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유정 및 파이프라인용 화학제품: 점도 저감제, 유동점 강하제, 아스팔텐 분산제 및 항력 저감제
생성 날짜 08.26
소개: 유동 보장 과제
저류층에서 정제소까지 원유를 운송하는 것은 단순히 펌프질하는 문제가 아닙니다. 중질유는 점도가 너무 높아 흐르지 않고, 왁스질 원유는 저온에서 고체화되며, 아스팔텐은 침전하여 파이프라인을 막고, 파라핀 침전물은 유정을 막습니다. 이러한 유동 보장 과제는 생산 손실, 에너지 소비 증가, 정비 작업으로 인해 석유 및 가스 산업에 매년 수십억 달러의 비용을 초래합니다.
글로벌 유동 보증 화학물질 시장은 성숙한 유전에서 더 무겁고, 왁스가 많으며, 더 까다로운 원유를 생산함에 따라 계속 성장하고 있습니다. 파라핀 억제제만으로도 향후 몇 년 내에 7억 5천만 달러를 초과할 것으로 예상되는 시장을 형성하고 있습니다.
동잉 주센 케미컬은 유정 및 파이프라인용 화학물질의 완전한 범위를 공급합니다 — 점도 감소제, 유동점 강하제, 아스팔텐 분산제, 파라핀 제거제 및 억제제, 그리고 항력 감소제 — 이는 원유가 저류층에서 정제소까지 흐르도록 설계되었습니다.
파트 I: 중질 원유용 점도 감소제
1. 중질유 점도 감소제란 무엇인가?
중질 원유는 아스팔텐과 수지의 비율이 높아 점도를 증가시키고 다공성 매체와 파이프라인에서 유동성을 제한합니다. 점도 저감제는 중질유의 점도를 낮추고 유동성을 개선하여 추출 및 운송 효율을 높이는 동시에 에너지 소비와 비용을 절감하는 화학 첨가제입니다.
당사의 점도 감소제는 다양한 계면활성제로 배합되어 있으며, 유수 계면 장력과 침투 저항을 감소시켜 작용합니다. 활성 나노 점도 감소제 분자는 아스팔텐 분자의 적층 구조를 파괴하고, 더 강한 수소 결합을 형성하며, 아스팔텐 네트워크에 삽입되어 이를 효과적으로 분해하고 점도를 낮춥니다.
2. 기술 사양
번호 | 항목 | 지표 |
1 | 외관 | 균일한 액체, 불순물 없음 |
2 | pH | 6.0–9.0 |
3 | 수용성 | 물에 용해되며 침전물이 없음 |
4 | 계면 장력, mN/m | ≤9.9×10⁻² |
5 | 점도 감소율, % | ≥80.0 |
6 | 유기염소 함량, % | 0.0 |
3. 성능 데이터
중질유 회수를 위한 점도 감소제 연구는 우수한 성능을 입증했습니다:
- 핑팡왕 유전(성리)을 위해 개발된 활성 나노 점도 감소제는 저류층 환경에서 점도 감소율이
90%를 초과하는 성과를 달성했습니다. 이 제품은 유수 계면 장력을 19.65 mN/m로 낮추었고, 유막 박리 효율은 >90%를 달성했습니다. 활성 나노 점도 감소제는 약 20 nm의 미세 분산 크기를 나타냈습니다.
- 잉슝탄 유전에서 테스트된 점도 감소제 시스템은 70°C, 유수 비율 3:7 조건에서 점도 감소율
- 새로운 수용성 이원 중합체 점도 감소제는 점도 감소율을 유지했습니다
농도가 0.1에서 0.3 wt%로 증가함에 따라 일관되게 97% 이상을 유지했습니다. 점도가 4,889 mPa·s인 중질유의 경우 점도 감소율이 99%를 초과했습니다.
- 중질유 점도 감소제는 점도 감소율
95.2%를 달성했으며, 실험실 유체 치환 실험에서 회수율이 32.8%에 도달했습니다 — 이는 수공법, 점도 감소제 공법, 폴리머 공법과 비교하여 10% 이상 높은 수치입니다.
4. 적용 방법
점도 저감제는 중질유 채굴 또는 집유 작업에 사용됩니다. 유정에서의 연속 주입, 지층으로의 압착 처리, 또는 집유 파이프라인에 첨가하는 방식으로 적용할 수 있습니다. 권장 투입량은 오일 점도와 생산 방식에 따라 달라집니다. 나노 점도 저감제의 경우, 최적 농도는 일반적으로 0.3 wt%입니다.
제2부: 유동점 강하제
1. 유동점 강하제란 무엇인가?
