CN101440275A - 一种稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂及其制备方法，包括有组分A、组分B、组分C、组分D和水，其中，组分A为过氧化物，组分B为有机酸的过渡金属盐，组分C为水解产物显示酸性的无机盐，组分D为碱性物质；各组分的重量百分含量为：组分A 0.5－10％、组分B 0.5－10％、组分C 0.1－8％、组分D 0.1－5％、其余为水。本发明的氧化降粘剂可以氧化稠油中的胶质、沥青质，通过断链改变稠油结构、从而降低原油粘度，同时氧化生成酸性物质，通过加入碱性物质，使其成为具有表面活性剂作用的物质，也起到降粘作用。经实验，本发明的降粘剂在100℃的温度下与原油反应24小时，降粘率可以达到99.9％。本发明的降粘剂具有较高的降粘率，不仅适用于注汽温度高的油井地层降粘，而且在相对较低的温度条件下也有很好的效果。

Description

一种稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂，同时，还涉及一种该稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂的制备方法，属于石油开采化学领域。

背景技术

稠油开采普遍采用注蒸汽吞吐或蒸汽驱的方法，虽然采用注入热介质的方法可以降低原油粘度，利于稠油的开采，但注汽后经过短时间开采，地层温度大大下降，稠油粘度会再次增加；因此，为了进一步提高原油在地层的流动能力，常常需要添加活性剂等方法对原油进行降粘，以延长热采周期，然而此种方式对于超稠油和特超稠油来说，由于其粘度特别高，仅依靠注蒸汽或在蒸汽中添加活性剂等方法不能满足生产的需要。

近年来对于入井蒸汽有意加入特定物质与稠油中某些组分发生化学反应降低稠油粘度的研究越来越受到重视。但按常规原油裂解温度一般要在300℃以上，而蒸汽热采井温度(200℃左右)很难达到这一温度。

国外从80年代初期就开始进行这方面的研究，最初是加拿大的Hnye等人研究开发的以过渡金属盐做催化剂进行的地下水热裂解稠油技术，该技术利用过渡金属盐做催化剂，从热力学和反应动力学角度详细研究了在地层中发生水热裂解的可能性，其通过稠油的组成成分描述了水热裂解的反应机理；通过在240℃的注汽温度条件下使原油的重质成分(胶质沥青质)发生裂解反应，造成-C-S-键的断裂，生成轻质组分，降低原油粘度的结果。从原理上和实验中都证明了稠油水热裂解的发生。

国内从九十年代开始进行以水热裂解为主进行稠油地下改质的研究，通过加入过渡金属盐类催化剂，进行了稠油降粘、生成气比较、稠油组成比较、稠油组分等的比较，详细研究了催化剂作用后的效果并取得了一定的效果，但是水热加氢或供氢体供氢都需要240℃以上的温度，但注汽条件下地层达到该温度的范围较小，导致催化剂作用半径小、生产周期短，这是制约地下催化降粘的最重要因素，尤其是对于河南油田等浅薄层稠油来说，注汽温度低，地层温度下降快，现有的利用水热裂解或供氢改质要求反应温度高，造成催化剂不能有效发挥催化作用，不能有效改善开采效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂，以能够对超稠油和特超稠油进行有效降粘，提高油井产量。

同时，本发明的目的还在于提供一种稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案采用了一种稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂，包括有组分A、组分B、组分C、组分D和水，其中，组分A为过氧化物，组分B为有机酸的过渡金属盐，组分C为水解产物显示酸性的无机盐，组分D为碱性物质；各组分的重量百分含量为：组分A 0.5—10％、组分B 0.5—10％、组分C 0.1—8％、组分D 0.1—5％、其余为水。

所述的组分A，即过氧化物为双氧水、过氧乙酸、叔丁基过氧化氢或其他有机过氧化物中的至少一种。

所述组分B，即有机酸的过渡金属盐，其中的有机酸为来自植物和矿物中提取酸或合成酸。

所述的有机酸优选为椰油酸、油酸、亚油酸、硬脂酸、环烷酸的一种或几种。

所述的过渡金属为钴、镍、钒、钼、锰和锌的一种或几种。

所述的组分C，即无机盐为钠或钾的磷酸盐。

所述的无机盐优选磷酸二氢盐。

所述的组分D，即碱性物质为氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钠与碳酸钠的混合物。

所述的碱性物质优选为氢氧化钠。

同时，本发明的技术方案还在于采用了一种稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂的制备方法，包括以下步骤，

(1)用少量水溶解过氧化物，搅拌1—2小时；

(2)在0—40℃的温度下加入有机酸的过渡金属盐、无机盐，混合搅拌1-2小时；

(3)用其余水溶解氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钠与碳酸钠的混合物，然后与步骤(2)所得的溶液混合，搅拌1-2小时即可制得降粘剂。

本发明的稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂是以过氧化物、有机酸过渡金属盐、酸性无机盐、碱性物质及水为原料制备而成的。其中，过氧化物的作用是提供氧，有机酸过渡金属盐起催化作用，促使过氧化物提供的氧与原油中的长链烃、含S、N原子的非烃以及胶质、沥青质发生反应，酸性无机盐是一种质子供体，参与到上述反应中生成稳定的物质。本发明的氧化降粘剂可以氧化稠油中的烃、含S、N原子的非烃以及胶质、沥青质，通过断链改变稠油结构、从而降低原油粘度，同时氧化生成酸性物质，通过加入碱性物质，使其成为具有表面活性剂作用的物质，也起到降粘作用。经实验，本发明的降粘剂在100℃的温度下与原油反应24小时，降粘率可以达到99.9％。本发明的降粘剂具有较高的降粘率，不仅适用于注汽温度高的油井地层降粘，而且在相对较低的温度条件下也有很好的效果。

