CN102618243B - 一种高凝稠油降凝降黏剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高凝稠油降凝降黏剂。以重量百分比计，该高凝稠油降凝降黏剂具有以下原料组成：阴离子聚丙烯酰胺、0.1％-0.2％，丙烯酸钠-十六醇丙烯酸酯共聚物、5％-10％，十二烷基苯磺酸钠、5％-15％，六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的混合物、1％-2％，氢氧化钠、1％-2％，其余为水。本发明所提供的降凝降黏剂能够使高凝稠油原油分散，将原油的凝固点降低在0℃以上，常温下原油黏度小于300mPa·s。该降凝降黏剂的使用浓度可以控制为0.1％-0.5％，较传统的表面活性剂浓度(3％-7％)低一个数量级，并且不受HLB值和PIT(相转变温度)的限制，可在原油凝固点以上温度乳化高凝稠油。
Description
技术领域
本发明涉及一种高凝稠油降凝降黏剂，属于石油开采用降黏剂领域。
背景技术
现有的部分原油属于高凝稠油，其凝固点通常在40℃以上，而且高凝稠油兼具黏度大、凝点高的特征，在凝固点以下其流动性很差，开采和输送都十分困难。
高凝稠油在我国很多油田均存在一定储量。现有的高凝稠油的开采方法主要有热力采油法、掺稀油降凝降黏法、化学降凝降黏法等。热力采油法主要包括电加热、蒸汽加热等方法，该方法通常耗能高，开采成本很高。掺稀油降凝降黏法受到稀油的来源和运输成本的限制，难以实现可持续开采。化学降凝降黏法由于成本低，工艺简单，耗能低，成为最具潜力的一种开采方法。
但是通常的降凝降黏剂难以同时降低高凝稠油的黏度和凝固点，以使其达到开采要求。常规的降凝降黏剂对凝油的降凝幅度通常在10℃以内，难以满足常温条件和低温条件下高凝稠油的开采和输送。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于高凝稠油的降凝降黏剂，实现同时降低高凝稠油的凝固点和黏度，使高凝稠油达到常温下的流动状态，实现原油的常温举升。
本发明的目的还在于提供上述降凝降黏剂的制备方法。
本发明的目的还在于提供采用上述降凝降黏剂对高凝稠油进行降凝降黏的方法。
为达到上述目的，本发明首先提供了一种高凝稠油降凝降黏剂，其主要由降黏剂、降凝剂、界面张力调节剂和碱助剂组成，以重量百分比计，该高凝稠油降凝降黏剂具有以下原料组成：
阴离子聚丙烯酰胺、0.1％-0.2％，丙烯酸钠-十六醇丙烯酸酯共聚物、5％-10％，十二烷基苯磺酸钠、5％-15％，六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的混合物、1％-2％，氢氧化钠、1％-2％，其余为水。
在本发明所提供的上述高凝稠油降凝降黏剂中，优选地，在六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的混合物中，六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱与六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的质量比为1∶1。
在本发明所提供的上述高凝稠油降凝降黏剂中，优选地，所采用的阴离子聚丙烯酰胺的分子量为300万-500万。
在本发明所提供的上述高凝稠油降凝降黏剂中，优选地，制备丙烯酸钠-十六醇丙烯酸酯共聚物时，丙烯酸钠与十六醇丙烯酸酯摩尔比控制为3∶1-9∶1，优选为3∶1-5∶1。该丙烯酸钠-十六醇丙烯酸酯共聚物可以是按照现有方法制备的，也可以是商购的产品，平均分子量为1000-3000。
