CN102614930B - 金属磷氧酸季铵盐分散体及其在稠油开采中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于稠油油藏开发提高原油采出率的金属磷氧酸季铵盐分散体及其在稠油开采中的应用。它能使稠油乳化、催化降粘及反应放热溶解。其技术方案：该金属磷氧酸季铵盐分散体由季铵盐阳离子和金属磷氧酸阴离子构成，制备方法是：先将Na2MoO4、或Na2WO4、或NaVO4水溶液与Na2HPO4溶液搅拌加热，滴加浓盐酸反应，用乙醚萃取，制得金属磷氧酸，再加入烷基三甲基氯化铵搅拌反应制得金属磷氧酸季铵盐分散体。将稠油加热熔化、搅拌下加入上述金属磷氧酸季铵盐，再加入双氧水或通入空气或加入过氧异丁烷反应3—8小时，使稠油催化氧化降粘。该金属磷氧酸季铵盐具有催化功能，能使稠油在氧化剂作用下发生放热催化氧化反应降粘，增加采收率。

Description

金属磷氧酸季铵盐分散体及其在稠油开采中的应用
技术领域
本发明涉及一种用于稠油油藏开发提高原油采出率的金属磷氧酸季铵盐分散体及其在稠油开采中的应用。
技术背景
随着原油开发力度加大，难开采的稠油油藏相对于易开采的稀油油藏比例变得更大。稠油油藏开发的方法主要有热力开采、乳化降粘、化学改质和稀释四种方法，在具体实施过程中也可能是几种方法的组合。火烧油层就是化学改质、热力和稀释三种方法的综合体现。虽然火烧油层方法是目前使稠油变稀综合因素最多的方法，但由于存在不易操作等缺点。因此，催化氧化稠油技术正逐渐兴起。
发明内容
本发明的目的在于：为了使稠油乳化、催化氧化降粘及反应放热溶解，且催化剂具有能在油水相间移动的功能，特提供一种金属磷氧酸季铵盐分散体及其在稠油开采中的应用。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：金属磷氧酸季铵盐分散体，由季铵盐阳离子部分和金属磷氧酸阴离子部分构成，阳离子部分为十二烷基三甲基季铵离子、或十六烷基三甲基季铵离子、或十八烷基三甲基季铵离子中的一种；阴离子部分为含有P的Mo、或V、或W中的一种金属磷氧酸根。金属磷氧酸季铵盐结构通式为Qx(PαMβOγ)y, Q为季铵离子，M为Mo、或W、或V，下标x，y由季铵盐和金属磷氧酸配比确定，α，β和γ由金属价态确定。
金属磷氧酸季铵盐的制备方法包括以下步骤：
先在反应容器中加入体积摩尔浓度为0.0025mol/L的NaMoO4、或Na2WO4、或Na3VO4水溶液40ml，再加入体积摩尔浓度为0.0025mol/L的Na2HPO4溶液20mL，搅拌加热至90℃，恒温保持1小时后滴加质量百分浓度为37%的浓盐酸25mL,再升温至95℃并保持2小时；然后停止反应并将反应液冷却至60℃后过滤，滤液用盐酸调节pH值为1后，加入40mL乙醚摇荡均匀，装入分液漏斗，静置24小时分层；将上方油层用真空蒸馏蒸出乙醚，制得金属磷氧酸，为H3PMo12O40·mH2O、或H3PW12O40·nH2O、或H3PV12O40·wH2O中的一种；最后将0.05 mmol金属磷氧酸加入到20mL体积摩尔浓度为0.0005mol/L的十二烷基三甲基氯化铵、或十六烷基三甲基氯化铵、或十八烷基三甲基氯化铵的乳液中,在25℃下搅拌4小时制得磷钼酸季铵盐、或磷钨酸季铵盐、或磷钒酸季铵盐分散体。季铵盐与金属磷氧酸配比不同，得到不同的金属磷氧酸季铵盐分散体。
金属磷氧酸季铵盐分散体在稠油开采中的应用：先取10g稠油放入烧杯中，加热至熔化后，在搅拌下加入0.25g上述制得的磷钼酸季铵盐、或磷钨酸季铵盐、或磷钒酸季铵盐分散体中的一种，再加入2.5g质量百分浓度为5-25%的双氧水溶液，或向此加入稠油和金属磷氧酸季铵盐分散体的烧杯中通入空气，或加入2.5g过氧化异丁烷，在稠油中反应3-8小时，使稠油发生催化氧化降解，能够使稠油降粘率达到80—95%。
本发明与现有技术相比较，其有益效果是：（1）该金属磷氧酸季铵盐为液态，能够送入地层使稠油降粘改质操作容易进行；（2）金属磷氧酸季铵盐具有表面活性，能够在油水两相间移动，有利于稠油乳化；（3）本金属磷氧酸季铵盐具有催化功能，能使稠油在氧化剂作用下发生放热的催化氧化反应降粘，增加稠油开采量。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进一步说明。
实施例1
取体积摩尔浓度为0.0025mol/L的NaMoO4溶液40mL于三口烧瓶中，再加入体积摩尔浓度为0.0025mol/L的Na2HPO4溶液20mL，搅拌并加热至90℃，恒温保持1小时后滴加质量百分浓度为37%的浓盐酸25mL,再升温至95℃并保持2小时，然后停止反应并将反应液冷却至60℃后过滤，滤液用盐酸调节pH值为1后，加入40mL乙醚，装入分液漏斗，静置24小时分层。将上方油层用真空蒸馏法蒸出乙醚得金属磷氧酸H3PMo12O40·3H2O；最后取前面制得的0.05 mmol金属磷氧酸加入到20mL体积摩尔浓度为0.0005mol/L的十八烷基三甲基氯化铵乳液中, 在25℃下搅拌4小时制得浅黄色磷钼酸季铵盐分散体。
实施例2
取10g稠油放入烧杯中，加热至熔化后，在搅拌下加入实例1得到的磷钼酸季铵盐分散体0.25g，再加入2.5g质量百分浓度为15%的双氧水溶液，在稠油中反应6小时，测得稠油降粘率为90%。
实施例3
取10g稠油放入烧杯中，加热至熔化后，在搅拌下加入实例1得到的磷钼酸季铵盐分散体0.25g，在通入空气的情况下反应8小时，测得稠油降粘率为79%。
实施例4
取10g稠油放入烧杯中，加热至熔化后，在搅拌下加入实例1得到的磷钼酸季铵盐分散体0.25g，再加入2.5g过氧化异丁烷，在稠油中反应6小时，测得稠油降粘率为95%。

