CN104130756A - 一种耐高温稠油降粘剂及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温稠油降粘剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温稠油降粘剂及其制备方法，属于石油开采技术领域，它首先经过生物有机酸溶液的制备、浸渍液的制备和称量三个步骤，最后将取得到的木质素磺酸钙、丙烯酸、马来酸酐和烯丙基磺酸钠加入水中，60-75℃搅拌至混合均匀后，先向其中加入链转移剂搅拌均匀后，再向其中加入引发剂和质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液，反应0.5-1h后，接着向其中加入浸渍液和薄膜扩展剂，于45-55℃下搅拌0.5-1h，最后，向其中加入生物有机酸溶液，搅拌混合均匀，烘干，包装，即得本发明的耐高温稠油降粘剂。本发明产品抗温能力达200℃，抗盐效果好，且兼具一定的抗滤失作用，水溶性好，安全无毒，应用范围广。

Description

一种耐高温稠油降粘剂及其制备方法
技术领域
本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种耐高温稠油降粘剂及其制备方法。
背景技术
稠油中轻组分含量低，沥青质和胶质含量较高，直链烃含量少，从而导致大部分稠油具有高黏度和高密度的特性，开采和运输相当困难。目前，在稠油开采过程中国内外常用的降黏方法有加热法、掺稀油法、稠油改质降黏及化学药剂降黏法。
其中，化学药剂降黏法中受到普遍关注，应用化学药剂降黏法可提高泵效和油井的动液面，减少动力消耗，降低系统压力，增加单井原油产量。目前油田使用的降粘剂有油溶性降粘剂和水溶性降粘剂，油溶性降粘剂一般为易燃物，闪点较低。考虑现场使用的安全性，通常采用水溶性降粘剂。
目前大部分水溶性降粘剂含有部分物质在高温时易分解、热稳定性差，导致降粘剂不耐高温，且抗盐性不好，因此如何克服现有技术的不足是目前石油开采技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐高温稠油降粘剂及其制备方法，以解决传统水溶性降粘剂含在高温时易分解、热稳定性差，抗盐性差的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种耐高温稠油降粘剂的制备方法，包括如下本步骤：
步骤（1），取植物原材料进行干馏或炭化处理，产生的烟雾经回收冷凝后，在储罐中静置10-20天，制得生物有机酸溶液；
步骤（2），将质量比为1:1.1-1.3的钛矿铁粉与浓硫酸在70~80℃下反应2~3h，然后冷却至室温，加入钛矿铁粉质量4~5倍的水浸取2~3h，离心，取上层清液，得到浸渍液；
步骤（3），按照重量分数，分别称取步骤（1）得到的生物有机酸溶液5-10份、步骤（2）得到的浸渍液15-25份、薄膜扩展剂2-5份、木质素磺酸钙50-60份、丙烯酸100-120份、马来酸酐10-20份、烯丙基磺酸钠12-18份、链转移剂5-12份、引发剂2-5份、质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液30-40份、水200-300份；
步骤（4），将步骤（3）称取得到的木质素磺酸钙、丙烯酸、马来酸酐和烯丙基磺酸钠加入水中，60-75℃搅拌至混合均匀后，先向其中加入链转移剂搅拌均匀后，再向其中加入引发剂和质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液，反应0.5-1h后，接着向其中加入步骤（2）得到的浸渍液和薄膜扩展剂，于45-55℃下搅拌0.5-1h，最后，向其中加入步骤（1）得到的生物有机酸溶液，搅拌混合均匀，烘干，包装，即得本发明的耐高温稠油降粘剂。
本发明技术方案中步骤（1）中所述的植物原材料为秸秆、果树枝、果壳、木屑、蔗渣和中草药中的一种或几种，具体比例不作要求。
本发明技术方案中所述的链转移剂为异丙醇。
本发明技术方案中所述的引发剂为为过硫酸钠。
本发明技术方案中步骤（4）所述的60-75℃搅拌的速度为400-600r/min。
本发明技术方案中步骤（4）所述的于45-55℃下搅拌的速度为100-150 r/min。
本发明技术方案中步骤（4）所述的烘干的温度为90-100℃。
本发明技术方案中步骤（4）所述的烘干为烘干至水分小于固含量的3%。
