CN102732241A - 一种易降解无碱型稠油降粘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种易降解无碱型稠油降粘剂及其制备方法。该降粘剂是由丙二醇嵌段聚醚、脂肪醇硫酸铵、脂肪醇、渗透剂和水组成的，其中，以该降粘剂的总质量计，丙二醇嵌段聚醚、脂肪醇硫酸铵、脂肪醇和渗透剂的质量百分比之和为45wt％-60wt％。本发明还提供了上述降粘剂的制备方法，包括以下步骤：在常压、50-80℃条件下，依次将丙二醇嵌段聚醚、脂肪醇硫酸铵、脂肪醇和渗透剂加入到水中，四种原料与水的质量比为15∶15∶5∶10∶55至25∶25∶4∶6∶40；在加入的同时以60-120转/分钟的转速连续搅拌60-90分钟，得到易降解无碱型稠油降粘剂。该降粘剂所使用的表面活性剂为非离子和阴离子表面活性剂，分子组成中不含苯环结构，具有易降解、无毒、绿色环保的特点。

Description

一种易降解无碱型稠油降粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种稠油降粘剂，尤其涉及一种易降解无碱型稠油降粘剂，属于石油开采技术领域。

背景技术

目前，在稠油、超稠油的井筒举升工艺上一直采用掺稀油和电加热两种方式，地面管线采用高温伴热输送工艺。稠油掺稀油举升工艺存在着稀油与稠油间价格差损失及可掺稀油减少的问题，而超稠油井筒电加热举升工艺及地面管线高温伴热输送工艺都存在着能耗过高的问题，这都使得吨油采出成本大幅提高。

稠油降粘剂在稠油开采、举升、集输中的使用技术不失为一种行之有效的低成本、低能耗的化学降粘方法，其主要作用机理就是使降粘剂水溶液与稠油形成水包油型乳状液，从而降低稠油粘度。

目前用于稠油地层的降粘剂文献报道和专利较多，而用于稠油井筒举升及地面管线输送方面的降粘剂偶有报道。

水基降粘剂一般是由主剂表面活性剂、辅剂表面活性剂、脂肪醇、无机碱及盐等助剂组成的水溶性混合物，可用作稠油降粘剂的表面活性剂主要有非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂及两性表面活性剂。目前使用最广泛的降粘剂，其主要组分基本上是由非离子烷基酚醚表面活性剂(OP或NP型)或阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐或石油磺酸盐(AS或PS)等组成，而这类表面活性剂由于分子结构中含有非常稳定的苯环结构，其缺点是难降解、毒性大、易对环境造成污染；其次，由于现用降粘剂组分中常含有无机碱成分，使得大部分降粘剂pH值偏碱性，含有碱性物质的稠油降粘剂虽然其乳化降粘效果很好，但是最大的缺点就是由于形成的油水乳化液过于稳定而不利于后期联合站破乳脱水，即这类降粘剂与破乳剂不配伍，且易造成油井管柱和输油管线结垢、腐蚀现象比较严重。

因此，针对目前常规稠油化学降粘剂所存在的上述诸多缺点，开发一种易降解的、无碱的稠油降粘剂是本领域亟待解决的问题之一。

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稠油的降粘剂，该降粘剂采用主剂和辅剂复配而成的复合表面活性剂，而且不添加碱性物质，其是一种易降解的、无碱的稠油降粘剂。

本发明的目的还在于提供上述降粘剂的制备方法。

为达到上述目的，本发明提供了一种易降解无碱型稠油降粘剂，其是由丙二醇嵌段聚醚(非离子表面活性剂)、脂肪醇硫酸铵(阴离子表面活性剂)、脂肪醇、渗透剂和水组成的，其中，以该易降解无碱型稠油降粘剂的总质量计，丙二醇嵌段聚醚、脂肪醇硫酸铵、脂肪醇和渗透剂的质量百分比之和为45wt％-60wt％。

本发明提供的易降解无碱型稠油降粘剂的组成中所使用的表面活性剂为非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂，且分子组成中不含苯环结构，具有易降解、无毒、绿色环保的特点。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在上述易降解无碱型稠油降粘剂中，丙二醇嵌段聚醚、脂肪醇硫酸铵、脂肪醇和渗透剂的质量比为15∶15∶5∶10至25∶25∶4∶6。

