CN104140803A

CN104140803A - 一种稠油分散降粘剂及其制备方法

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Publication number: CN104140803A
Application number: CN201310523189.8A
Authority: CN
Inventors: 黄学宾; 窦让林; 金文刚; 李小奇; 徐艳伟; 尹明; 唐玉成; 郑岩
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Zhongyuan Oilfield Co No 1 Oil Production Plant
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Zhongyuan Oilfield Co No 1 Oil Production Plant
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2033-10-29
Also published as: CN104140803B

Abstract

本发明公开了一种稠油分散降粘剂及其制备方法，该稠油分散降粘剂由合成的聚合物A与多元醇醚按按1:1混合后，调PH 6.5-7.5即得到稠油高效分散降粘剂。在温度50℃、粘度在10000mPa.s以上稠油井产出油水样、药剂加量0.3%，产出水矿化度大于20×10⁴mg/L时、NJD-5S旋转粘度计、转速10r/min的搅拌机等试验条件下，50℃降粘率均高于99%的标准要求，为合格产品，加入高效分散降粘剂的稠油凝固后呈微小颗粒均匀分散于水中，不聚结成大块，微粒间失去黏粘性，外观表现为流动状态，而加入对比例的降粘剂稠油凝固后则呈不流动的块状体，这是其它降粘剂所不具备的特性，可以有效满足油田稠油开采技术要求。

Description

一种稠油分散降粘剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种稠油分散降粘剂及其制备方法，属油田用化学剂及制备技术领域。

技术背景

在稠油开采中应用的稠油降粘剂，在稠油处于凝固点以上呈液态时，可以降低粘度，但是当加入降粘剂的稠油凝固后，聚结成块状固体，失去了流动性，这时，降粘药剂对于高凝固点稠油开采失去了降粘作用。在实际生产过程中，稠油从地层流出之后随着沿程温度、压力的变化，虽然混入了降粘剂，但是稠油中凝固点较高的重质成份仍会析出呈非流动状态粘滞在凡儿座及凡儿球等处，常规热洗无效，导致油井不能正常生产，须作业检泵，增加开发成本，减少油井年生产时间。作业时洗井又易造成地层污染，严重时，影响开井后稠油产量。在油田冬季生产中，稠油中虽然加入了降粘剂，由于降凝效果有限，在温度较低的管段，尤其是温度低于稠油凝固点的管段，则易堵塞管线，增加扫线频次。因此，需要一种能解决上述现场稠油开采难题的降粘药剂。

根据《中华人民共和国国家知识产权局》的专利检索平台检索结果，现有降粘专利产品如下：有代表性的包括：ZL94108954.1公开的一种降粘剂及其制备方法，由苯酚、壬基酚、环氧乙烷等反应制得，主要用于油田稠油高温注蒸汽开采，不能用于稠油常规开采降粘；ZL95117054.6公开的一种稠油开采用耐高温水基降粘剂，主要有稠环化合物及其衍生物的聚合物、烃类氧化物及其衍生物、烃类氧化物的聚合物、芳香族或烃类化合物等组成，虽然降粘率高（99.95%），耐温性好（20℃-350℃），抗盐50000PPm，对大多数油田产出水矿化度抗盐性较低，没有解决稠油中重质组份析出凝固后及低于凝固点时的生产难题；ZL92106045.9公开的一种稠油乳化降粘剂，主要由有机酸和碱反应生成物及复合型表面活性剂等组成，虽然用量少，降粘效率高，但是没有解决低于凝固点稠油带来的一些生产难题。根据维普、中国知网等各大网站收索结果，目前国内外对降粘剂的研究报道较多，如：全红平等在《油气地质与采收率》上发表的《油溶性枝型稠油降粘剂的合成与性能评价》、吴本芳等在《油田化学》上发表的《SL的合成及降粘性能研究》、舒福昌等在《应用化工》上发表的《聚合物作为稠油降粘剂的实验研究》等除起到不同程度的降凝及对液体稠油的降粘作用之外，均未涉及到凝固油的问题,也鲜有厂家在这方面进行尝试。

发明内容

本发明的目的是为了即解决非凝固态稠油降粘开采问题，又解决了上述稠油凝固或重质组份析出给生产带来的一系列难题而提供了一种稠油高效分散降粘剂，同时提供了上述稠油高效分散降粘剂的制备方法。

本发明通过以下技术方案加以实现：

本发明由含有结构式（1）的聚合物A与多元醇醚按质量比1:1混合,并将其混合液PH值调整到6.5-7.5范围内,即得到一种稠油高效分散降粘剂,其中,聚合物A结构通式如下：

式中：R1=C(CH3)2、CCH2(CH3)2或C(CH2)2(CH3)2；R2=C(CH3)2CH2、CCH3CH2、(CH2)2或CH2；X=10～20；X:Y:Z=5:1:1～10:1:1。

多元醇醚为聚氧乙烯基聚氧丙烯基丙二醇醚或聚氧乙烯基聚氧丙烯基丁二醇醚

稠油高效分散降粘剂的制备方法：将丙烯酰胺和不饱和酰胺基烃基磺酸单体、烯烃磺酸单体,按质量比5:1:1～10:1:1的比例混合后，在引发剂作用下，在40℃-70℃条件下进行聚合反应，得到水溶性较强的高分子多支链胺类磺酸聚合物，冷却后加入多元醇醚，按1:1混合，即得到稠油高效分散降粘剂。包括以下步骤：