具体实施方式

实施例1

本实施例中，取重量百分含量为1％的过氧化氢异丙苯(组分A)、2％的油酸锰(组分B)、3％的磷酸二氢钠(组分C)、2％的氢氧化钠(组分D)及92％的水。具体制备过程为：(1)用少量水溶解过氧化氢异丙苯，搅拌2小时；(2)在20℃的温度下加入油酸锰、磷酸二氢钠，混合搅拌2小时；(3)用其余水溶解氢氧化钠，然后与步骤(2)所得的溶液混合，搅拌1.5小时即可制得本发明的氧化降粘剂。将制成的氧化降粘剂与稠油按3：7的量放置在高温高压反应釜中，密封后升温至100℃，恒温24小时，缓慢降低温度到室温，倒出原油，测原油粘度。经实验测得降粘率为99.9％。

实施例2

本实施例中，取重量百分含量为5％的过氧乙酸(组分A)、5％的硬脂酸锌(组分B)、4％的磷酸二氢钾(组分C)、3％的氢氧化钠(组分D)及83％水。具体制备过程为：(1)用少量水溶解过氧乙酸，搅拌1.5小时；(2)在30℃的温度下加入硬脂酸锌、磷酸二氢钾，混合搅拌1.5小时；(3)用其余水溶解氢氧化钠，然后与步骤(2)所得的溶液混合，搅拌1.5小时即可制得本发明的氧化降粘剂。将制成的氧化降粘剂与稠油按3：7的量放置在高温高压反应釜，密封后升温至100℃，恒温24小时，缓慢降低温度到室温，倒出原油，测原油粘度。经实验测得降粘率为99.8％。

实施例3

本实施例中，取重量百分含量为7％的叔丁基过氧化氢(组分A)、8％的亚油酸锌(组分B)、5％的磷酸二氢钾(组分C)、5％的碳酸钠(组分D)及75％水。具体制备过程为：(1)用少量水溶解叔丁基过氧化氢，搅拌2小时；(2)在30℃的温度下加入亚油酸锌、磷酸二氢钾，混合搅拌2小时；(3)用其余水溶解碳酸钠，然后与步骤(2)所得的溶液混合，搅拌2小时即可制得本发明的氧化降粘剂。将制成的氧化降粘剂与稠油按3：7的量放置在高温高压反应釜，密封后升温至100℃，恒温24小时，缓慢降低温度到室温，倒出原油，测原油粘度。经实验测得降粘率为99.9％。

现场配注方法：根据拟实施井注汽量、层厚计算所需催化剂的总量，而后按前述配方比例计算所需各段塞各组份的用量。配液时，先将计算量的水加入带电动搅拌装置的10m³配液池中，开动搅拌机，在搅拌条件下加入计算量的过氧化氢异丙苯，搅拌均匀后用水泥车注入地层；然后将计算量的水加入带电动搅拌装置的10m³配液池中，开动搅拌机，在搅拌条件下加入油酸锰搅拌均匀，然后再加入磷酸二氢钠的水溶液，混合均匀后，加入氢氧化钠固体颗粒，调整pH值到规定范围(9-12)后，用滴注泵将所配溶液挤入地层，待注汽完焖井后恢复生产。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂，其特征在于：包括有组分A、组分B、组分C、组分D和水，其中，组分A为过氧化物，组分B为有机酸的过渡金属盐，组分C为水解产物显示酸性的无机盐，组分D为碱性物质；各组分的重量百分含量为：组分A 0.5—10％、组分B 0.5—10％、组分C 0.1—8％、组分D 0.1—5％、其余为水。

2.根据权利要求1所述的稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂，其特征在于：所述的组分A，即过氧化物为双氧水、过氧乙酸、叔丁基过氧化氢或其他有机过氧化物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂，其特征在于：所述组分B，即有机酸的过渡金属盐，其中的有机酸为来自植物和矿物中提取酸或合成酸。

4.根据权利要求3所述的稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂，其特征在于：所述的有机酸优选为椰油酸、油酸、亚油酸、硬脂酸、环烷酸的一种或几种。

5.根据权利要求3所述的稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂，其特征在于：所述的过渡金属为钴、镍、钒、钼、锰和锌的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂，其特征在于：所述的组分C，即无机盐为钠或钾的磷酸盐。

7.根据权利要求6所述的稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂，其特征在于：所述的无机盐优选磷酸二氢盐。

8.根据权利要求1所述的稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂，其特征在于：所述的组分D，即碱性物质为氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钠与碳酸钠的混合物。

9.根据权利要求8所述的稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂，其特征在于：所述的碱性物质优选为氢氧化钠。

10.一种如权利要求1—9中任一条所述的稠油注蒸汽开采用氧化降粘剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

(1)用少量水溶解过氧化物，搅拌1—2小时；

(2)在0—40℃的温度下加入有机酸的过渡金属盐、无机盐，混合搅拌1-2小时；

(3)用其余水溶解氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钠与碳酸钠的混合物，然后与步骤(2)所得的溶液混合，搅拌1-2小时即可制得降粘剂。