CN103555310A - 稠油自发乳化降粘体系及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油田化学领域，具体地，涉及一种稠油自发乳化降粘体系。稠油自发乳化降粘体系包括：主表面活性剂、助表面活性剂、碱、盐和水；主表面活性剂在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为1.0%～3.0%；助表面活性剂在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为2.0%～4.0%；碱在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为0.2%～0.5%；盐在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为1.0%～5.0%；余量为水，各组分质量分数之和为100%。本发明具有如下优势：稠油自发乳化降粘体系降粘率可达到98%以上，依靠自发降粘体系的自身作用，实现稠油粘度大幅度地降低，提高稠油油藏的开发效果。

Description

稠油自发乳化降粘体系及其制备方法
技术领域
本发明属于油田化学领域，具体地，涉及一种油田化学用剂，特别地，设计一种针对稠油油藏降粘开采的自发乳化降粘的化学剂及其制备方法。
背景技术
我国稠油资源比较丰富，约占石油总储量的30%，因此，稠油的开采占了较大的比重，由于稠油的粘度较大，在地层中的流动阻力较大，常规的方法是很难开采出来的。因此，降低稠油粘度，改善其流动性是稠油油藏开采的关键。目前开采稠油油藏常用热采、稠油改质、掺稀油和化学降粘等方法。这些方法中热采和稠油改质方法能够产生理想的降粘效果，但能源消耗大，成本较高；掺稀油的方法也对采出液后处理无影响，但造成了稀油资源的浪费，使得采油成本较高。而稠油乳化降粘技术具有降粘幅度大、工艺简单、投资少及见效快等优点，因此稠油乳化降粘技术近年来受到广泛关注，开发成本低、用量少的乳化降粘剂成为热点之一。
申请号为00122841.2的文献公开了一种稠油乳化降粘剂，稠油乳化降粘剂是芳基封头的聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂与取代的芳酸或芳磺酸型阴离子表面活性剂的缩合物。尽管达到相同降粘效果所需的剂量比其它乳化降粘剂所需剂量小，但是工业化程度低，不适宜大规模应用。
申请号为201210458558.5的文献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。由于使用了聚合物增加了降粘体系的粘度，同时增加了产出液油水分离的难度。
申请号为200710119729.0的文献公开了一种稠油乳化降粘剂，原料组分重量比为：A、磺基琥珀酸单月桂酯二钠：1.5%～5%；B、乳化剂OP-15：3%～15%；C、氢氧化钠：0.5%～1%；D、碳酸钠：0.8%～2.5%；E、碳酸氢钠：0.5%～1.5%；F、其余为水。使用浓度过高，油田投入生产成本较高，不适宜推广使用。
因此，为了最大限度地提高稠油油藏的采收率，需要开发一种新的稠油乳化降粘体系，既能显著降低稠油的粘度，使其易于流动，便于开采，同时又能够与稠油发生自发乳化，扩大了降粘体系的波及体积和波及效率，实现提高稠油油藏开发效果的目标。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种适用于稠油油藏降粘开采的自发乳化降粘体系，该体系注入稠油油藏地层后，在不需外界做功的情况下，依靠降粘体系的自身作用，迅速将地层稠油剥离、分散，使原本不相混溶的稠油和水两相自动乳化形成低粘度的乳状液。
为实现上述目的，本发明采用下述方案：
一种稠油自发乳化降粘体系，包括：主表面活性剂、助表面活性剂、碱、盐和水；其特征在于：
主表面活性剂在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为1.0%～3.0%；
助表面活性剂在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为2.0%～4.0%；
碱在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为0.2%～0.5%；
盐在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为1.0%～5.0%；
余量为水，各组分质量分数之和为100%。
