CN101074367A - 稠油稀化剂 - Google Patents

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Abstract

一种稠油稀化剂用于稠油热采中化学辅助蒸汽驱改善蒸汽吞吐效果的提高采收率。其原理是分析原油分子结构链上部分过渡金属元素对原油粘度影响，利用物理化学方法控制改变“目标”元素含量变化，从而降低稠油粘度及原油流动阻力。稠油稀化剂主要由乙二胺四乙酸二钠、低级脂肪酸、螯合分散剂、磺酸盐助排剂组成，针对稠油性质，控制原油中“目标”含量变化，实现对稠油稀化降粘效果，同时，稠油稀化剂还具有解除近井附近各种堵塞，抑制粘土膨胀，提高地层渗透率，提高吞吐井回采速度和回采水率，最大限度提高吞吐效果，恢复油井产能。

Description

稠油稀化剂
技术领域：
本发明属于稠油热采中化学辅助蒸汽驱改善蒸汽吞吐效果的提高采收率工艺技术领域，特别是应用稀化剂降低稠油粘度，降低原油流动阻力，转换稠油转换开发方式。
背景技术：
辽河油田稠油产量占总产量的70％以上，目前辽河油田稠油开采的主要方式是蒸汽吞吐，随着勘探开发的不断发展，油田开采到中、后期，高含水、高采出程度，使得蒸汽吞吐效果越来越差。为了改善提高蒸汽吞吐效果，现场采用各种注汽添加剂，如助排剂、降粘剂、高温防破乳、薄膜扩展剂等，由于目前药剂性能的单一性，复合使用的不配伍性等原因，现场所用药剂远远满足不了稠油热采的实际需要。如，稠油稀释剂，虽可以溶解沥青、胶质，降低稠油粘度，然而对蒸汽吞吐过程产生的伤害没有任何效果；稠油乳化降粘剂，虽可以降低稠油粘度，然对蒸汽吞吐过程产生的伤害也没有任何效果，反而易对储层产生乳液堵塞、造成粘土膨胀伤害。为此需要研制开发出一剂多效的复合药剂，提高吞吐效果，为稠油热采提供技术支持。
发明内容：
本发明的目的是研制出一种稠油稀化剂，使其在大幅度降低原油粘度的同时，还具有解除近井附近各种堵塞，抑制粘土膨胀，提高地层渗透率，提高吞吐井回采速度和回采水率，最大限度提高吞吐效果，恢复油井产能。
稠油稀化剂，是从分析原油分子结构链上部分过渡金属元素对原油粘度影响，利用物理化学方法控制改变“目标”元素含量变化，从而降低稠油粘度。室内研究结果表明：原油粘度除与原油中沥青质含量有关外，与原油中部分金属含量有关，借助目前最先进分析测试手段，对原油中34种元素进行分析，分析中得出有四种元素(Ni、V、Ti、Al)，简称“目标”元素，对原油粘度影响最大，室内测试结果见表1。
                  表1  原油粘度、元素含量测定数据表
井号  粘度(mPa.s)  Ni元素含量(mg/l)  V元素含量(mg/l)  Ti元素含量(mg/l)  Al元素含量(mg/l)
 d325341  166000  86.96  1.393  0.4261  1.316
 L49562  134000  75.41  2.143  0.4922  2.019
 d325434  128000  93.82  1.575  0.334  1.41
 D325242  116000  91.35  1.436  0.3328  1.327
 D325335  114000  90.31  1.356  0.2778  1.29
 L47560  101000  99.22  2.806  0.4463  2.633
 D325246  99200  96.17  1.688  0.473  1.51
 D38a829  88800  97.71  1.831  0.3646  1.661
 L45568  82000  81.19  2.30  0.2228  2.154
 D84388430  80000  97.40  1.643  0.4557  1.535
 D845959  49200  101  1.824  0.1692  1.722
 L51568  46000  89.29  2.391  0.5351  2.3
通过分析“目标”元素含量、价态、配位体数量，通过控制、改变原油中“目标”元素含量，定量得出造成原油粘度大的根源。在室内模拟实验反复研究基础上，利用物理、化学反应机理，借助金属元素络合、絮凝反应等，并结合蒸汽吞吐过程中的各种伤害原因，根据化学药剂的“协同作用”及相似相溶原理，研制开发出稠油稀化剂，其对组分及浓度见表2。
                表2  稠油稀化剂构成组分及浓度比例
  组份名称  分子式   重量浓度(％)
  乙二胺四乙酸二钠  NaOOC-CH(NH2)-CH(NH2)-COONa   5～15
  低级脂肪酸  CH3(CH2)mCOOH(m＝3，4，5)   3～15
  螯合分散剂  CH3(CH2)mCONa(m＝8，9，10)   5～15