유동점 강하제(PPD)는 석유 및 석유 제품의 유동점을 낮추어 저온 유동성을 개선하는 화학 첨가제입니다. 이를 통해 파이프라인의 유동 저항을 줄이고 수송 효율을 향상시킵니다. C18에서 C30+ 범위의 탄소 사슬을 가진 파라핀을 고농도로 함유한 왁스질 원유가 PPD 처리의 주요 대상입니다.
PPD는 두 가지 주요 메커니즘을 통해 작용합니다: 비극성 부분은 왁스 분자와 공결정화되고, 극성 부분은 아스팔텐과 수지를 결정 표면에 흡착시켜 젤화를 일으키는 대형 왁스 결정 네트워크의 형성을 방지합니다.
2. 제품 유형
제품 유형 | 적합한 왁스 탄소 사슬 | 특성 |
EVA 개질 | C18–C24 | 중간 왁스 사슬을 가진 원유 또는 디젤용 |
폴리메타크릴레이트 | C18–C20 | 더 짧은 왁스 사슬을 가진 원유 또는 디젤용 |
말레산 무수물 공중합체 | C20–C30 | 더 긴 왁스 사슬을 가진 원유의 경우, 낮은 투여량 |
질소 함유 폴리머 | C30+ | 매우 긴 왁스 사슬을 가진 원유의 경우, 낮은 투여량 |
3. 기술 사양
번호 | 항목 | 지표 |
1 | 외관 (25°C) | 연한 황색-적갈색 액체/고체 |
2 | 밀도 (25°C), g/cm³ | 0.85–0.95 |
3 | 인화점, °C | >25 |
4. 성능 데이터
- EVA/SiO₂ 나노복합체 유동점 강하제는 인도 왁스질 원유의 유동점을
17°C만큼 낮추었고, 최적 투입량 1,500 ppm에서 25°C에서 점도를 83.9%, 40°C에서 97.5% 감소시켰습니다. 왁스 석출 온도는 62°C에서 32°C로, 겔화 온도는 52°C에서 24°C로 낮아졌습니다. 유동 루프 시험에서 40°C에서 압력 강하 구배가 88% 감소하는 것으로 나타났습니다.
- 승리 원유용 말레산 무수물–엔 단량체 다성분 공중합체 PPD는 유동점을
- 1,500–2,200 ppm으로 첨가된 PPD 제품은 고왁스 아프리카 원유의 유동점을 약 33°C에서 24°C 미만으로 낮추어 선도적인 국제 제품의 성능과 맞먹었습니다
.
- 아크릴레이트-말레산 무수물 공중합체는 열처리와 함께 100 ppm으로 첨가했을 때 대경 원유의 유동점을
5. 적용 방법
PPD는 일반적으로 유정 머리나 파이프라인 진입 지점에서 원유 흐름에 주입됩니다. 최적 투여량은 원유 조성과 운영 조건에 따라 1,500~2,200 ppm 범위입니다. 최상의 결과를 얻으려면 PPD를 적절한 열처리 및 파이프라인 운영 온도 관리와 함께 사용해야 합니다.
파트 III: 아스팔텐 분산제
1. 아스팔텐 분산제란 무엇인가?
아스팔텐 분산제는 아스팔텐 분자 간의 표면 장력을 약화시켜 작은 입자로 분산시키고, 검(gum)과 아스팔텐 분자가 뭉쳐 쌓이는 것을 방지합니다. 이는 중질유 유정과 파이프라인에서 침전 및 벽면 형성을 효과적으로 방지합니다. 침전을 방지하는 아스팔텐 억제제와 달리, 분산제는 기존 퇴적물을 처리하고 추가적인 응집을 방지하는 데 사용됩니다.
2. 제품 유형
제품 유형 | 특성 |
계면활성제 | 고점도 중질유 내 검 및 아스팔텐에 대한 강력한 분산 효과 |
3. 기술 사양
번호 | 항목 | 지표 |
1 | 외관 | 황색 내지 갈색 균일 액체 |
2 | 활성 성분, % | ≥30 |
3 | 25°C에서 밀도, g/cm³ | 0.80–1.00 |
4 | 인화점, °C | ≥60 |
5 | 응고점, °C | ≤−15 |
4. 성능 데이터
타허 유전의 유정 상승 공정에서 아스팔텐 석출 및 퇴적으로 인한 심각한 폐색 문제를 해결하기 위해 고효율 아스팔텐 분산제(LYH-1)를 개발하였다. 50°C에서의 시험 결과, LYH-1 5g이 아스팔텐 퇴적물 1g을 용해하였으며 용해율은 97%에 달하였다. 분산된 아스팔텐은 장시간 동안 재응집 없이 안정하게 유지되었다. 이 분산제는 주로 아스팔텐 퇴적물과의 수소 결합 및 π-π 상호작용을 통해 작용하며, 응집체 입자 크기를 감소시키고 용액 내에서 안정적으로 부유 상태를 유지시킨다..