本发明所提供的高凝稠油降凝降黏剂是通过氟碳表面活性剂、聚合物表面活性剂、碱助剂、稠油分散剂的复配得到的一个优良的降凝降粘剂。该降凝降粘剂通过乳化分散作用使原油分散，形成水包油分散体系，通过聚合物表面活性剂分子结构的空间效应，获得高强度的界面膜，通过表面活性剂双电层效应及水化膜作用，以及氟碳表面活性剂带来的低油水界面张力，实现对分散体系的稳定，从而将高凝稠油的摩阻变成水包油稳定分散体系的摩阻，达到降低高凝稠油黏度的目的。同时，该降凝降粘剂具有优良的降凝效果，在药剂作用下，通过共晶和吸附作用，使高凝稠油中的石蜡组分的原有聚集形态发生显著改变，蜡晶得以分散，难以形成空间网状结构。油滴在降温的过程中虽然有蜡结晶，但由于界面膜的存在，蜡晶之间并不易聚结，不能形成大的蜡晶或网状空间结构，因而在一定程度上大大降低了高凝稠油的凝点。
本发明还提供了上述高凝稠油降凝降黏剂的制备方法，其包括以下步骤：
将阴离子聚丙烯酰胺、丙烯酸钠-十六醇丙烯酸酯共聚物、十二烷基苯磺酸钠、六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的混合物、氢氧化钠和水混合，搅拌2小时使其混合均匀，得到高凝稠油降凝降黏剂。
在本发明所提供的上述制备方法中，优选地，六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的混合物是通过以下步骤制备的：
将六氟环氧丙烯二聚体与N，N-二乙基-1，3-丙二胺按照1∶1.0-1.2的摩尔比，以占六氟环氧丙烯二聚体与N，N-二乙基-1，3-丙二胺总重量的30％-50％的水作为溶剂进行混合，添加占六氟环氧丙烯二聚体与N，N-二乙基-1，3-丙二胺总重量1.0％-5.0％的六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱作为乳化剂(作用为增加油水两相接触面积、加快反应)，在20-60℃下反应6-15小时，过滤得到固体物，用浓度为0.5wt％-10wt％的盐酸洗涤3次，干燥得到酰胺产物；以水为溶剂(水的添加量控制为氯乙基磺酸钠的重量的5倍)，将酰胺产物与双氧水、氯乙基磺酸钠按照1∶0.5∶0.7的摩尔比进行混合，添加占酰胺产物、双氧水与氯乙基磺酸钠总重量的0.1％-1.0％的烷基季铵盐阳离子表面活性剂作为相转移催化剂，在40-80℃反应2-10小时，得到六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的混合物。
本发明通过六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的混合物的使用得到了一种性能优良的降凝降粘剂。六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的混合物的制备方法使用了含氟乳化剂和相转移催化剂，并使用水作溶剂，避免了有机溶剂的使用，简化了工艺，采用一锅合成的方法得到两种不同类型的氟碳表面活性剂，工艺简单，使用效果好。在本发明提供的降凝降黏剂中采用该混合物可以显著降低水相的表面张力和油水界面张力，增加水相对油管的润湿性，降低油水流动的摩阻，增加水包油分散降凝体系的稳定性，从而减缓油滴的聚集，降低分散体系的凝固点。
本发明还提供了一种油田高凝稠油的降凝降黏方法，其是上述的高凝稠油降凝降黏剂进行降凝降黏的方法，包括以下步骤：
采取间歇加注方式，按一定周期将所需用量的高凝稠油降凝降黏剂由套管环空一次注入井底，关井一段时间后开井进行生产。
在上述降凝降黏方法中，优选地，上述周期可以控制为1-3天(更优选为1天)，关井时间可以控制为1-10天(更优选为3-7天)。
在上述降凝降黏方法中，优选地，高凝稠油降凝降黏剂的添加量可以控制为油田油井采出液总重量的0.1-0.5％。采出液中含有油和地层水。
本发明还提供了一种油田高凝稠油的降凝降黏方法，其也是采用上述的高凝稠油降凝降黏剂进行降凝降黏的方法，包括以下步骤：
采取连续加注方式，将所需用量的高凝稠油降凝降黏剂通过空心抽油杆注入井下或通过套管环空连续加入。
在上述降凝降黏方法中，优选地，高凝稠油降凝降黏剂的添加量可以控制为油田油井采出液总重量的0.1-0.5％。