  磺酸盐助排剂  CnHmSO3Na(m＝2n，n＝10，11，12)   5～20
  说明：所余下百分含量为水。
稠油稀化剂，是一种复合药剂，利用稀化剂控制原油中“目标”含量变化，实现对稠油稀化降粘效果，测试结果见表3。
                    表3  控制元素含量降低粘度实验
油样(井号)   Ni元素质量分数(％)  V元素质量分数(％)   80℃原油粘度(mPa.s)   降粘率(％)
  兴152   25×10-6  75×10-6   5
  兴152*   2×10-6  3×10-6   1   80
  锦7-34-350   40×10-6  120×10-6   568
  锦7-34-350*   0.6×10-6  5×10-6   10   98.2
  锦45-31-242   56×10-6  18×10-6   985
  锦45-31-242*   5×10-6  2×10-6   13   96.0
  杜32-52-42   132×10-6  8×10-6   5860
  杜32-52-42*   36×10-6  1×10-6   350   94.0
稠油稀化剂，是一种复合药剂，除对稠油稀化降粘效果外，还具有溶解蜡、垢作用，对储层岩石也具有酸化效果。
具体实施方式：
实施例1：合成10m3稠油稀化剂
将0.8吨低级脂肪酸(m＝5)加入1吨甲苯中，以60r/min速度搅拌30分钟，然后同1吨乙二胺四乙酸二钠、1吨螯合分散剂(m＝10)、1.2吨磺酸盐助排剂(n＝12)，依次加入10m3配液罐中，以60r/min速度搅拌60分钟，余下液体用水补足，继续搅拌180分钟即合成10m3稠油稀化剂。
实施例2：合成10m3稠油稀化剂
向10m3配液罐中加入5m3热水(50℃)，后将1.2吨磺酸盐助排剂(n＝12)加入，以60r/min速度搅拌30分钟，再将0.8吨低级脂肪酸(m＝5)加入，继续搅拌60分钟，再将1吨乙二胺四乙酸二钠、1吨螯合分散剂(m＝10)，依次加入，继续搅拌60分钟，余下液体用水补足，继续搅拌90分钟即合成10m3稠油稀化剂。
实施例3：合成10m3稠油稀化剂
将0.8吨低级脂肪酸(m＝5)、1.2吨磺酸盐助排剂(n＝12)，依次加入10m3配液罐中，以60r/min速度搅拌60分钟，然后加入5m3热水(50℃)，继续搅拌60分钟，再将1吨乙二胺四乙酸二钠、1吨螯合分散剂(m＝10)，依次加入，继续搅拌90分钟，余下液体用水补足，再继续搅拌60分钟即合成10m3稠油稀化剂。
现场应用实例：
2004年10月份，实施例3合成的稠油稀化剂，在辽河油田冷家油田开发公司现场应用3井次稠油稀化降粘解堵复产，取得显著增产效果，措施效果见表4。
表4  稠油稀化技术在冷家现场(原油粘度＜25000mPa.s)应用效果统计
 井号 原油降粘率(％) 地层温度   措施前产能 措施日期   措施后产能 有效期(d) 累产油(t)
  日液   日油   日液   日油
 冷37-41-574 86 ＞85℃ 6.5t 2.3t 04.9.17 13.5t   5.39t 126 385
 冷37-35-568 92 ＞85℃ 5.0t   1.95t 04.11.16 15.0t   6.95t 121 600
 冷37-33-578 90 ＞85℃   10.8t   3.42t 04.11.24 18.5t   5.66t 165 360

Claims (2)

1一种稠油稀化剂，由复合药剂组成，各组份和含量如下：   组份名称  分子式   重量浓度(％)   乙二胺四乙酸二钠  NaOOC-CH(NH2)-CH(NH2)-COONa   5～15   低级脂肪酸  CH3(CH2)mCOOH(m＝3，4，5)   3～15   螯合分散剂  CH3(CH2)mCONa(m＝8，9，10)   5～15   磺酸盐助排剂  CnHmSO3Na(m＝2n，n＝10，11，12)   5～20                   说明：所余下百分含量为水。
2一种如权利要求1所述的稠油稀化剂，其各组份和含量最好为：   组份名称  分子式   重量浓度(％)   乙二胺四乙酸二钠  NaOOC-CH(NH2)-CH(NH2)-COONa   10   低级脂肪酸  CH3(CH2)mCOOH(m＝3，4，5)   8   螯合分散剂  CH3(CH2)mCONa(m＝8，9，10)   10   磺酸盐助排剂  CnHmSO3Na(m＝2n，n＝10，11，12)   12                        说明：所余下百分含量为水。
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