上述的稠油自发乳化降粘体系的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
室温下（20±5℃），将主表面活性剂、助表面活性剂、碱和盐依次均匀分散在配液水中，使稠油自发乳化降粘体系中主表面活性剂的质量分数为1.0%～3.0%，助表面活性剂的质量分数为2.0%～4.0%，碱的质量分数为0.2%～0.5%，盐的质量分数为1.0%～5.0%，然后再继续搅拌5分钟，得稠油自发乳化降粘体系。
与现有的技术相比，本发明具有如下优势：
(1)、稠油自发乳化降粘体系能在稠油油藏温度40～60℃、油水比在1:9～7:3范围内使油水界面张力达到10-3mN/m数量级别，形成的乳状液的粘度最低可达19.15mPa·s，降粘率可达到98%以上。
(2)、稠油自发乳化降粘体系的降粘效果明显优于单独使用水溶性或油溶性降粘剂的效果；且在不需外界做功的情况下，依靠自发降粘体系的自身作用，实现稠油粘度大幅度地降低，提高稠油油藏的开发效果。
(3)、本发明的稠油自发乳化降粘体系自发乳化时间较短，通常在1～3h。
(4)、自发乳化降粘体系可显著地降低了地层稠油的粘度，减小了地层稠油的流动阻力，同时又可以提高降粘体系的波及体积和波及效率，提高了稠油的开发效果。
具体实施方式
稠油自发乳化降粘体系，包括：主表面活性剂、助表面活性剂、碱、盐和水；其中：
主表面活性剂在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为1.0%～3.0%；
助表面活性剂在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为2.0%～4.0%；
碱在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为0.2%～0.5%；
盐在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为1.0%～5.0%；
余量为水，各组分质量分数之和为100%。
主表面活性剂为非离子型表面活性剂，其结构式为：
Figure BDA0000410056830000041
式中，R为C8～C12的烷基；n为乙氧基团的加合数，n=8～10；m为丙氧基团的加合数，m=1～2，其中n，m为整数。主表面活性剂可显著降低稠油/水的界面张力，有利于稠油的乳化和提高稠油乳状液的稳定性；
助表面活性剂为醇类，优选的，为正丁醇，通过加入助表面活性剂可以改变稠油的极性，增强对稠油的乳化增溶能力；
碱为NaHCO3、NaOH的一种或两种，碱的加入可以与稠油中的石油酸反应生成表面活性剂，进一步降低稠油粘度，易于使稠油乳化；
水为清水或经过处理的油田回注污水；
盐为氯化钠，盐的加入可以减少主表面活性剂和助表面活性剂极性部分的溶剂化程度，降低表面活性剂的使用浓度。
上述稠油自发乳化降粘体系的制备方法，包括如下步骤：
室温下(20±5℃)，将质量分数为1.0%～3.0%的主表面活性剂均匀分散在配液水中，依次加入质量分数为2.0%～4.0%的助表面活性剂、质量分数为0.2%～0.5%的碱、质量分数为1.0%～5.0%的盐，搅拌5分钟，得稠油自发乳化降粘体系。
将稠油与上述的稠油自发乳化降粘体系按照1:9～7:3质量比混合，40～60℃下静置1～3h，在不需外界做功的情况下，能与稠油发生自发乳化使稠油粘度大幅度降低，达到提高稠油油藏采收率的目的。
实施例1：
稠油自发乳化降粘体系，包括：主表面活性剂九烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醇醚，质量分数为3.0%；助表面活性剂正丁醇，质量分数为4.0%；碱碳酸氢钠，质量分数为0.2%、盐氯化钠，质量分数为1.0%和余量的水，各组分质量分数之和为100%。
室温下，在91.8g清水中边搅拌依次加入主表面活性剂九烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醇醚3g、助表面活性剂正丁醇4g、碱碳酸氢钠0.2g和盐氯化钠1g，均匀搅拌5分钟配制而成稠油自发乳化降粘体系。
在40℃下将粘度为5963mPa·s的稠油与该稠油自发乳化降粘体系按照油水比7:3混合静置2h，可使稠油的油水界面张力将至6.52×10-3mN/m，粘度降至28.53mPa·s，降粘率达到99.52%。
实施例2：
