一种降低采输卤管道流动阻力的方法
【专利摘要】本发明涉及一种降低采输卤管道流动阻力的方法，向卤水经过电潜泵之后的采输卤管道中加入耐温、耐盐的水溶性减阻剂，即可降低采输卤管道的流动阻力。所述的耐温、耐盐的水溶性减阻剂为磺甲基化聚丙烯酰胺(SPAM)或聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)[P(AM/AMPS)]。本发明提供的两种采输卤管道减阻剂SPAM和P(AM/AMPS)在采输卤管道中具有较高的减阻性能，明显好于PAM。
【专利说明】一种降低采输卤管道流动阻力的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种降低采输卤管道流动阻力的方法，属于地下卤水开采及管道输送【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着浅层地下卤水的逐渐枯竭，埋藏深度数千米的深层地下卤水的开采受到了人们的广泛关注。但深层地下卤水开采过程能耗过高，如何降低采、输卤管道的流动阻力，节约开采能耗，是深层地下卤水能否经济开采的关键技术难题。
[0003]目前，减阻剂减阻技术已经成功应用于原油及成品油输送管道。通过向原油或成品油输送管道加入少量油溶性减阻剂，可大幅度降低管道流动阻力，实现增加输量或节约能耗的目的。根据减阻剂减阻机理及减阻剂减阻技术在原油和成品油输送管道中的应用情况，将减阻剂减阻技术应用于采输卤管道，可以降低采、输卤管道的流动阻力，实现增加输量或节约能耗的目的。
[0004]水溶性减阻剂的研究报道很少，研究较多的水溶性减阻剂是聚丙烯酰胺(PAM)，但PAM的耐温、耐盐性能很差，在采输卤管道中的减阻效果很不理想。因此，寻找耐温、耐盐的采输卤管道减阻剂，用于降低采输卤管道的流动阻力，对于深层地下卤水的经济开采具有重要意义。减阻剂减阻技术在采输卤管道中的应用研究未见文献报道。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了降低采输卤管道的流动阻力，克服深层地下卤水开采过程能耗过高的难题，提供一种降低采输卤管道流动阻力的方法。
[0006]本发明采取的技术方案为:
[0007]—种降低采输卤管道流动阻力的方法，向卤水经过电潜泵之后的采输卤管道中加入耐温、耐盐的水溶性减阻剂，即可降低采输卤管道的流动阻力。所述的耐温、耐盐的水溶性减阻剂为磺甲基化聚丙烯酰胺(SPAM)或聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)[P(AM/AMPS)]。
[0008]所述的磺甲基化聚丙烯酰胺(SPAM)或聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)[P (AM/AMPS)]，其平均分子量均大于300万。
[0009]所述的磺甲基化聚丙烯酰胺(SPAM)或聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)[P (AM/AMPS)]，其加入量为 10-50ppm。
[0010]所述的磺甲基化聚丙烯酰胺(SPAM)优选通过下面方法制备:
[0011]将市售分子量为800万的聚丙烯酰胺(AM)制成2被％的水溶液，加入到500mL四口烧瓶中，通入氮气，IOmin后，用10wt%氢氧化钠溶液调整反应体系pH为10?11，按PAM:NaHSO3: CH2O质量比为4:6:3的比例称取亚硫酸氢钠和甲醒，并分别配成20wt %的水溶液，依次将亚硫酸氢钠和甲醛溶液加入到反应系统中，水浴控制反应体系温度为62°C，反应4h即得磺甲基化聚丙烯酰胺水溶液。[0012]产品在卤水管道中的减阻率通过自制的减阻率测试环道进行测定。
[0013]所述的聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)[P(AM/AMPS)]优选通过下面方法制备:
[0014]按AM = AMPS质量比为4:1的比例，配制成单体总浓度为17wt %的水溶液，加入到500ml四口烧瓶中，通入氮气30min。称取过硫酸钾和亚硫酸氢钠分别溶于蒸馏水中制成
0.2wt%的溶液，按单体总质量0.01%的比例各取等量过硫酸钾和亚硫酸氢钠溶液加入到前述聚合反应系统中，水浴控温在30°C，保持通氮气，反应6h后，即得聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)水溶液。
[0015]通过静态激光光散射一凝胶色谱仪联合测定，其分子量大于300万。产品在卤水管道中的减阻率通过自制的减阻率测试环道进行测定。
[0016]本发明涉及的聚合物SPAM的制备方法已有文献报道，但未见将其应用于采输卤管道的报道。本发明通过优选将PAM:NaHS03:CH20的质量比控制在4:6:3，引入适量的磺甲基，使聚合物分子的柔韧性处于恰当水平，既增加了耐温、耐盐性能，又保持了其减阻性能。