本发明所提供的易降解无碱型稠油降粘剂是一种水基降粘剂，其中，丙二醇嵌段聚醚和脂肪醇硫酸铵是作为主剂，脂肪醇和渗透剂是作为辅剂。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在本发明提供的易降解无碱型稠油降粘剂中，所采用的丙二醇嵌段聚醚可以为聚醚L64，所采用的脂肪醇可以为月桂醇(十二醇)，所采用的渗透剂可以为脂肪醇聚氧乙烯醚。

根据本发明的具体实施方案，优选地，在本发明提供的易降解无碱型稠油降粘剂中，丙二醇嵌段聚醚为聚醚L64，脂肪醇为月桂醇，渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，并且，以该易降解无碱型稠油降粘剂的总质量计，聚醚L64的含量为15-25％，脂肪醇硫酸铵的含量为15-25％、月桂醇的含量为4-5％、脂肪醇聚氧乙烯醚的含量为6-10％，其余为水。

本发明提供的易降解无碱型稠油降粘剂是针对目前常规稠油化学降粘剂所存在的诸多缺点提出的。本发明提供的易降解无碱型稠油降粘剂是一种新的、表面活性高、pH值为中性、无毒、生物降解率快、环境相容性好、具有自动破乳功能、配伍性良好的易降解无碱型稠油降粘剂，能够解决在稠油开采、举升、集输工艺上所采用的现用常规稠油化学降粘剂所具有的难降解、不环保、毒性大、易造成管线结垢、腐蚀以及与联合站破乳剂配伍性差等问题。

采用本发明提供的降粘剂通过现场高浓度配制后注入空心杆可以替代目前现有的掺稀油和电加热这种高成本、高能耗的稠油举升工艺。此外，采用本发明提供的降粘剂还能将稠油井筒举升、管道输送以及联合站破乳脱水工艺结为一体，实现降粘、管输、脱水一体化目标，进一步降低开采稠油成本。

本发明还提供了上述易降解无碱型稠油降粘剂的制备方法，其包括以下步骤：

在常压、50-80℃的条件下，按顺序依次将丙二醇嵌段聚醚、脂肪醇硫酸铵、脂肪醇和渗透剂缓慢地(待前一种原料完全溶解于水中之后，再加入下一种原料，总的加入时间为20分钟左右)加入到水中，四种原料与水的质量比为15∶15∶5∶10∶55至25∶25∶4∶6∶40；在加入的同时以60-120转/分钟的转速连续搅拌60-90分钟，得到该易降解无碱型稠油降粘剂。

本发明提供的易降解无碱型稠油降粘剂适用于所有稠油掺稀油或电加热油井的井筒举升及地面管线输送工艺上。并且，采用本发明提供的易降解无碱型稠油降粘剂，其实施方法比较简单，效果显著，具有节能降耗、易降解、防止管线结垢腐蚀并可与联合站破乳剂配伍、有助于快速脱水等作用，是稠油井开采中效果较好的化学降粘技术，具有广阔的应用前景。

本发明还提供了上述易降解无碱型稠油降粘剂在稠油井筒举升作业和/或地面管线输送作业中的应用。

根据本发明的具体技术方案，优选地，在上述应用中，稠油井筒举升作业和/或地面管线输送作业包括以下步骤：

将易降解无碱型稠油降粘剂与20-50℃的水混合，配制得到易降解无碱型稠油降粘剂的质量百分比为0.1％-1％的降粘剂水溶液；

将降粘剂水溶液与45-90℃的稠油混合，然后在30-120转/分钟的转速下连续搅拌1-3分钟，形成低粘度的水包油型乳状液，其中，降粘剂水溶液与稠油的质量比为4∶6-1∶9；

将水包油型乳状液从井筒举升至地面，完成稠油井筒举升作业，或者将水包油型乳状液输入地面管线进行输送，完成地面管线输送作业。

在上述稠油井筒举升作业和/或地面管线输送作业中，将水包油型乳状液从井筒举升至地面或者输入地面管线可以按照常规的方式进行，直接用抽油机抽出就可以，不必再进行电加热或掺稀油，可以降低温度伴热输送等作业。采用将易降解无碱型稠油降粘剂配制成的质量百分比为45％-60％的高浓度水溶液，通过比例泵加入空心杆泵下，再通过杆掺混合搅拌器将稠油与降粘剂充分混合后变成较低粘度的水包油型乳状液举升至地面的方式进行施工；地面管输根据需要随时可再加入一定量的药剂。

