CN100516164C - 一种抗高温高盐型纳米乳化降粘剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于稠油开采及输送的抗高温高盐型纳米乳化降粘剂。它用表面活性剂，同时加入碱性助剂和纳米助剂，达到明显提高乳化降粘效果。该降粘剂是由非离子表面活性剂、阴离子型表面活性剂、改性纳米助剂、NaOH、促进剂、水组成。其制法是：在常温常压下加入OP-10 5～7%、促进剂2～5%、改性纳米助剂0.5～2%，并搅拌均匀；后加入阴离子型表面活性剂30～45%、平平加O1～3%；最后加入NaOH 20～30%与水20～40%，再以60～120r/min的转速连续搅拌60～90min，制得本纳米乳化降粘剂产品。该降粘剂体系稳定性好，存放不会发生聚结；形成的水包油颗粒更小、更均匀，提高了渗流能力；能大幅度降低界面张力，提高驱油效率，可用于稠油开采和输送领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于石油开采领域中，稠油开采及输送的抗高温高盐型纳米乳化降粘剂。
背景技术
目前，虽然乳化降粘剂的配方很多，但仍存在较多问题：①采出液污水处理难度大；②乳化降粘剂对稠油的选择性都很强，不具有普适性；③目前，能够用于高温和高矿化度油藏条件下的乳化降粘剂还不多，即使有一些文献报道，但大都成本较高。因此，研究廉价的耐盐、耐高温的降粘剂是今后乳化降粘技术的一个重要发展方向。另外鉴于我国大部分注水开发的中高渗透率老油田，已经进入高含水，高采出程度开采期，很多低渗透油田孔隙度小，渗透率低，低渗透油田水测渗透率在50×10-3um2以下，水驱的洗油效率低，波及体积小，注水压力高，开发较困难，需要新的采油技术来解决这些问题。纳米液驱油是一种新兴的采油技术，它以水溶液为传递介质，在水中形成几百个到几十个甚至几个纳米的小颗粒，具有很大的比表面积和表面能，大大降低了油水界面张力，使得注入流体在冲刷孔隙的过程中，使原油易于剥落成小油滴，而被驱替液驱替出来。另一方面，纳米液的颗粒对小孔道有暂时的堵塞作用，从而扩大了波及体积，使未波及到的原油驱替出来以达到提高采收率，降压增注的目的。在本降粘剂开发以前还没有一种合适的乳化降粘剂兼具有良好的降粘和驱油效果，所以我们利用纳米材料所特有的一些功能并结合各种表面活性剂的优势，发挥他们的协同作用达到降粘增效的目的。
发明内容
本发明的目的在于：为了克服单一使用表面活性剂注蒸汽，降粘幅度小、周期短的缺点，利用原油中的有机酸降低表面活性剂的用量，同时碱性助剂和纳米助剂的加入，与乳化降粘剂产生协同作用，达到明显提高乳化降粘的效果，特提供一种抗高温高盐型纳米乳化降粘剂。
为了达到上述目的，本发明采用非离子、阴离子型表面活性剂及纳米助剂和其它助剂的复配体系，在其分子结构中，亲水亲油部分交替排列，并含有支链。它能在油水界面形成薄膜，破坏和防止油包水乳状液的形成，使其形成水包油乳状液，促使原油易于流动，达到降粘的目的。
本发明的主要技术方案是：一种抗高温高盐型纳米乳化降粘剂，其特征在于：该纳米乳化降粘剂是由非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、改性纳米助剂、氢氧化钠、促进剂、水组成，各组分的质量百分比及部分性能为：非离子表面活性剂是用OP-10 5~7％、平平加O1~3％；阴离子表面活性剂30~45％，是用十二烷基苯磺酸钠或木质素磺酸钠；改性纳米助剂0.5~2％，用干燥箱干燥活性纳米助剂ZnO或纳米CaCO3，用丙酮稀释改性用的表面活性剂硅烷偶联剂或OP-10，体积比20∶1，再将所配丙酮表面活性剂混合液倒入压缩机喷筒内，盖好盖子，将干燥好的纳米助剂ZnO或纳米CaCO3倒入一个大桶内并密封好，提高压缩机的压力，控制在0.4MPa，用喷枪将丙酮表面活性剂混合液喷入大桶内，不断搅拌进行喷雾处理，最后将改性好的纳米助剂放入干燥箱中将丙酮挥发掉，干燥箱设置温度为70~90℃；促进剂2~5％，是用酒精；NaOH 20~30％；水20~40％。
抗高温高盐型纳米乳化降粘剂的制备方法：在常温常压下依次缓慢地加入OP-10 5~7％、促进剂酒精2~5％、改性的纳米助剂ZnO或纳米CaCO3 0.5~2％，并搅拌均匀；然后加入阴离子型表面活性剂30~45％和非离子表面活性剂平平加O 1~3％；最后加入NaOH 20~30％与水20~40％，再以60~120r/min的转速连续搅拌60~90min，即制得本纳米乳化降粘剂产品。
抗高温高盐型纳米乳化降粘剂的应用是：在温度为20~50℃水中将纳米乳化降粘剂配制成质量百分比为0.2~0.3％的水溶液；再加入到温度30~90℃的原油中，水溶液与原油用量比例为4∶6~3∶7；然后在搅拌机转速为30~120r/min条件下，搅拌5~15min，形成低粘度的水包油型乳状液，从而应用到稠油的开采和输送领域中。