稠油自发乳化降粘体系，包括：主表面活性剂九烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醇醚，质量分数为2.0%；助表面活性剂正丁醇，质量分数为3.0%；碱碳酸氢钠，质量分数为0.5%、盐氯化钠，质量分数为5.0%和余量的水，各组分质量分数之和为100%。
室温下，在89.5g清水中边搅拌依次加入主表面活性剂九烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醇醚2g、助表面活性剂正丁醇3g、碱碳酸氢钠0.5g和盐氯化钠5g，均匀搅拌5分钟配制而成稠油自发乳化降粘体系。
在50℃下将粘度为5963mPa·s的稠油与该稠油自发乳化降粘体系按照油水比2:1混合静置2h，可使稠油的油水界面张力将至3.78×10-3mN/m，粘度降至23.45mPa·s，降粘率达到99.61%。
实施例3：
稠油自发乳化降粘体系，包括：主表面活性剂九烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醇醚，质量分数为1.0%；助表面活性剂正丁醇，质量分数为2.0%；碱碳酸氢钠，质量分数为0.2%、盐氯化钠，质量分数为3.0%和余量的水，各组分质量分数之和为100%。
室温下，在93.8g清水中边搅拌依次加入主表面活性剂九烷基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醇醚1g、助表面活性剂正丁醇2g、碱碳酸氢钠0.2g和盐氯化钠3g，均匀搅拌5分钟配制而成稠油自发乳化降粘体系。
在60℃下将粘度为1822mPa·s的稠油与该稠油自发乳化降粘体系按照油水比1:9混合静置3h，可使稠油的油水界面张力将至4.13×10-3mN/m，粘度降至19.15mPa·s，降粘率达到98.95%。

Claims (10)

1.一种稠油自发乳化降粘体系，包括：主表面活性剂、助表面活性剂、碱、盐和水；其特征在于： 
主表面活性剂在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为1.0%～3.0%； 
助表面活性剂在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为2.0%～4.0%； 
碱在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为0.2%～0.5%； 
盐在稠油自发乳化降粘体系总质量中的质量分数为1.0%～5.0%； 
余量为水，各组分质量分数之和为100%。 
2.根据权利要求1所述的稠油自发乳化降粘体系，其特征在于：主表面活性剂为非离子型表面活性剂，其结构式为： 
Figure FDA0000410056820000011
式中，R为C8～C12的烷基；n为乙氧基团的加合数，n=8～10；m为丙氧基团的加合数，m=1～2，其中n，m为整数。 
3.根据权利要求1-2所述的稠油自发乳化降粘体系，其特征在于：助表面活性剂为醇类。 
4.根据权利要求1-3所述的稠油自发乳化降粘体系，其特征在于：碱为NaHCO3、NaOH的一种或两种。 
5.根据权利要求1-4所述的稠油自发乳化降粘体系，其特征在于：水为清水或经过处理的油田回注污水。 
6.根据权利要求1-5所述的稠油自发乳化降粘体系，其特征在于：盐为氯化钠。 
7.根据权利要求1-6所述的稠油自发乳化降粘体系，其特征在于：助表面活性剂为正丁醇。 
8.权利要求1-7所述的稠油自发乳化降粘体系的制备方法，其特征在于：包括如下步骤： 
室温下，将主表面活性剂、助表面活性剂、碱和盐依次均匀分散在配液水中，使稠油自发乳化降粘体系中主表面活性剂的质量分数为1.0%～3.0%，助表面活性剂的质量分数为2.0%～4.0%，碱的质量分数为0.2%～0.5%，盐的质量分数为1.0%～5.0%，然后再继续搅拌5分钟，得稠油自发乳化降粘体系。 
9.根据权利要求8所述的稠油自发乳化降粘体系的制备方法，其特征在于：主表面活性剂为非离子型表面活性剂，其结构式为： 
Figure FDA0000410056820000021
式中，R为C8～C12的烷基；n为乙氧基团的加合数，n=8～10；m为丙氧基团的加合数，m=1～2，其中n，m为整数； 
助表面活性剂为醇类； 
碱为NaHCO3、NaOH的一种或两种； 
水为清水或经过处理的油田回注污水； 
盐为氯化钠。 
10.根据权利要求8-9所述的稠油自发乳化降粘体系，其特征在于：助表面活性剂为正丁醇。 
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