基于目前稠油、超稠油油井在井筒举升工艺上一直所采用的掺稀油和电加热、地面管线采用高温伴热输送所存在的成本高、能耗高的问题，采用本发明提供的易降解无碱型稠油降粘剂的稠油井筒举升作业采用通过套掺或者杆掺以及地面输油管线加入降粘剂的低成本、低能耗的稠油化学降粘工艺技术，可以替代目前的工艺，达到节能降耗、降成本的目的。

本发明所提供的技术方案与现有技术相比具有以下效果：

本发明所提供的水基降粘剂采用了主剂与辅剂原料并按一定比例复配而成的复合表面活性剂，对稠油和超稠油具有良好的降粘效果，用于超稠油降粘率可以达到99％以上。另外，该降粘剂还具有自动破乳脱水功能，如用于井站或联合站脱水工序，即使在不加任何破乳剂的情况下，当罐内原油在75℃下沉降48小时，原油含水率仍然可降至5％以下，由于该降粘剂不含无机碱，所以与现有破乳剂具有良好的配伍性，有助于快速脱水。同时该降粘剂还具有生物降解率快、绿色环保、无毒等优良特性。该降粘剂成本低，应用后与井筒电加热相比能使采出油成本降低15-20元/吨油。

同时，本发明提供的易降解无碱型稠油降粘剂的制备方法简单、易于操作。将本发明提供的易降解无碱型稠油降粘剂用于稠油井筒举升作业和地面输送作业，可以替代目前现有的稠油掺稀油或电加热举升工艺，并可实现至少低于目前管输温度10℃的效果，从而达到节能降耗、降成本的目的。

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1

本实施例提供了一种易降解无碱型稠油降粘剂，其是按照以下步骤制备的：

在常压下，首先将55g水加入到装有电加热套的四口烧瓶中，开动搅拌器，调节转速为60-120转/分钟，同时升温，温度控制在65℃左右；

然后按顺序依次缓慢地加入L6415g、脂肪醇硫酸铵15g、月桂醇5g、脂肪醇聚氧乙烯醚10g，经过60-90分钟的混合搅拌，即得到100g有效成分含量为45wt％(质量百分比)的降粘剂。

称取50℃下粘度为12730mPa·s的脱水特稠油60g、70g、80g，分别加入含本实施例的降粘剂0.3％(质量百分比)的水溶液40g、30g、20g，在50℃下搅拌1分钟后得到三份乳化稠油，用BROOKFIELD DV-II+Pro型旋转粘度计测量乳化稠油的粘度，测试结果见表1。

实施例2

本实施例提供了一种易降解无碱型稠油降粘剂，其是按照以下步骤制备的：

在常压下，首先将40g水加入到装有电加热套的四口烧瓶中，开动搅拌器，调节转速为60-120转/分钟，同时升温，温度控制在65℃左右；

然后按顺序依次缓慢地加入L6425g、脂肪醇硫酸铵25g、月桂醇4g、脂肪醇聚氧乙烯醚6g，经过60-90分钟的混合搅拌，即得到100g有效成分含量为60wt％(质量百分比)的降粘剂，记为J-2。

称取50℃条件下粘度为57320mPa·s的脱水超稠油60g、70g、80g，分别加入含本实施例的降粘剂0.3％(质量百分比)的水溶液40g、30g、20g，在50℃下搅拌1分钟后得到三份乳化稠油，用BROOKFIELD DV-II+Pro型旋转粘度计测量乳化稠油的粘度，测试结果见表1。

表1

由表1可以看出，实施例提供的降粘剂无论是对于特稠油还是超稠油均具有很好的降粘效果。

实施例3

本实施例对实施例2制备的降粘剂进行破乳脱水性能试验，具体包括以下步骤：

量取50℃条件下粘度为2180mPa·s含有结合水的普通稠油(含水率28wt％)四份，每份70mL，分别编号为I、II、III、IV；

向I、II中加入实施例2制备的降粘剂J-2浓度为0.3％(质量百分比)的水溶液各30mL，向III、IV中加入PS降粘剂(辽河油田华油实业公司生产)0.3％(质量百分比)的水溶液各30mL，50℃下搅拌1分钟，待全部形成乳化液后，再往II、IV中各加入2-3滴破乳剂P-1(TR-DEM/LY-IV型水溶性原油破乳剂，辽河油田华油宏山化工厂生产)，混合搅拌均匀，然后把I、II、III、IV分别快速转入100mL比色管中，置于75℃水浴中，计时，观察记录72h的脱水量，对比测试结果见表2。