5. 적용 방법
아스팔텐 분산제는 유정이나 파이프라인에 연속 주입하거나, 기존 침전물의 정비를 위해 배치 처리로 적용됩니다. 분산제는 유정과 지상 파이프라인 모두에서 사용할 수 있습니다. 예방 처리의 경우, 투여량은 일반적으로 아스팔텐 침전물 100부당 분산제 0.1~1부 범위입니다.
파트 IV: 파라핀 제거제 및 억제제
1. 파라핀 제거제 및 억제제란 무엇인가요?
파라핀 제거제 및 억제제는 기존 왁스 침전물을 제거하고 향후 왁스 침전을 방지하는 이중 기능 화학 물질입니다. 왁스 침전물을 효과적으로 용해 또는 분산시켜 원유의 원활한 흐름을 보장합니다. 이 제품은 동시에 왁스 결정 침전을 방지하여 단일 처리로 제거와 억제를 모두 제공합니다.
2. 제품 유형
제품 유형 | 특성 |
계면활성제 | 유정 내 왁스 침적을 효율적으로 제거 |
3. 기술 사양
아니요. | 항목 | 지표 |
1 | 외관 | 균질 액체 |
2 | 인화점, °C | >25 |
3 | 이황화탄소, % | 0 |
4 | 유기염소, % | 0.0 |
추가 사양:
항목 | 지표 |
밀도 @ 25°C, g/cm³ | 0.80–1.00 |
용해도 | 유용성 |
응고점, °C | ≤−15 |
pH 값 | 7.0–10.0 |
왁스 용해 속도, g/min | ≥0.025 |
왁스 억제율, % | ≥20 |
4. 성능 데이터
- 유용성 파라핀 제거제 및 억제제는 왁스 용해 속도
≥0.048 g/min 및 왁스 억제율 ≥40.4%로, 왁스 퇴적물의 제거와 방지 모두에 효과적인 이중 기능 성능을 제공합니다.
- 시난볜 블록에 사용된 파라핀 제거제는 왁스 용해율
0.025 g/min 및 왁스 억제율 38.53%를 달성했습니다. 4개의 고왁스 유정에 현장 적용한 결과, 평균 파라핀 제거 주기가 1.57개월에서 5.2개월로 연장되어 유정당 연간 파라핀 제거 빈도가 평균 5.3회 감소했습니다.
- 차드 원유용 고왁스 원유 파라핀 제거제 및 억제제는 왁스 억제율
45.4%, 왁스 용해율 0.044 g/min, 점도 감소율 78.8%를 달성하여 유사한 상용 제품을 능가했습니다.
5. 적용 방법
파라핀 제거제 및 억제제는 유정 내로 연속 주입하거나 배치 처리 방식으로 적용됩니다. 또한 지상 배관 세척에도 사용할 수 있습니다. 이 제품의 이중 기능 특성은 왁스가 축적될 때까지 기다리지 않고 예방적으로 적용할 수 있음을 의미합니다.
제5부: 유동 개선제
1. 유동 개선제란 무엇인가?
유동 개선제(DRA)는 고분자량 폴리머로, 파이프라인 내 유체의 흐름 저항을 크게 줄여 수송 능력을 향상시키고 에너지 소비를 절감합니다. DRA는 원유 및 정제유 파이프라인 수송에 널리 사용됩니다.
DRA는 파이프라인 흐름의 난류를 억제하여 동일한 펌핑 압력에서 오일이 더 효율적으로 흐르도록 하거나, 더 낮은 펌핑 압력에서 동일한 유량을 유지할 수 있게 합니다.
2. 제품 유형
제품 유형 | 특성 |
고분자 중합체 | 원유 파이프라인 수송 저항 감소 |
3. 기술 사양
번호 | 항목 | 지표 |
1 | 외관 | 백색 내지 담황색 |
2 | 밀도 @ 20°C, g/cm³ | 0.80–0.90 |
3 | 인화점, °C | >61 |
4. 성능 데이터
- PAO 그래프팅과 함께 나노-SiO₂에 KH550/KH560 커플링제를 사용한 고효율 복합 항력 감소제는 점도 유지율
1,000 s⁻¹의 높은 전단 속도에서 30분 후 71.6%로, 기존 PAO 항력 감소제의 57.0%와 비교됩니다. 현장 적용에서는 처리량 38.8% 증가와 항력 감소율 48.9%를 달성했으며, 연간 전력 절감량은 415,000 kWh였습니다.