本发明与现有技术相比，其有益效果为： （1）本发明原料配伍性好，制备工艺简单，成本低廉；（2）在低密度钻井液和高密度钻井液中都具有良好的降粘效果，使用范围广；（3）抗温能力达200℃，抗盐效果好，且兼具一定的抗滤失作用，水溶性好，安全无毒，应用范围广；（4）可应用于高温深井油藏的储层改造、水驱、井筒举升、近井端解堵等开发增产措施；（5）与钻井液配伍性好，对钻井液性能无不良影响，不起泡。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、技术特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种耐高温稠油降粘剂的制备方法，包括如下本步骤：
步骤（1），取植物原材料进行干馏或炭化处理，产生的烟雾经回收冷凝后，在储罐中静置10天，制得生物有机酸溶液；
步骤（2），将质量比为1:1.1的钛矿铁粉与浓硫酸在70℃下反应2h，然后冷却至室温，加入钛矿铁粉质量4倍的水浸取2h，离心，取上层清液，得到浸渍液；
步骤（3），按照重量分数，分别称取步骤（1）得到的生物有机酸溶液5份、步骤（2）得到的浸渍液15份、薄膜扩展剂2份、木质素磺酸钙50份、丙烯酸100份、马来酸酐10份、烯丙基磺酸钠12份、异丙醇5份、过硫酸钠2份、质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液30份、水200份；
步骤（4），将步骤（3）称取得到的木质素磺酸钙、丙烯酸、马来酸酐和烯丙基磺酸钠加入水中，于60℃，速度为400r/min搅拌至混合均匀后，先向其中加入异丙醇搅拌均匀后，再向其中加入过硫酸钠和质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液，反应0.5h后，接着向其中加入步骤（2）得到的浸渍液和薄膜扩展剂，于45℃下速度为100 r/min搅拌0.5h，最后，向其中加入步骤（1）得到的生物有机酸溶液，搅拌混合均匀，于90℃烘干至水分小于固含量的3%，包装，即得本实施例的耐高温稠油降粘剂。
其中，步骤（1）中所述的植物原材料为秸秆、果树枝、果壳和蔗渣和的混合物，具体比例不作要求。
实施例2
一种耐高温稠油降粘剂的制备方法，包括如下本步骤：
步骤（1），取植物原材料进行干馏或炭化处理，产生的烟雾经回收冷凝后，在储罐中静置20天，制得生物有机酸溶液；
步骤（2），将质量比为1: 1.3的钛矿铁粉与浓硫酸在80℃下反应3h，然后冷却至室温，加入钛矿铁粉质量5倍的水浸取3h，离心，取上层清液，得到浸渍液；
步骤（3），按照重量分数，分别称取步骤（1）得到的生物有机酸溶液10份、步骤（2）得到的浸渍液25份、薄膜扩展剂5份、木质素磺酸钙60份、丙烯酸120份、马来酸酐20份、烯丙基磺酸钠18份、异丙醇12份、过硫酸钠5份、质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液40份、水300份；
步骤（4），将步骤（3）称取得到的木质素磺酸钙、丙烯酸、马来酸酐和烯丙基磺酸钠加入水中，于75℃，速度为600r/min搅拌至混合均匀后，先向其中加入异丙醇搅拌均匀后，再向其中加入过硫酸钠和质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液，反应1h后，接着向其中加入步骤（2）得到的浸渍液和薄膜扩展剂，于55℃下速度为150 r/min搅拌1h，最后，向其中加入步骤（1）得到的生物有机酸溶液，搅拌混合均匀，于100℃烘干至水分小于固含量的3%，包装，即得本实施例的耐高温稠油降粘剂。
其中，步骤（1）中所述的植物原材料为木屑。
实施例3
一种耐高温稠油降粘剂的制备方法，包括如下本步骤：
步骤（1），取植物原材料进行干馏或炭化处理，产生的烟雾经回收冷凝后，在储罐中静置15天，制得生物有机酸溶液；
步骤（2），将质量比为1:1.2的钛矿铁粉与浓硫酸在74℃下反应2.5h，然后冷却至室温，加入钛矿铁粉质量4.6倍的水浸取2.8h，离心，取上层清液，得到浸渍液；
步骤（3），按照重量分数，分别称取步骤（1）得到的生物有机酸溶液6份、步骤（2）得到的浸渍液18份、薄膜扩展剂4份、木质素磺酸钙55份、丙烯酸110份、马来酸酐16份、烯丙基磺酸钠17份、异丙醇9份、过硫酸钠3份、质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液36份、水268份；
