CN102977874A

CN102977874A - 一种稠油乳化降粘剂及制备和使用方法

Info

Publication number: CN102977874A
Application number: CN2012104585585A
Authority: CN
Inventors: 赖南君; 覃孝平; 宋晓慧; 叶仲斌; 陈洪; 李翠霞; 陈蔚立; 董军; 舒政
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2013-03-20

Abstract

本发明公开了一种稠油乳化降粘剂及制备和使用方法，所述降粘剂中含有疏水缔合聚合物AP-P4、乳化剂HD、氢氧化钠；各组分的重量百分比：疏水缔合聚合物：0．01％-0．1％；乳化剂：0．3％-0．8％；氢氧化钠：0．1％-0．2％；其余为水，各组分的重量百分比之和为百分之百。本发明降粘剂的特点在于降粘率高，达到90％以上；稳定性好，乳状液的稳定时间能延长至36-48h；同时采出液不需要加入破乳剂，当升温至70℃即可实现有效破乳，脱水率90％以上。该降粘剂用量少，用于井筒降粘，可以大幅度节省稀油用量，节约开采成本；用于地层吞吐降粘，能够大幅度降低原油粘度，有效改善稠油的开采和输送性能，提高油井产量。

Description

一种稠油乳化降粘剂及制备和使用方法

技术领域

本发明涉及油田采油技术领域，特别涉及一种稠油冷采乳化降粘剂及制备和使用方法。

背景技术

稠油，国际上称为重油及沥青，是一种复杂的、多组分的均质有机混合物，其突出特点是胶质与沥青质含量高、轻质馏分少、粘度高、密度大、流动能力差。许多稠油油藏由于区块较分散、含油面积较小以及地处偏远等原因，不能采用常规方法进行经济开采。

中国稠油及超稠油资源量约有250亿吨，约占我国石油总资源量的28％，现在已探明的稠油及超稠油稠油可采储量约有12亿吨，占探明石油可采储量的7.5％。稠油开采技术研究工作任重而道远，稠油甚至是超稠油开采将在今后的国家能源战略中占据重要地位。

目前，国内外稠油开采技术主要有：注蒸汽热采技术、火烧油层开发技术、掺稀油降粘、稠油出砂冷采开发技术、注CO₂开发技术、蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)、电加热、油层电磁波加热开发技术、热力/化学采油技术、稠油井下改质技术、微生物开发技术、复合开采技术及化学降粘技术等。我国油藏地质复杂，所以须根据具体的油藏条件，开发相应的降粘技术以适应实际生产的需要。采用电热开采的工艺复杂、耗资大、故障多；掺稀油降粘存在着稀油短缺及稠油与稀油价格差异较大等不利因素；改质降粘要求较为苛刻的反应条件，同时使用范围较窄；而乳化降粘使用范围相对较宽(包括井筒降粘、地层降粘、管道输送等领域)，成本较低，工艺简单，易于实现。乳化降粘近年来受到普遍关注，开发出用量少、价格低、降粘效果好的乳化降粘剂成为人们关注的焦点。

乳化降粘就是在表面活性剂作用下，使稠油的W/O型乳状液转变成O/W型乳状液，从而达到降粘的目的。乳化降粘的主要机理包括乳化降粘和润湿降阻两方面。乳化降粘中使用水溶性较好的表面活性剂作乳化剂，将一定浓度的乳化剂水溶液注入油井或管线，使原油分散而形O/W成型乳状液，把原油流动时油膜与油膜之间的摩擦变为水膜与水膜之间的摩擦，粘度和摩擦阻力大幅度降低；润湿降阻是破坏油管或抽油杆表面的稠油膜，使表面润湿亲油性反转变为亲水性，形成连续的水膜，减少抽吸过程中原油流动的阻力。

