Page 188 - 《精细化工》2021年第6期

第 38 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.38, No.6
202 1 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2021

油田化学品与油品添加剂
纳米 SiO 复合降黏剂的合成与性能评价
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袁美和，马 浩，柯 辉，夏淑倩
（天津大学 化工学院，天津 300350）

摘要：将丙烯酸十八酯、4-乙烯基吡啶、丙烯酰胺与改性纳米 SiO 2 接枝共聚，以偶氮二异丁腈为引发剂，甲苯为
反应溶剂，通过自由基聚合制备了一种油溶性纳米 SiO 2 复合降黏剂。采用 FTIR、TG、SEM 对纳米 SiO 2 复合降
黏剂进行了表征。通过单因素实验考察了单体配比、改性纳米 SiO 2 添加量、降黏剂用量、温度和剪切速率对胜
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利油田陈平油井稠油降黏率的影响。结果表明，在 50 ℃、10 s 测试条件下，降黏剂用量为 700 mg/kg 时，表
观降黏率为 69.1%，净降黏率为 34.0%，纳米 SiO 2 复合降黏剂的降黏性能优于纳米 SiO 2 和市售降黏剂 EVA（乙
烯-乙酸乙酯共聚物），表现出良好的降黏效果。
关键词：稠油；纳米 SiO 2 ；接枝共聚；降黏剂；油品添加剂
中图分类号：TE39 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 06-1250-07

Synthesis and performance evaluation of nano-silica
composite viscosity reducer

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YUAN Meihe, MA Hao, KE Hui, XIA Shuqian
（School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300350, China）

Abstract: An oil-soluble nano SiO 2 composite viscosity reducer was prepared by free radical grafting
polymerization between octadecyl acrylate, 4-vinylpyridine, acrylamide and modified nano SiO 2 using
azobisisobutyronitrile as initiator and toluene as solvent. The sample was characterized by FTIR, TG and
SEM. The effects of monomer ratio, additive amount of modified SiO 2 , dosage of viscosity reducer, temperature
and shear rate on the viscosity reduction of Chenping heavy oil in Shengli oilfield were investigated by
single factor experiments. The results showed that the nano SiO 2 composite viscosity reducer was effective
in reducing the viscosity of Chenping oil well heavy oil in Shengli oilfield and superior to nano SiO 2 and
commercial viscosity reducing agent EVA (ethylene-vinylacetate copolymer). When the dosage of viscosity
reducer was 700 mg/kg, the apparent viscosity reduction rate of heavy oil was 69.1%, and the net rate of
–1
viscosity reduction was 34.0% under the test condition of 50 ℃ and 10 s .
Key words: heavy oil; nano SiO 2; graft copolymerization; viscosity reducer; oil products additives

随着经济的快速发展，全球对化石燃料的需求 运输。因此，降低稠油黏度，改善稠油流动性成为
日益增加，然而轻质原油的储量迅速下降，储量丰 石油化工领域的研究热点 [3-5] 。
富的稠油正受到越来越多的关注。据统计，世界稠 纳米 SiO 2 粒径小、比表面积大的特点使其具有
油地质储量高达 1.55×10 12 t，占比超过原油总量的 良好的吸附稠油沥青质的能力 [6-8] ，近年来已被学者
[9]
[1]
9
70% 。中国拥有稠油地质储量达 2.06×10 t，其中 引入到稠油降黏剂中。MONTES 等 验证了不同性
陆地稠油占石油总资源的 20%以上，主要分布在辽 质的 SiO 2 的降黏效果。TABORDA 等 [10] 发现，纳米
河、新疆、胜利、河南、河北、大庆等油田 [2-3] 。在 SiO 2 通过改变沥青质的黏弹性网络结构可抑制沥青
常温下，稠油的流动性极差，限制了稠油的开采和 质及沥青质-胶质自缔合，进而改变稠油的内部结

收稿日期：2021-01-25; 定用日期：2021-02-07; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210103
基金项目：国家重点研发计划（2018YFA0702400）
作者简介：袁美和（1996—），女，硕士生，E-mail: 502844683@qq.com。联系人：夏淑倩（1973—），女，教授，E-mail: shuqianxia@
tju.edu.cn。