步骤（4），将步骤（3）称取得到的木质素磺酸钙、丙烯酸、马来酸酐和烯丙基磺酸钠加入水中，于68℃，速度为500r/min搅拌至混合均匀后，先向其中加入异丙醇搅拌均匀后，再向其中加入过硫酸钠和质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液，反应0.7h后，接着向其中加入步骤（2）得到的浸渍液和薄膜扩展剂，于49℃下速度为130 r/min搅拌0.8h，最后，向其中加入步骤（1）得到的生物有机酸溶液，搅拌混合均匀，于95℃烘干至水分小于固含量的3%，包装，即得本实施例的耐高温稠油降粘剂。
其中，步骤（1）中所述的植物原材料为秸秆、果树枝、果壳、木屑、蔗渣和中草药中的混合物，其具体比例不作要求。
对照例1
与实施例3的区别在于：步骤（4）中未加入步骤（2）得到的浸渍液和木质素磺酸钙。具体是指：
本实施例耐高温稠油降粘剂的制备方法，包括如下本步骤
步骤（1），取植物原材料进行干馏或炭化处理，产生的烟雾经回收冷凝后，在储罐中静置15天，制得生物有机酸溶液；
步骤（2），按照重量分数，分别称取步骤（1）得到的生物有机酸溶液6份、、薄膜扩展剂4份、丙烯酸110份、马来酸酐16份、烯丙基磺酸钠17份、异丙醇9份、过硫酸钠3份、质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液36份、水268份；
步骤（3），将步骤（2）称取得到的丙烯酸、马来酸酐和烯丙基磺酸钠加入水中，于68℃，速度为500r/min搅拌至混合均匀后，先向其中加入异丙醇搅拌均匀后，再向其中加入过硫酸钠和质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液，反应0.7h后，接着向其中加入薄膜扩展剂，于49℃下速度为130 r/min搅拌0.8h，最后，向其中加入步骤（1）得到的生物有机酸溶液，搅拌混合均匀，于95℃烘干至水分小于固含量的3%，包装，即得本实施例的耐高温稠油降粘剂。
其中，步骤（1）中所述的植物原材料为秸秆、果树枝、果壳、木屑、蔗渣和中草药中的混合物，其具体比例不作要求。
 对照例2
与实施例3的区别在于：步骤（4）中未加入步骤（1）得到的生物有机酸溶液。具体是指：
本实施例耐高温稠油降粘剂的制备方法，包括如下本步骤
步骤（1），将质量比为1:1.2的钛矿铁粉与浓硫酸在74℃下反应2.5h，然后冷却至室温，加入钛矿铁粉质量4.6倍的水浸取2.8h，离心，取上层清液，得到浸渍液；
步骤（2），按照重量分数，分别称取步骤（1）得到的浸渍液18份、薄膜扩展剂4份、木质素磺酸钙55份、丙烯酸110份、马来酸酐16份、烯丙基磺酸钠17份、异丙醇9份、过硫酸钠3份、质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液36份、水268份；
步骤（3），将步骤（3）称取得到的木质素磺酸钙、丙烯酸、马来酸酐和烯丙基磺酸钠加入水中，于68℃，速度为500r/min搅拌至混合均匀后，先向其中加入异丙醇搅拌均匀后，再向其中加入过硫酸钠和质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液，反应0.7h后，接着向其中加入步骤（2）得到的浸渍液和薄膜扩展剂，于49℃下速度为130 r/min搅拌0.8h，最后于95℃烘干至水分小于固含量的3%，包装，即得本实施例的耐高温稠油降粘剂。
其中，步骤（1）中所述的植物原材料为秸秆、果树枝、果壳、木屑、蔗渣和中草药中的混合物，其具体比例不作要求。
对照例3
与实施例3的区别在于：步骤（4）中未加入薄膜扩展剂。具体是指：
本实施例耐高温稠油降粘剂的制备方法，包括如下本步骤
步骤（1），取植物原材料进行干馏或炭化处理，产生的烟雾经回收冷凝后，在储罐中静置15天，制得生物有机酸溶液；
步骤（2），将质量比为1:1.2的钛矿铁粉与浓硫酸在74℃下反应2.5h，然后冷却至室温，加入钛矿铁粉质量4.6倍的水浸取2.8h，离心，取上层清液，得到浸渍液；
步骤（3），按照重量分数，分别称取步骤（1）得到的生物有机酸溶液6份、步骤（2）得到的浸渍液18份、木质素磺酸钙55份、丙烯酸110份、马来酸酐16份、烯丙基磺酸钠17份、异丙醇9份、过硫酸钠3份、质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液36份、水268份；