[0017]本发明涉及的聚合物P(AM/AMPS)的制备方法已有文献报道，但未见将其应用于采输卤管道的报道。本发明通过优选，控制AM和AMPS的质量比，使减阻聚合物的柔韧性处于恰当水平，AMPS的比例过低，所得聚合物分子的刚性差，易卷曲，耐温、耐盐性能差。AMPS的比例过高，分子的刚性强，分子链失去弹性，减阻性能变差。控制反应条件，使聚合反应在较低温度下进行，有利于分子链增长，获得分子量大于300万的聚合物，而分子量低于100万则没有减阻作用。
[0018]本发明的有益效果是，将SPAM按20ppm的比例加入到温度20°C、氯化钠含量150g/L的模拟卤水中，在Re = 32000的条件下，卤水管道的减阻率为39%，50°C时减阻率为33% ;将P(AM/AMPS)按20ppm的比例加入到温度20°C、氯化钠含量150g/L的模拟卤水中，在Re = 32000的条件下，卤水管道的减阻率为49 %，50°C时减阻率为37%。而相同条件下PAM在20°C和50°C的减阻率仅为32%和17%。表明本发明提供的两种采输卤管道减阻剂SPAM和P(AM/AMPS)在采输卤管道中具有较高的减阻性能，明显好于PAM。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是减阻率测试环道。
[0020]图2是在水温20°C、氯化钠含量150g/L、Re = 32000的条件下，减阻剂减阻率随减阻剂浓度变化的关系曲线。
[0021]图3是在水温20°C、Re = 32000、减阻聚合物加入量为20ppm的条件下，模拟卤水
含盐量对减阻率的影响曲线。
[0022]图4是在氯化钠含量150g/L、减阻合物聚加入量为20ppm、Re = 32000的条件下，
模拟卤水温度对减阻率的影响曲线。
[0023]图中，I为测试管，2、3为压力表，4为转子流量计，5为流量调节阀，6为电磁泵，7为储水槽，8为加热棒,9为排污阀。
【具体实施方式】
[0024]下面通过具体实例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述实施例仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
[0025]实施例1:
[0026]称取市售分子量为800万的聚丙烯酰胺6g制成2wt%水溶液，加入到500mL四口烧瓶中，通入氮气，1min后，用10%氢氧化钠溶液调整反应体系pH为10~11。按PAM = NaHSO3 = CH2O质量比为4:6:3的比例称取亚硫酸氢钠和甲醛，并分别配成20%水溶液，依次将亚硫酸氢钠和甲醛溶液加入到反应系统中，水浴控制反应体系温度为62°C，反应4h即得磺甲基化聚丙烯酰胺水溶液。称取此磺甲基化聚丙烯酰胺水溶液20g(约相当于纯聚合物Ig)溶于50L水温20°C、氯化钠含量150g/L的模拟卤水中，在Re = 32000的条件下，测得合成减阻剂的减阻率为39%，50°C时减阻率为33%。
[0027]实施例2: [0028]称取40g AM和1g AMPS，在245g蒸馏水中溶解后，加入到500ml四口烧瓶中，开启搅拌器，水浴控温在30°C，通氮气30min。称取0.1g过硫酸钾和0.1g亚硫酸氢钠分别溶于50g蒸馏水中制成0.2wt%溶液，各取2.5g加入到前述反应系统中，继续控温在30°C，保持通氮气，反应6h后，得透明、凝胶状卤水管道减阻剂。称取此凝胶状减阻剂6g (相当于Ig纯聚合物)溶于50L水温20°C、氯化钠含量150g/L的模拟卤水中，在Re = 32000的条件下，测得合成减阻剂的减阻率为49%，50°C时减阻率为37%。
[0029]减阻率测试及结果:
[0030]减阻率测试环道如图1所示，由压力表2，3读出加剂前后的压力差，根据下列公式计算减阻剂的减阻率。
【权利要求】
1.一种降低采输卤管道流动阻力的方法，其特征是，向卤水经过电潜泵之后的采输卤管道中加入耐温、耐盐的水溶性减阻剂，即可降低采输卤管道的流动阻力。
2.根据权利要求1所述的一种降低采输卤管道流动阻力的方法，其特征是，所述的耐温、耐盐的水溶性减阻剂为磺甲基化聚丙烯酰胺或聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)。
3.根据权利要求1所述的一种降低采输卤管道流动阻力的方法，其特征是，所述的磺甲基化聚丙烯酰胺或聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)，其平均分子量均大于300 万。
4.根据权利要求1所述的一种降低采输卤管道流动阻力的方法，其特征是，所述的磺甲基化聚丙烯酰胺或聚(丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)，其加入量为10_50ppm。
【文档编号】F15D1/02GK104019087SQ201410264397
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】魏云鹤, 楚丹丹, 张凤娟, 于萍, 张长桥 申请人:山东大学