本发明与现有技术相比具有一下有益效果：(1)该抗高温高盐型纳米乳化降粘剂体系为热力稳定性和各向同性的多组分分散体系，存放过程中不会发生聚结；(2)加入纳米助剂使产生的水包油颗粒更小，更均匀，从而提高了渗流能力，并且离散的纳米离子可以改变多孔介质表面的润湿性，能进一步提高多孔介质的渗流能力；(3)加入纳米助剂后，其适应范围拓宽，在降粘过程中由于降粘剂能产生一种气体，可以产生混相驱的效果，加上纳米助剂能大幅度降低界面张力，对提高驱油效率大有帮助，本乳化降粘剂可广泛用于稠油的开采和输送领域。
具体实施方式
实例1：抗高温高盐型纳米乳化降粘剂及其制备方法
(1)纳米助剂的改性：
称取100g活性纳米ZnO并在80℃下干燥后倒入5000ml的塑料桶中，盖好盖，在盖上留一小洞；取硅烷偶联剂0.5ml，然后用10ml丙酮稀释；将所配溶剂倒入清洗后的压缩机喷筒内，盖好盖。提高压缩机的压力，控制在0.4MPa左右，用喷枪将所配溶剂喷入装有活性纳米ZnO的小桶内，并不断适时搅拌，最后将改性好的纳米ZnO在85℃干燥将丙酮挥发掉。
(2)抗高温高盐型纳米乳化降粘剂室内取样配方及步骤：
A用天平称取大烧杯M1的质量并记录，然后称取木质素磺酸钠37.5g放入M1中。
B称取平平加2.5g放入大烧杯M1中。
C在小烧杯M2中依次加入OP-10 6.25g，酒精3.75g，改性纳米ZnO 1g并用玻璃棒搅拌均匀，然后倒入大烧杯M1中。
D称取小烧杯M3的质量，加入NaOH 25g再加入水25g用玻璃棒搅拌直到它充分溶解为止。
E把配制好的NaOH水溶液缓慢加入大烧杯M1中，在通风橱内边加边搅拌，直到呈现褐色胶状物为止。
实例2：原油乳状液配制及其降粘效果：
用天平称取100g原油放入500ml大烧杯M3中，在其中加入0.24g已经配制好的降粘剂，最后按油水比7∶3加入43ml水，在恒温水浴中(50摄氏度左右)用玻璃棒搅拌，稠油成为浅褐色易流动状态。
其降粘效果如下表所示：
表1
| 加量/％wt | 粘度/mPa.s | 降粘率/％ | 乳化状况 |
| 0.1 | 120.4 | 98.76 | 分散均匀 |
| 0.2 | 68.7 | 99.19 | 分散均匀 |
| 0.3 | 14.6 | 99.85 | 分散均匀 |
| 0.4 | 23.3 | 99.76 | 分散均匀 |
| 0.5 | 61.2 | 99.37 | 分散均匀 |
本实验的研究条件为：所用原油为50℃下粘度为15610mPa.s的原油，所用粘度测试仪为德国产HAAKE RV-3型旋转粘度计，实验用水样为模拟高矿化度地层水，总矿化度为12000mg/L，其中钙镁矿化度为620.5mg/L，Cl-含量为197.8mg/L，Na+、K+含量为691.8mg/L。降粘对比实验结果均在油水比为7∶3且在恒温水浴中(50摄氏度左右)下测定。
从表中可以看出该乳化降粘剂效好、用量少，很经济，最佳用量质量百分比浓度为0.3％wt，最佳pH值为11左右。
Claims (3)
1、一种抗高温高盐型纳米乳化降粘剂，其特征是：该纳米乳化降粘剂是由非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、改性纳米助剂、氢氧化钠、促进剂、水组成，各组分的质量百分比及部分性能为：非离子表面活性剂是用OP-10 5～7％、平平加O 1～3％；阴离子表面活性剂30～45％，是用十二烷基苯磺酸钠或木质素磺酸钠；改性纳米助剂0.5～2％，用干燥箱干燥活性纳米助剂ZnO或纳米CaCO3，用丙酮稀释改性用的表面活性剂硅烷偶联剂或OP-10，体积比20∶1，再将所配丙酮表面活性剂混合液倒入压缩机喷筒内，盖好盖子，将干燥好的纳米助剂ZnO或纳米CaCO3倒入一个大桶内并密封好，提高压缩机的压力，控制在0.4MPa，用喷枪将丙酮表面活性剂混合液喷入大桶内，不断搅拌进行喷雾处理，最后将改性好的纳米助剂放入干燥箱中将丙酮挥发掉，干燥箱设置温度为70～90℃；促进剂2～5％，是用酒精；NaOH 20～30％；水20～40％。
2、根据权利1要求所述的纳米乳化降粘剂，其特征是：该纳米乳化降粘剂的制备方法是：在常温常压下依次缓慢地加入OP-10 5～7％、促进剂酒精2～5％、改性的纳米助剂ZnO或纳米CaCO30.5～2％，并搅拌均匀；然后加入阴离子型表面活性剂30～45％和非离子表面活性剂平平加O 1～3％；最后加入NaOH 20～30％与水20～40％，再以60～120r/min的转速连续搅拌60～90min，即制得本纳米乳化降粘剂产品。
3、根据权利1要求所述的纳米乳化降粘剂，其特征是：纳米乳化降粘剂的应用是：在温度为20～50℃水中将纳米乳化降粘剂配制成质量百分比为0.2～0.3％的水溶液；再加入到温度30～90℃的原油中，水溶液与原油用量比例为4∶6～3∶7；然后在搅拌机转速为30～120r/min条件下，搅拌5～15min，形成低粘度的水包油型乳状液，从而应用到稠油的开采和输送领域中。
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