CN105086975A - 防止沥青质聚集的稀油改性剂 - Google Patents

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王雷
程仲富
吴文明
杨祖国
任波
丁保东
邢钰
何晓庆
郭娜
李婷婷
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Abstract

本发明提供了一种防止沥青质聚集的稀油改性剂，按重量份计，包括：极性分散剂20-40份，助溶剂40-70份，和表面活性剂0.5-5份；其中，所述极性分散剂是羧酸酯或其混合物；所述助溶剂是芳烃类助溶剂。此外，本发明还提供了防止沥青质聚集的方法，将稀油改性剂与原油配制成混合体系后注入井筒对油井进行吞吐解堵；或者，将稀油改性剂直接注入井筒对油井进行吞吐解堵。

Description

防止沥青质聚集的稀油改性剂
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种防止沥青质聚集的稀油改性剂。
背景技术
世界上稠油资源潜力很大，已探明的稠油储量估计有四十多亿桶，是已知常规原油储量的三倍，主要分布在加拿大、委内瑞拉、美国、俄罗斯、中国和印度尼西亚等国家。稠油地质储量约4000×108至6000×108m3(含预测资源)，年产量高达1.27×108吨以上。我国稠油资源也十分丰富，分布广泛，已在12个盆地(凹陷)发现了70多个稠油油田。我国的稠油储量在12×108吨以上，约占我国总石油资源的25％-30％以上。
塔河油田地质储量的50％为稠油资源，塔河油田奥陶系油藏中胶质沥青含量高，而饱和烃、芳烃轻质组分含量较低，造成塔河油田原油难以开采。在原油开发过程中，在举升过程中随着压力、温度等环境因素的变化，原油的组成会出现很大变化，沥青质可能会从原油中析出，沉积在油管内壁，严重时造成井筒堵塞，导致油井生产时效降低，甚至带来修井费用，从而造成了巨大的经济损失。
针对上述问题，目前一般是采取注入沥青分散剂的方法，但是，现有的沥青分散剂溶解沥青质堵塞物的效果差；并且，现有沥青分散剂中常含有机氯溶剂，从而影响炼化下游；此外，现有沥青分散剂的成本也较高。
公开号为CN1278547A的中国发明专利申请公开了一种油井复合酸压解堵剂，实现了无机物解堵和有机物解堵一次进行，并且可以对油井进行清洗。但是，该解堵剂只是针对钻井液、压井液、洗井液、注入水以及聚合物造成的油气采出通道堵塞问题，而对于油井中沥青质沉积、聚集的解堵却不具有任何效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中的缺陷，提供了一种防止沥青质聚集的稀油改性剂，以及使用该稀油改性剂对油井进行解堵的方法。
一方面，本发明提供了一种防止沥青质聚集的稀油改性剂，按重量份计，所述稀油改性剂包括：极性分散剂20-40份，助溶剂40-70份，和表面活性剂0.5-5份；其中，所述极性分散剂是羧酸酯或其混合物；所述助溶剂是芳烃类助溶剂。
前述的稀油改性剂，按重量份计，所述稀油改性剂包括：极性分散剂20-40份，助溶剂50-60份，和表面活性剂3-4份。
前述的稀油改性剂，所述极性分散剂是碳原子数为C2-C16(优选C4-C16)的羧酸酯或其混合物。
前述的稀油改性剂，所述极性分散剂是具有一个苯环且侧链碳原子数为C2-C6的羧酸酯或其混合物。
前述的稀油改性剂，所述助溶剂是含有1-4个芳环的芳烃类助溶剂或其混合物。
前述的稀油改性剂，所述表面活性剂是烷基酚聚醚。
另一方面，本发明还提供了一种防止沥青质聚集的方法，将前述的稀油改性剂与原油按照重量比为1:20-1:10配制成混合体系，然后注入井筒对油井进行吞吐解堵；或者，将前述的稀油改性剂直接注入井筒对油井进行吞吐解堵。
本发明的防止沥青质聚集的稀油改性剂至少具有如下有益效果：
(1)本发明的防止沥青质聚集的稀油改性剂溶解沥青质的效率高，制备工艺简单，并且生产成本低。
(2)本发明的防止沥青质聚集的稀油改性剂不含有机氯，对原油生产和下游炼化过程无任何影响。
具体实施方式
原油是由各种低分子烃类和重有机质(沥青质、胶质等)组成的。重有机质极易在油藏岩石、油井中及井下设备仪器上发生沉积。就沥青质而言，它是棕色到黑色的无定形固体物质，具有复杂的结构，包含碳、氢、氮、氧和硫。沥青质在天然环境中是稳定的，但是在原油生产过程中，压力、温度等的变化会引起沥青质不稳定。沥青质沉积会堵塞储层和采油设备，降低油井产能，增加开采和作业成本，是当今石油工业面临的处理费用高的技术难题之一。
针对原油中沥青质含量大于50％(重量)的油井，本发明提供了一种防止沥青质聚集的稀油改性剂。
按照重量份数计，本发明的稀油改性剂包括：极性分散剂20-40份，助溶剂40-70份，和表面活性剂0.5-5份；优选地，包括：极性分散剂20-40份，助溶剂50-60份，和表面活性剂3-4份。
用于本发明的极性分散剂是羧酸酯或其混合物，其中，羧酸酯具有如下式(I)的结构：