（1）在反应釜中按质量比5:1:1～10:1:1的比例加入丙烯酰胺和不饱和酰胺基烃基磺酸单体、烯烃磺酸单体，加热至40～70℃搅拌反应6～10h，反应完毕后降低温度至室温，得粘稠聚合物A；

（2）将步骤（1）所得聚合物A与多元醇醚按照质量百分比1:1混合即得无色粘稠混合物B；

（3）将混合物B在室温条件下调节pH至6.5～7.5，即得稠油高效分散降粘剂。

所述的不饱和酰胺基烃基磺酸单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丁磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基戊磺酸中的一种；

所述的烯烃磺酸单体为3,3-二甲基戊烯磺酸、2,2,3,3-四甲基戊烯磺酸、2-甲基-3,3-二甲基戊烯磺酸、4,4-二甲基己烯磺酸中的一种；

所述的多元醇醚为聚氧乙烯基聚氧丙烯基丙二醇醚、聚氧乙烯基聚氧丙烯基丁二醇醚中的一种；

所述的引发剂是氧化-还原引发剂，氧化剂是过硫酸钾或过硫酸铵中一种，还原剂是亚硫酸钠、亚硫酸钾中的一种。

本发明的有益效果是：制备的高效分散降粘剂，本发明制备的稠油降粘剂，在油水条件下，矿化度35×104mg/L、药剂加量0.3%，50℃对于粘度在10000mPa.s以上稠油，降粘率达99.97%，具有较好的降粘增油效果。当原油在凝固点以下时，由高分子化合物和油分子组成的多分子稳定聚集体在水中分散成微小固相颗粒，形成相对稳定的悬浮液，避免了沥青质、蜡质等原油重质成分在温度压力变化时析出，这时变成以水为连续相、细小固相油粒（10um-1mm）为分散相的悬浮液，表观现象仍呈流动状态，但固相油粒已失去了黏粘性，可以用水集输或罐运凝固油。

附图说明

图1：加入对比例所述的CY-JN水基稠油降粘剂的稠油，在温度20℃时凝固后，在水中状态图片；

图2：加入对比例所述的CY-JN水基稠油降粘剂的稠油脱水后的图片；

图3：加入本发明实施例1所述产品稠油，在温度20℃时凝固后，在水中状态图片；

图4：加入本发明实施例1所述产品稠油脱水后的图片。

具体实施方式

对比例采用油田常用的CY-JN水基稠油降粘剂，其成份主要由吐温-20、甜菜碱、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚等组成。该降粘剂易溶于水，降粘效率高，耐温抗盐性好（耐温110℃，抗盐30×104mg/l），在稠油粘度大于10000mPa.s，稠油温度50℃、降粘剂加量0.3%时，降粘率大于99.1%，是一种油田常用的稠油降粘药剂。将对比例所述的降粘剂按质量百分比3‰加入到稠油中，按照Q/SH 0055-2007《稠油降粘剂技术要求》，进行稠油降粘实验，其凝固后状态见图1、图2所示，为团块状固体，流动性差。

实施例1在反应釜中加入200ml水、50克丙烯酰胺、10克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、10克3,3-二甲基戊烯磺酸，通氮除氧后，加入过硫酸铵溶液和亚硫酸钾加热至70℃，搅拌反应6h。反应完毕后降低温度至室温，调节pH至6.5-7.5，然后加入70克聚氧乙烯基聚氧丙烯基二元醇醚，搅拌均匀后，即得到稠油分散降粘剂，将该降粘剂按质量百分比3‰加入到稠油中，按照Q/SH 0055-2007《稠油降粘剂技术要求》，进行稠油降粘实验，其凝固后状态见图3、图4所示，为微小颗粒分散态，流动性好。

实施例2在反应釜中加入120ml水、30克丙烯酰胺、5克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、5克3,3-二甲基戊烯磺酸，通氮除氧后，加入过硫酸钾溶液和亚硫酸钠加热至70℃，搅拌反应6h。反应完毕后降低温度至室温，调节pH至6.5-7.5，然后加入40克聚氧乙烯基聚氧丙烯基二元醇醚，搅拌均匀后，即得到高效稠油分散降粘剂。

实施例3在反应釜中加入140ml水、35克丙烯酰胺、5克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、5克3,3-二甲基戊烯磺酸，通氮除氧后，加入过硫酸铵溶液和亚硫酸钠加热至70℃，搅拌反应6h。反应完毕后降低温度至室温，调节pH至6.5-7.5，然后加入45克聚氧乙烯基聚氧丙烯基二元醇醚，搅拌均匀后，即得到高效稠油分散降粘剂。

