的油1和用根据本公开的倾点降低剂处理的油1的粘度数据的图。

图3是显示未处理的油2和用根据本公开的倾点降低剂处理的油2的粘度数据的图。

图4用根据本公开的倾点降低剂以实验方法处理的7种天然原油的正构链烷烃碳数分布的图。