- 바이오 유래 캐슈넛 껍질 액(CNSL) DRA는 전이-난류 영역(Re ≈ 2,622)에서 단 10 ppm으로 최대 항력 감소
- 원유 파이프라인에서 DRA로서의 소듐 도데실 설페이트는 0.1% 첨가제 농도에서 나선형 파이프에서 최대
53.9%, 원형 파이프에서 47.5%의 항력 감소를 달성했습니다.
- 지후이 원유 파이프라인에서 FLO-MAX 항력 감소제의 현장 실험을 통해 다양한 주입 농도에서 효과적인 항력 감소와 처리량 증가가 검증되었습니다
.
5. 적용 방법
DRA는 계량 펌프를 사용하여 파이프라인에 연속적으로 주입됩니다. 일반적인 투여량은 원유 특성, 파이프라인 직경 및 유동 체제에 따라 10~60ppm 범위입니다. 최적의 성능은 일반적으로 첨가제 상호작용에 대해 난류 강도가 최적인 중간 파이프 직경에서 달성됩니다.
전체 제품 포트폴리오 요약
카테고리 | 제품 | 주요 기능 | 핵심 성능 |
점도 감소제 | 계면활성제 블렌드, 나노 점도 감소제 | 중유 점도 감소, 유동성 개선 | 점도 감소 ≥80% (최대 99%) |
유동점 강하제 | EVA, 폴리메타크릴레이트, 말레산 무수물 공중합체, 질소 함유 폴리머 | 유동점 강하, 저온 유동성 개선 | 유동점 최대 17°C 감소 |
아스팔텐 분산제 | 계면활성제 | 아스팔텐 침전물 분산, 막힘 방지 | 용해율 최대 97% |
파라핀 제거제 및 억제제 | 계면활성제 | 왁스 침전물 제거 및 방지 | 왁스 용해 ≥0.025 g/min; 억제 ≥20% |
항력 감소제 | 고분자 중합체 | 파이프라인 유동 저항 감소, 에너지 절약 | 10 ppm에서 최대 92%까지 항력 감소 |
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자주 묻는 질문
Q1: 점도 감소제와 유동점 강하제의 차이점은 무엇인가요?
점도 감소제는 중질 원유의 점도를 낮추어 추출 및 운송 중 유동성을 개선합니다. 유동점 강하제는 왁스질 원유가 응고되는 온도를 낮추어 저온 유동 특성을 개선합니다. 둘 다 흐름을 개선하지만 서로 다른 유동 보장 문제를 대상으로 합니다.
Q2: 점도 감소제의 권장 투여량은 얼마입니까?
권장 투여량은 오일 점도와 생산 방식에 따라 달라집니다. 나노 점도 저감제의 경우 최적 농도는 일반적으로 0.3 wt%입니다. 기존 점도 저감제의 경우 최적 투여량을 결정하기 위해 실험실 테스트를 권장합니다.
Q3: 원유에 어떤 유형의 유동점 강하제를 선택해야 합니까?
선택은 왁스 탄소 사슬 분포에 따라 달라집니다. EVA 개질은 C18–C24 왁스 사슬에 적합하고, 폴리메타크릴레이트는 C18–C20에, 말레산 무수물 공중합체는 C20–C30에, 질소 함유 폴리머는 C30+에 적합합니다. 당사 기술팀은 귀하의 원유 분석을 기반으로 최적의 유형을 추천해 드릴 수 있습니다.
Q4: 아스팔텐 분산제는 어떻게 작용합니까?
아스팔텐 분산제는 수소 결합과 π-π 상호작용을 통해 아스팔텐 분자 간의 표면 장력을 약화시켜 응집 입자 크기를 줄이고 용액 내에서 안정적으로 부유하도록 유지하여 침전 및 벽면 형성을 방지합니다.
Q5: 파라핀 제거제와 파라핀 억제제의 차이점은 무엇입니까?
파라핀 제거제는 기존의 왁스 침전물을 용해합니다. 파라핀 억제제는 왁스가 애초에 침전되는 것을 방지합니다. 당사의 이중 기능 제품은 단일 처리로 제거와 억제를 모두 제공합니다.
Q6: 귀사의 DRA로 얼마나 많은 항력 감소를 기대할 수 있습니까?
당사의 항력 감소제는 제품 유형, 투여량, 파이프라인 직경 및 유동 조건에 따라 48~92%의 항력 감소율을 달성할 수 있습니다. 현장에서 입증된 성능으로는 원유 파이프라인 적용에서 48.9%의 항력 감소와 38.8%의 처리량 증가가 있습니다.
Q7: 샘플을 제공해 주실 수 있습니까?
예, 평가용 샘플을 제공해 드릴 수 있습니다. 구체적인 요구 사항과 원유 특성을 가지고 저희에게 연락해 주십시오.
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