实施例4在反应釜中加入160ml水、40克丙烯酰胺、5克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、5克3,3-二甲基戊烯磺酸，通氮除氧后，加入过硫酸铵溶液和亚硫酸钠加热至70℃，搅拌反应6h。反应完毕后降低温度至室温，调节pH至6.5-7.5，然后加入50克聚氧乙烯基聚氧丙烯基二元醇醚，搅拌均匀后，即得到高效稠油分散降粘剂。

实施例5在反应釜中加入140ml水、45克丙烯酰胺、5克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、5克3,3-二甲基戊烯磺酸，通氮除氧后，加入过硫酸铵溶液和亚硫酸钠加热至70℃，搅拌反应6h。反应完毕后降低温度至室温，调节pH至6.5-7.5，然后加入55克聚氧乙烯基聚氧丙烯基二元醇醚，搅拌均匀后，即得到高效稠油分散降粘剂。

实施例6在反应釜中加入200ml水、50克丙烯酰胺、5克2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、5克3,3-二甲基戊烯磺酸，通氮除氧后，加入过硫酸铵溶液和亚硫酸钠加热至70℃，搅拌反应6h。反应完毕后降低温度至室温，调节pH至6.5-7.5，然后加入60克聚氧乙烯基聚氧丙烯基二元醇醚，搅拌均匀后，即得到高效稠油分散降粘剂。

实施例7-12按照表1给出的组分进行配制。

表1具体实施例组份列表

将实施例1～12得到的高效稠油分散降粘剂与对比例，用NJD-5S旋转粘度计、转速10r/min的搅拌机，产出油粘度12000mPa.s、产出水矿化度25×104mg/l的稠油井产出的稠油样，参考Q/SH 0055-2007《稠油降粘剂技术要求》，在药剂加量0.3%试验条件下，对降粘剂做各项指标测定和稠油凝固后的分散试验,其性能指标如表2所示

表2实施例的性能指标

由表2可知，50℃降粘率实施各例及对比例均高于99%的标准要求，为合格产品，通过附图1与附图2对比，加入实施例1的稠油凝固后呈微小颗粒态均匀分散于水中，不沾试管壁，外观呈观出流动状态；加入对比例的稠油凝固后呈现出与试管壁相粘结的团块状固体，外观为不流动的块状体。通过附图3与附图4对比观察从附图1和附图2分离出的凝固稠油分散状态，加入实施例1的固态稠油分散成呈微小颗粒态，微粒间失去黏粘性；加入对比例的稠油呈团块状固体，具有一定黏粘性。

本发明的稠油高效分散降粘剂各项性能指标明显优于对比产品性能，加入这种分散降粘剂的稠油凝固后呈细小颗粒状均匀分散于水中，外观表现为流动状态，这是其它降粘剂所不具备的特性，可以有效满足油田稠油开采技术要求。

Claims

1.一种稠油分散降粘剂，其特征在于:由含有结构式（1）的聚合物A与多元醇醚按质量比1:1混合,并将其混合液PH值调整到6.5-7.5范围内,即得到一种稠油高效分散降粘剂,其中,聚合物A结构通式如下：

式中：R₁=C(CH₃)₂、CCH₂(CH₃)₂或C(CH₂)₂(CH₃)₂；R₂=C(CH₃)₂CH₂、CCH₃CH₂、(CH₂)₂或CH₂；X=10～20；X:Y:Z=5:1:1～10:1:1。

2.根据权利要求1所述的一种稠油分散降粘剂，其特征在于:多元醇醚为聚氧乙烯基聚氧丙烯基丙二醇醚、聚氧乙烯基聚氧丙烯基丁二醇醚中的一种。

3.一种稠油分散降粘剂的制备方法,其特征在于:包括以下步骤：

（1）在反应釜中按质量比5:1:1～10:1:1的比例加入丙烯酰胺、不饱和酰胺基烃基磺酸盐单体、烯烃磺酸单体以及适量水和引发剂，加热至40～70℃搅拌反应6～10h。反应完毕后降低温度至室温，得粘稠聚合物A；

（2）将聚合物A与多元醇醚按照质量百分比1:1混合即得无色粘稠混合物B；

4.根据权利要求3所述的一种稠油分散降粘剂的制备方法,其特征在于:不饱和酰胺基烃基磺酸盐单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丁磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基戊磺酸中的一种。

5.根据权利要求3或4所述的一种稠油分散降粘剂的制备方法,其特征在于:烯烃磺酸单体为3,3-二甲基戊烯磺酸、2,2,3,3-四甲基戊烯磺酸、2-甲基-3,3-二甲基戊烯磺酸、4,4-二甲基己烯磺酸中的一种。

6.根据权利要求3或4所述的一种稠油分散降粘剂的制备方法,其特征在于:多元醇醚为聚氧乙烯基聚氧丙烯基丙二醇醚、聚氧乙烯基聚氧丙烯基丁二醇醚中的一种。

7.根据权利要求3或4所述的一种稠油分散降粘剂的制备方法,其特征在于:引发剂是氧化-还原引发剂，氧化剂是过硫酸钾或过硫酸铵中一种，还原剂是亚硫酸钠、亚硫酸钾中的一种。