步骤（4），将步骤（3）称取得到的木质素磺酸钙、丙烯酸、马来酸酐和烯丙基磺酸钠加入水中，于68℃，速度为500r/min搅拌至混合均匀后，先向其中加入异丙醇搅拌均匀后，再向其中加入过硫酸钠和质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液，反应0.7h后，接着向其中加入步骤（2）得到的浸渍液，于49℃下速度为130 r/min搅拌0.8h，最后，向其中加入步骤（1）得到的生物有机酸溶液，搅拌混合均匀，于95℃烘干至水分小于固含量的3%，包装，即得本实施例的耐高温稠油降粘剂。
其中，步骤（1）中所述的植物原材料为秸秆、果树枝、果壳、木屑、蔗渣和中草药中的混合物，其具体比例不作要求。
性能检测：
抗温能力评估
基浆：室温下，在1 升水中，加入5 克碳酸钠，100 克膨润土，高速搅拌20 分钟，室温下放置养护24 小时，用重晶石加重至密度为1.65g/cm3，得到基浆。以质量比计，粉剂降粘剂：基浆中水为3:1000。基浆和加入样品基浆在一定温度滚动老化16小时后，室温下高速搅拌5分钟，测定其降粘率，结果如表1所示。
表1
  实施例1 实施例2 实施例3 对照例1 对照例2 对照例3
老化前 99.5% 99.2% 99.8% 95.2% 94.8% 93.2%
180℃ 98.9% 98.7% 99.1% 92.5% 92.1% 90.5%
200℃ 98.2% 98.0% 98.5% 89.8% 90.5% 88.3%
从表中可以看出，通过实施例3与对照例1比较可以看出，通过浸渍液和木质素磺酸钙的共同作用，可以有效提高其耐温性和降粘性；通过实施例3与对照例2比较可以看出，通过生物有机酸溶液，可以有效提高其耐温性和降粘性，通过实施例3与对照例3比较可以看出，通过加入薄膜扩展剂，可以有效提高其耐温性和降粘性，由此得出结论，浸渍液、木质素磺酸钙、生物有机酸溶液和薄膜扩展剂具有良好的协同作用，能有效地提高本发明的耐温性和降粘性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定                                                 。

Claims (8)

1.一种耐高温稠油降粘剂的制备方法，其特征在于包括如下本步骤：
步骤（1），取植物原材料进行干馏或炭化处理，产生的烟雾经回收冷凝后，在储罐中静置10-20天，制得生物有机酸溶液；
步骤（2），将质量比为1:1.1-1.3的钛矿铁粉与浓硫酸在70~80℃下反应2~3h，然后冷却至室温，加入钛矿铁粉质量4~5倍的水浸取2~3h，离心，取上层清液，得到浸渍液；
步骤（3），按照重量分数，分别称取步骤（1）得到的生物有机酸溶液5-10份、步骤（2）得到的浸渍液15-25份、薄膜扩展剂2-5份、木质素磺酸钙50-60份、丙烯酸100-120份、马来酸酐10-20份、烯丙基磺酸钠12-18份、链转移剂5-12份、引发剂2-5份、质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液30-40份、水200-300份；
步骤（4），将步骤（3）称取得到的木质素磺酸钙、丙烯酸、马来酸酐和烯丙基磺酸钠加入水中，60-75℃搅拌至混合均匀后，先向其中加入链转移剂搅拌均匀后，再向其中加入引发剂和质量浓度为30%的氢氧化钠水溶液，反应0.5-1h后，接着向其中加入步骤（2）得到的浸渍液和薄膜扩展剂，于45-55℃下搅拌0.5-1h，最后，向其中加入步骤（1）得到的生物有机酸溶液，搅拌混合均匀，烘干，包装，即得本发明的耐高温稠油降粘剂。
2.根据权利要求1所述的耐高温稠油降粘剂，其特征在于步骤（1）中所述的植物原材料为秸秆、果树枝、果壳、木屑、蔗渣和中草药中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的耐高温稠油降粘剂，其特征在于所述的链转移剂为异丙醇。
4.根据权利要求1所述的耐高温稠油降粘剂，其特征在于所述的引发剂为为过硫酸钠。
5.根据权利要求1所述的耐高温稠油降粘剂，其特征在于步骤（4）所述的60-75℃搅拌的速度为400-600r/min。
6.根据权利要求1所述的耐高温稠油降粘剂，其特征在于步骤（4）所述的于45-55℃下搅拌的速度为100-150 r/min。
7.根据权利要求1所述的耐高温稠油降粘剂，其特征在于步骤（4）所述的烘干的温度为90-100℃。
8.根据权利要求1所述的耐高温稠油降粘剂，其特征在于步骤（4）所述的烘干为烘干至水分小于固含量的3%。
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