Claims (2)

1.金属磷氧酸季铵盐分散体，其特征在于：该金属磷氧酸季铵盐分散体由季铵盐阳离子部分和金属磷氧酸阴离子部分构成，阳离子部分为十二烷基三甲基季铵离子、或十六烷基三甲基季铵离子、或十八烷基三甲基季铵离子中的一种，阴离子部分为含有P的Mo、或V、或W中的一种金属磷氧酸根，该金属磷氧酸季铵盐的通式为Qx(PαMβOγ)y，Q为季铵离子，M为Mo、或W、或V，下标x、y由季铵盐和金属磷氧酸配比确定，α、β和γ由金属价态确定；其制备方法为：先在反应器中加入体积摩尔浓度为0.0025mol/L的NaMoO4、或Na2WO4、或Na3VO4水溶液40ml，再加入体积摩尔浓度为0.0025mol/L的Na2HPO4溶液20mL，搅拌并加热至90℃，恒温保持1小时后滴加质量百分浓度为37%的浓盐酸25mL,再升温至95℃并保持2小时；然后停止反应并将反应液冷却至60℃后过滤，滤液用盐酸调节pH值为1后加入乙醚40mL，振荡均匀后装入分液漏斗，静置24小时分层；将上方油层用真空蒸馏蒸出乙醚,制得金属磷氧酸，为H3PMo12O40·mH2O、或H3PW12O40·nH2O、或H3PV12O40·wH2O中的一种；最后将0.05 mmol的金属磷氧酸加入到20mL体积摩尔浓度为0.0005mol/L的十二烷基三甲基氯化铵、或十六烷基三甲基氯化铵、或十八烷基三甲基氯化铵的乳液中，在25℃下搅拌4小时制得磷钼酸季铵盐、或磷钨酸季铵盐、或磷钒酸季铵盐分散体。
2.一种如权利要求1所述金属磷氧酸季铵盐分散体在稠油开采中的应用，其特征是：先取10g稠油放入烧杯中，加热至熔化后，搅拌加入0.25g上述制备的磷钼酸季铵盐、或磷钨酸季铵盐、或磷钒酸季铵盐分散体中的一种，再加入2.5g质量百分浓度为5—25%的双氧水溶液或通入空气或加入2.5g过氧化异丁烷，在稠油中反应3—8小时，使稠油发生催化氧化降解，能使稠油降粘率达到80—95%。
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