常规凝油凝固点在35℃以上，常规降黏剂通常能够降低凝点幅度在10℃以内，根据各地区气温的差异，通常要求降凝剂将凝油的凝固点降低至当地气温以下，才能满足输送和开采的要求。本发明所提供的降凝降黏剂能够使高凝稠油原油分散，将原油的凝固点降低到0℃左右，能够满足大部分地区的原油输送和开采要求，常温下原油黏度小于300mPa·s。该降凝降黏剂的使用浓度可以控制为0.1-0.5％，较传统的表面活性剂浓度(3％-7％)低一个数量级，并且不受HLB值和PIT(相转变温度)的限制，可在原油凝固点以上温度乳化高凝稠油。
本发明所提供的高凝稠油降凝降黏剂与现有产品最大的不同之处在于：
(1)使用浓度在0.1-0.5％就可以有效，较传统的表面活性剂的使用浓度低一个数量级；
(2)能充分发挥表面活性剂的润湿、分散、粘附等作用，形成稳定的乳状液；
(3)能同时降低原油的凝固点和黏度，使原油凝固点降低在0℃以上，与常规降凝降黏剂相比，凝固点降低值提高30℃，可以使原油在常温下的黏度小于300mPa·s，明显改善原油的低温流动性。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例
本实施例提供了一种高凝稠油降凝降黏剂，以其总重量为100份计，其具有以下原料组成：
阴离子聚丙烯酰胺(分子量为300-500万)、0.2份，丙烯酸钠-十六醇丙烯酸酯共聚物、10份，十二烷基苯磺酸钠、15份，六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烯二聚体酰胺氧化胺的混合物(1∶1)、1.5份，氢氧化钠、2份，水、71.3份。
其中，上述六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烯二聚体酰胺氧化胺的混合物是采用一锅法合成的，具体包括以下步骤：
第一步，将166g六氟环氧丙烷二聚体、78g N，N-二乙基-1，3-丙二胺、100g水和6g六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱混合，升温至50℃反应10小时，过滤得到固体物，用浓度为0.5％-10％的盐酸洗涤3次，干燥得到酰胺产物；
第二步，将231g酰胺产物、25g浓度为34wt％的双氧水、65g氯乙基磺酸钠、300g水和2g四丁基溴化铵混合，在60℃反应8小时，得到六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烯二聚体酰胺氧化胺的混合物，其中，六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱与六氟环氧丙烯二聚体酰胺氧化胺的质量比为1∶1。
本实施例提供的高凝稠油降凝降黏剂的制备是将其原料一次投入反应釜中，常温搅拌2小时，使各种原料溶解混合均匀，即可到该高凝稠油降凝降黏剂。
辽河油田牛心坨油田的地面脱气原油粘度一般为400-1600mPa·s(最高大于3000mPa·s)，凝固点为35-41℃，胶质沥青质含量为31.5％-49.6％，含蜡量为10.8％-15.5％。该油田的原油含蜡量高，凝固点高，具有高凝油和稠油的双重特性。一般的化学降凝降黏剂在该油田的应用效果并不理想，达不到预想的降凝降黏效果，给油田的开采和输送带来了很大的困难。针对上述油田目前所存在的举升工艺能耗高、工艺复杂和管理难度大的问题，将本实施例提供的高凝稠油降凝降黏剂进行现场试验。具体现场试验方法是：将本实施例提供的降凝降黏剂配制成浓度为0.3wt％的本井水溶液，与牛心坨油田的原油在60℃按照油水质量比1∶1的比例进行分散降粘，自然降温。
试验结果：在0℃以上时，油水体系始终保持水包油的分散状态，流动性好，分散体系粘度保持在200mPa·s以下。通过该现场试验可以看出，本实施例提供的高凝稠油降凝降黏剂能够将原油的降凝与降黏有机结合起来，能使牛心坨油田原油的凝固点降低到0℃左右，与常规降凝降黏剂相比，凝固点降低值提高30℃；同时，加入上述降凝降黏剂之后，原油的分散性更好，常温下原油黏度小于300mPa·s。从牛心坨现场试验井的试验结果来看，使用高凝稠油降凝降黏剂后，该井的上下行电流及功图与措施前电加热停运后相比，电流及负荷明显降低，在加降凝降黏剂5天后井口取样发现，原油常温下分散较好。由此可见，本实施例提供的高凝稠油降凝降黏剂能够解决常规降凝降黏剂无法实现牛心坨油田高凝稠油降凝降黏问题，能够满足采油现场的需要。