乳化降粘技术的一个重要指标是能够形成稳定的O/W乳状液。采用乳化降粘技术时，要求形成的O/W乳状液不能过于稳定，因为乳状液太稳定会加大在地面进行脱水处理时的难度；但同时又要求所形成的O/W乳状液具有一定的稳定性，不能在原油未采到地面时就破乳转变成高粘度的W/O乳状液，这样井筒降粘的效果会受到影响，适当提高乳状液的稳定性，可以延长措施有效期。单独使用非离子表面活性剂，形成的O/W乳状液稳定性差，而聚合物的加入可以抑制油滴的聚并，从而提高O/W乳状液的稳定性，碱的加入也在一定程度提高了乳状液的稳定时间；同时又能满足形成乳状液高温自动破乳。

发明内容

本发明的目的是：提供一种乳化降粘效果好，开采后能够高温自动破乳的稠油乳化降粘剂。

本发明为解决其技术问题所采取的技术方案是：

一、稠油乳化降粘剂的原料组分：

原料包括：

1、疏水缔合聚合物AP-P4；

2、乳化剂HD；

3、氢氧化钠；

4、水。

制备稠油乳化降粘剂的原料组分重量比：

1、疏水缔合聚合物AP-P4：0．01％-0．1％；

2、乳化剂HD：0．3％-0．8％；

3、氢氧化钠：0．1％-0．2％；

4、水。

所述疏水缔合聚合物AP-P4的分子量为10×10⁶，乳化剂HD为烷基酚聚氧乙烯醚型。

本发明提供的乳化降粘剂组合中还含有无机盐氢氧化钠作为助剂。碱能与稠油中有机酸反应生成表面活性剂，进一步减小油水界面张力，增加稠油流动性，提高采收率。

所述乳化用水为现场注入水。

二、稠油乳化降粘剂的生产方法

主要设备：

电子天平；磁力搅拌器。

生产方法：

首先，配制5000ppm的疏水缔合聚合物母液，放置待用。取100mL的容量杯，依次向其中加入一定量的聚合物、乳化剂、氢氧化钠和水。最后，将加入降粘剂原料的容量杯放置在磁力搅拌器上搅拌15min，停止搅拌。得到稠油乳化降粘剂。

本发明用于地层吞吐降粘的使用方法是：按原料组分重量百分比配制好乳化降粘剂溶液；在25℃－75℃下将乳化降粘剂溶液加入到井筒，乳化降粘剂水溶液注入速度为0.１-1.0m^３／h，按照这样的注入速度在生产过程中持续加入乳化降粘剂溶液。

本发明用于井筒降粘的使用方法是：按原料组分重量百分比配制好乳化降粘剂溶液；将乳化降粘剂溶液挤入油层，然后再用清水将乳化降粘剂水溶液顶替进油层，焖井24-48h；乳化降粘剂水溶液注入速度为10-20m^３／h，注入温度25℃-75℃。

作为一种优选方案，按原料组分重量百分比配制成0.3％-0.8％的乳化降粘剂溶液，按照溶液与稠油2∶8-5∶5的重量比将二者接触乳化。

作为进一步优选方案，按原料组分重量百分比配制成0.５％-0.75％的乳化降粘剂溶液，按照溶液与稠油3∶7的重量比将二者接触乳化。

本发明的有益效果是：本发明使用的稠油乳化降粘剂是由乳化降粘剂、聚合物和碱复配而成，通过它们之间的协同作用，能使稠油的粘度明显降低，增加稠油在地层中的流动性；形成的O/W型乳状液具有一定的稳定性，能够实现高温自动破乳。

附图说明

图1为DC332井采用井筒降粘后的生产曲线图；

图2为h0617井采用地层吞吐降粘前后的生产曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明在新疆油田某些采油区块多口井次的稠油井施工中试用，在现场水中加入0.3％-0.8％的稠油乳化降粘剂，0.01％-0.1％的聚合物以及0.1％～0.2％的氢氧化钠，有效提高了稠油采收率。

现场施工时，根据油井原油粘度代销不同说筛选出的乳化降粘剂配方配制成乳化降粘剂水溶液，用水泥车将药液打入井筒，然后清水将乳化降粘剂水溶液顶替进油层，焖井24-48h；乳化降粘剂水溶液注入量为10-20m³/h，注入温度25℃-75℃。