表2

由表2可以看出，与常规碱性降粘剂相比，本发明的降粘剂在破乳脱水工艺阶段具有明显优势，具有自动破乳脱水功能，与联合站破乳剂具有良好的配伍性。

实施例4

本实施例对实施例1制备的降粘剂进行超稠油井筒举升作业测试，其是将掺入实施例1制备的降粘剂替代超稠油井筒电加热措施在辽河油田特油公司3口井进行现场试验，掺入降粘剂前后的对比试验参数数据结果见表3。

表3

由表3可以看出，通过采用掺入本发明的降粘剂后，采油作业的几项主要技术参数均明显降低，这说明采用本发明提供的降粘剂可以大幅度减少开采过程中因为油稠而产生的高摩阻、高负荷等不利因素，从而成功替代现有的高能耗超稠油电加热井筒举升工艺，达到节约能耗、降低成本的目的，并为下一步成功实现稠油低温管道输送工艺创造了有利条件。

Claims (9)

1.一种易降解无碱型稠油降粘剂，其是由丙二醇嵌段聚醚、脂肪醇硫酸铵、脂肪醇、渗透剂和水组成的，其中，以该易降解无碱型稠油降粘剂的总质量计，所述丙二醇嵌段聚醚、脂肪醇硫酸铵、脂肪醇和渗透剂的质量百分比之和为45wt％-60wt％。

2.根据权利要求1所述的易降解无碱型稠油降粘剂，其中，所述丙二醇嵌段聚醚、脂肪醇硫酸铵、脂肪醇和渗透剂的质量比为15∶15∶5∶10至25∶25∶4∶6。

3.根据权利要求1或2所述的易降解无碱型稠油降粘剂，其中，所述丙二醇嵌段聚醚为聚醚L64。

4.根据权利要求1或2所述的易降解无碱型稠油降粘剂，其中，所述脂肪醇为月桂醇。

5.根据权利要求1或2所述的易降解无碱型稠油降粘剂，其中，所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

6.根据权利要求1所述的易降解无碱型稠油降粘剂，其中，所述丙二醇嵌段聚醚为聚醚L64，所述脂肪醇为月桂醇，所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，并且，以该易降解无碱型稠油降粘剂的总质量计，所述聚醚L64的含量为15-25％，所述脂肪醇硫酸铵的含量为15-25％、所述月桂醇的含量为4-5％、所述脂肪醇聚氧乙烯醚的含量为6-10％，其余为水。

7.权利要求1-6任一项所述的易降解无碱型稠油降粘剂的制备方法，其包括以下步骤：

在常压、50-80℃的条件下，按顺序依次将丙二醇嵌段聚醚、脂肪醇硫酸铵、脂肪醇和渗透剂缓慢地加入到水中，四种原料与水的质量比为15∶15∶5∶10∶55至25∶25∶4∶6∶40；在加入的同时以60-120转/分钟的转速连续搅拌60-90分钟，得到易降解无碱型稠油降粘剂。

8.权利要求1-6任一项所述的易降解无碱型稠油降粘剂在稠油井筒举升作业中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其中，所述稠油井筒举升作业包括以下步骤：

将易降解无碱型稠油降粘剂与20-50℃的水混合，配制得到所述易降解无碱型稠油降粘剂的质量百分比为0.1％-1％的降粘剂水溶液；

将所述粘剂水溶液与45-90℃的稠油混合，然后在30-120转/分钟的转速下连续搅拌1-3分钟，形成低粘度的水包油型乳状液，其中，所述降粘剂水溶液与所述稠油的质量比为4∶6-1∶9；

将水包油型乳状液从井筒举升至地面，完成稠油井筒举升作业，或者将水包油型乳状液输入地面管线进行输送，完成地面管线输送作业。