Claims (9)
1.一种高凝稠油降凝降黏剂，以重量百分比计，该高凝稠油降凝降黏剂具有以下原料组成：
阴离子聚丙烯酰胺、0.1%-0.2%，丙烯酸钠-十六醇丙烯酸酯共聚物、5%-10%，十二烷基苯磺酸钠、5%-15%，六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的混合物、1%-2%，氢氧化钠、1%-2%，其余为水；
其中，在所述六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的混合物中，所述六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱与六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的质量比为1：1。
2.如权利要求1所述的高凝稠油降凝降黏剂，其中，所述阴离子聚丙烯酰胺的分子量为300万-500万。
3.权利要求1或2所述的高凝稠油降凝降黏剂的制备方法，其包括以下步骤：
将阴离子聚丙烯酰胺、丙烯酸钠-十六醇丙烯酸酯共聚物、十二烷基苯磺酸钠、六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的混合物、氢氧化钠和水混合，搅拌2小时使其混合均匀，得到所述高凝稠油降凝降黏剂。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的混合物是通过以下步骤制备的：
将六氟环氧丙烯二聚体与N,N-二乙基-1,3-丙二胺按照1：1.0-1.2的摩尔比，以占六氟环氧丙烯二聚体与N,N-二乙基-1,3-丙二胺总重量的30%-50%的水作为溶剂进行混合，添加占六氟环氧丙烯二聚体与N,N-二乙基-1,3-丙二胺总重量1.0%-5.0%的六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱作为乳化剂，在20-60℃下反应6-15小时，过滤得到固体物，用浓度为0.5wt%-10wt%的盐酸洗涤3次，干燥得到酰胺产物；
以水为溶剂，水的添加量控制为氯乙基磺酸钠的重量的5倍，将酰胺产物与双氧水、氯乙基磺酸钠按照1：0.5：0.7的摩尔比进行混合，添加占酰胺产物、双氧水与氯乙基磺酸钠总重量的0.1%-1.0%的烷基季铵盐阳离子表面活性剂作为相转移催化剂，在40-80℃反应2-10小时，得到所述六氟环氧丙烷二聚体酰胺磺基甜菜碱及六氟环氧丙烷二聚体酰胺氧化胺的混合物。
5.一种油田高凝稠油的降凝降黏方法，其是采用权利要求1或2所述的高凝稠油降凝降黏剂进行降凝降黏的方法，包括以下步骤：
采取间歇加注方式，按一定周期将所需用量的所述高凝稠油降凝降黏剂由套管环空一次注入井底，关井一段时间后开井进行生产。
6.根据权利要求5所述的油田高凝稠油的降凝降黏方法，其中，所述周期为1-3天，所述关井时间为1-10天。
7.根据权利要求5所述的油田高凝稠油的降凝降黏方法，其中，所述高凝稠油降凝降黏剂的添加量控制为油井采出液总重量的0.1-0.5%。
8.一种油田高凝稠油的降凝降黏方法，其是采用权利要求1或2所述的高凝稠油降凝降黏剂进行降凝降黏的方法，包括以下步骤：
采取连续加注方式，将所需用量的所述高凝稠油降凝降黏剂通过空心抽油杆注入井下或通过套管环空连续加入。
9.根据权利要求8所述的油田高凝稠油的降凝降黏方法，其中，所述高凝稠油降凝降黏剂的添加量控制为油井采出液总重量的0.1-0.5%。
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