实施例1：油水体积比对h0663井稠油乳化降黏效果影响

一种稠油乳化降粘剂，它是由下述重量配比的原料混合而成：降粘剂HD为0.75％，疏水缔合聚合物AP-P4为0.05％，氢氧化钠为0.25％，其余为现场注入水。

按上述配方配置乳化降粘剂溶液，按照设定的油水体积比8：2-5：5混合均匀，用Brookfield DV-III型粘度计测定其在25℃下的粘度。乳状液体系的粘度与油水体积比之间的关系见表1。由表1可知，当油水体积比为7：3时，能够使乳状液的降粘率和稳定性同时实现。

表1油水体积比对乳化降粘效果的影响(h0663)

实施例2：

一种稠油乳化降粘剂，其特征在于，它是由下述重量配比的原料混合而成：降粘剂HD为0．75％，疏水缔合聚合物AP-P4为0．05％，氢氧化钠为0．25％，其余为现场注入水。

取9克上述稠油乳化降粘剂加入到21克的25℃时粘度为2858mPa．s的新疆油田红东区h0663井稠原油中，在温度为25℃下搅拌100下，用Brookfield DV-III型粘度计测定乳状液粘度，乳化后的稠油粘度为74．7mPa．s，降粘率97．39％，稳定时间为48h。

实施例3：

一种稠油乳化降粘剂，它是由下述重量配比的原料混合而成：降粘剂HD为0.5％，疏水缔合聚合物AP-P4为0.06％，氢氧化钠为0.2％，其余为现场注入水。

取9克上述稠油乳化降粘剂加入到21克的25℃时粘度为2082mPa.s的新疆油田红东区h67井稠原油中，在温度为25℃下搅拌100下，用Brookfield DV-III型粘度计测定乳状液粘度，乳化后的稠油粘度为193.4mPa.s，降粘率90.71％，稳定时间为50h。

实施例4：

一种稠油乳化降粘剂，它是由下述重量配比的原料混合而成：降粘剂HD为0.5％，疏水缔合聚合物AP-P4为0.05％，氢氧化钠为0.15％，其余为现场注入水。

取9克上述稠油乳化降粘剂加入到21克的25℃时粘度为3352mPa.s的新疆油田拐16井区G16井稠原油中，在温度为25℃下搅拌100下，用Brookfield DV-III型粘度计测定乳状液粘度，乳化后的稠油粘度为276.9mPa.s，降粘率91.74％，稳定时间为48h。

实施例5：

一种稠油乳化降粘剂，它是由下述重量配比的原料混合而成：降粘剂HD为0.5％，疏水缔合聚合物AP-P4为0.04％，氢氧化钠为0.2％，其余为现场注入水。

取9克上述稠油乳化降粘剂加入到21克的25℃时粘度为9875mPa.s的新疆油田拐16井区G1601井稠原油中，在温度为25℃下搅拌100下，用Brookfield DV-III型粘度计测定乳状液粘度，乳化后的稠油粘度为105.5mPa.s，降粘率98.93％，稳定时间为60h。

实施例6：

一种稠油乳化降粘剂，它是由下述重量配比的原料混合而成：降粘剂HD为0.5％，疏水缔合聚合物AP-P4为0.01％，氢氧化钠为0.2％，其余为现场注入水。

取9克上述稠油乳化降粘剂加入到21克的25℃时粘度为1116mPa.s的新疆油田车21井区DC355井稠原油中，在温度为25℃下搅拌100下，用Brookfield DV-III型粘度计测定乳状液粘度，乳化后的稠油粘度为96.7mPa.s，降粘率91.34％，稳定时间为36h。

实施例7：乳状液的高温自动破乳

一种稠油乳化降粘剂，它是由下述重量配比的原料混合而成：降粘剂HD为0.5％，疏水缔合聚合物AP-P4为0.1％，氢氧化钠为0.2％，其余为现场注入水。

取9克上述稠油乳化降粘剂加入到21克新疆油田车21井区DC332井稠原油中，在温度为25℃下搅拌100下，然后将乳状液装入具塞量筒，再将具塞量筒置于70℃水浴中，定期测定其脱水率，结果见表2。

表2乳状液放置不同时间后的脱水率

从表2可以看出，随着放置时间的延长，乳状液的脱水率增大，脱水率达到98％时所需要的时间为25h左右，经过55h后，脱水率达到99．1％，进一步延长放置时间，脱水率增加不明显。以上数据说明乳状液能够采用较为简单经济的方法有效破乳。

实施例7：新疆油田车21井区DC332井现场试验效果

针对DC332井进行了降粘剂现场试验。该井在措施前的日产液量为2m³左右，日产油0．8t左右。措施后的生产曲线如图1所示，从图1可知，采用井筒降粘后，DC332井的日产液量增加，日产液量最高增至25m³／d，随后虽有所降低，但是日产液量始终保持在10m³／d左右；日产油量增加，日产油量最高增至9．5t／d，日产油在50d的生产过程中虽存在波动，但日产油量的整体变化趋势是增大的；含水率降低，措施初期的含水率为85％左右，经过50d后，含水率降到40％左右。

采用井筒降粘后，DC332井的采出液均采用加热方式破乳，温度为70℃，放置48h，脱水率大于98．5％。

实施例8：新疆油田红东井区h0617井现场试验效果

一种稠油乳化降粘剂，它是由下述重量配比的原料混合而成：降粘剂HD为0．5％，疏水缔合聚合物AP-P4为0．1％，氢氧化钠为0．1％，其余为现场注入水。在2011年7月对h0617井(该井稠油在温度为30℃时粘度为405．58mPa．s)进行地层吞吐降粘，注入剂量为60m³，注入速度为15m³／h，注入温度55℃，焖井36h后开井生产。措施前后的生产曲线如图2所示。从图2可知，措施前该井日产液量6．7m³／d，日产油2．5t／d，含水率67．74％；措施后，日产液量增加，最高达到23.6m^３/d，日产油也增加，最高达到18.9t/d，含水率相应下降，措施有效期45d左右，效果较好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种稠油乳化降粘剂，其特征在于，原料组分重量比为：

A、疏水缔合聚合物AP-P4：0.01％-0.1％；

B、乳化剂 HD：0.3％-0.8％；

C、氢氧化钠：0.1％-0.2％；

D、其余为水。

2.根据权利要求1所述的稠油乳化降粘剂，其特征在于，疏水缔合聚物AP-P4的分子量为10×10⁶。

3.根据权利要求1所述的稠油乳化降粘剂，其特征在于，乳化剂HD为烷基酚聚氧乙烯醚型。

4.一种稠油乳化降粘剂的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

首先，配制5000ppm的疏水缔合聚合物母液，放置待用；

取100mL的容量杯，依次向其中加入一定量的聚合物、乳化剂、氢氧化钠和水；

最后，将加入降粘剂原料的容量杯放置在磁力搅拌器上搅拌15min，停止搅拌，得到稠油乳化降粘剂。

5.一种稠油乳化降粘剂的使用方法，其特征在于，用于地层吞吐降粘的使用方法是：

按原料组分重量百分比配制好乳化降粘剂溶液；在25℃-75℃下将乳化降粘剂溶液加入到井筒，乳化降粘剂水溶液注入速度为0.1-1.0m³/h，按照这样的注入速度在生产过程中持续加入乳化降粘剂溶液。

6.一种稠油乳化降粘剂的使用方法，其特征在于，用于井筒降粘的使用方法是：

按原料组分重量百分比配制好乳化降粘剂溶液；将乳化降粘剂溶液挤入油层，然后再用清水将乳化降粘剂水溶液顶替进油层，焖井24-48h；乳化降粘剂水溶液注入速度为10-20m³/h，注入温度25℃-75℃。

7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于，按原料组分重量百分比配制成0.2％-1.0％的乳化降粘剂溶液，按照溶液与稠油2∶8-5∶5的体积比将二者接触乳化。

8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于，按原料组分重量百分比配制成0.5％-0.75％的乳化降粘剂溶液，按照溶液与稠油3∶7的体积比将二者接触乳化。