在一种具体实施方式中，用于本发明的极性分散剂是碳原子数为C2-C16(优选C4-C16)的羧酸酯或其混合物，其中，式(I)中，R1是H，或者C1-C14的烷基(例如，甲基，乙基，丙基，异丙基，正丁基，异丁基或叔丁基等)，R2是C1-C15的烷基(例如，甲基，乙基，丙基，异丙基，正丁基，异丁基或叔丁基等)，并且，羧酸酯中的碳原子数不超过16个。常用的羧酸酯例如是甲酸甲酯，乙酸甲酯，乙酸乙酯，丙酸丁酯，等等。
在另一种具体实施方式中，用于本发明的极性分散剂是具有一个苯环且侧链碳原子数为C2-C6的羧酸酯或其混合物，其中，式(I)中，R1是苯基，R2是C2-C6的烷基(例如，乙基，丙基，异丙基，正丁基，异丁基或叔丁基等)，常用的羧酸酯例如是苯甲酸乙酯。
用于本发明的助溶剂是含有1-4个芳环的芳烃类助溶剂或其混合物，例如，取代或未取代的苯、萘、蒽、菲等。常用的芳烃类助溶剂例如是四甲苯、2-甲基萘，等等。
本领域常用的表面活性剂均可用于本发明中，例如，用于本发明的表面活性剂可以是烷基酚聚醚，磺酸盐型表面活性剂(例如，十二烷基苯磺酸钠)，聚山梨酯(即Tween型，例如，Tween20，Tween40，Tween60，Tween80，等)和脂肪酸山梨坦(即Span型，例如，Span80，等)。
本发明通过将极性分散剂、助溶剂和表面活性剂按照极性分散剂20-40重量份，助溶剂40-70重量份和表面活性剂0.5-5重量份(优选地，极性分散剂20-40重量份，助溶剂50-60重量份和表面活性剂3-4重量份)进行组合，使各组分协同发挥作用，从而实现了高效溶解沥青质，有效解堵的效果。具体地，解堵过程中，首先利用极性分散剂的渗透分散作用拆散沥青质的致密结构，再利用芳烃助溶剂进行溶解，同时采用与沥青质结构匹配较好的表面活性剂起到阻止二次聚集的作用，通过极性分散剂、助溶剂和表面活性剂三者协同作用，从而实现沥青质析出物的快速解堵和防堵。
另一方面，本发明还提供了采用本发明的稀油改性剂防止沥青质聚集、对油井进行解堵的方法。当解堵难度较小时，将本发明的稀油改性剂与粘度小于50mPa·s原油按照重量比为1:20-1:10配制成混合体系，然后注入井筒对油井进行吞吐解堵；当解堵难度较大时，可以增加本发明的稀油改性剂与原油的比值，或者可以将本发明的稀油改性剂直接注入井筒对油井进行吞吐解堵。
本发明的稀油改性剂对沥青质的溶解时间快且溶解效率高，2小时内对沥青质堵塞物的溶解率达到92％以上。并且，本发明的稀油改性剂的制备工艺简单，只需在常温常压下将各组分混合均匀即可。另外，本发明的稀油改性剂不含有机氯，因而对原油生产和下游炼化过程均无任何影响。
实施例
实施例中所使用的各物质均可常规市购得到。各实施例的稀油改性剂的组成如表1所述，制备方法是在常温常压下将各组分混合均匀。
表1
稀油改性剂的效果测定
(1)实验仪器
电子天平、恒温水浴锅、一次性塑料杯子、筛网(孔径100目)(国家标准筛)、恒温干燥箱、表面皿。
(2)实验药品
稀油：塔三联稀油(密度0.90g/cm3)
堵塞物油样：塔河油田TH10316井堵塞物(主要成分是沥青质57％，饱和烃18.9％，芳香烃17.3％、胶质3.9％(重量))
(3)实验步骤
1)将上述实施例1-5制备得到的各稀油改性剂样品(分别对应样品1-5)分别与稀油混配，重量比例是稀油改性剂：稀油(原油)＝7:3。
2)将5克堵塞物加入到1)中的混合体系中。
3)置于90℃恒温水浴中，溶解2小时，观察溶解效果，期间每个15分钟震荡5-10下。
4)用筛网滤出未溶物，置于表面皿中，90℃恒温干燥箱中干燥2小时，称取不溶物重量。
5)根据下面的公式计算溶解率：
溶解率＝(堵塞物溶解前的质量-堵塞物溶解后的质量)/堵塞物溶解前的质量
测定的溶解率如表2所示：
表2
样品 温度℃ 溶液总质量g 堵塞物溶解前的质量g 堵塞物溶解后的质量g 溶解率％
1 90 20 5.2507 0.3648 93.1
2 90 20 5.2045 0.3356 93.6
3 90 20 5.3049 0.4221 92.0
4 90 20 5.0670 0.3610 92.9
5 90 20 5.0122 0.2906 94.2
从表2的数据可以看出，本发明的防止沥青质聚集的稀油改性剂具有较好的溶解堵塞物的效果，溶解率均在92％以上。

Claims (7)

1.一种防止沥青质聚集的稀油改性剂，其特征在于，按重量份计，所述稀油改性剂包括：极性分散剂20-40份，助溶剂40-70份，和表面活性剂0.5-5份；
其中，所述极性分散剂是羧酸酯或其混合物；所述助溶剂是芳烃类助溶剂。
2.根据权利要求1所述的稀油改性剂，其特征在于，按重量份计，所述稀油改性剂包括：极性分散剂20-40份，助溶剂50-60份，和表面活性剂3-4份。
3.根据权利要求1或2所述的稀油改性剂，其特征在于，所述极性分散剂是碳原子数为C2-C16(优选C4-C16)的羧酸酯或其混合物。
4.根据权利要求1-3任一项所述的稀油改性剂，其特征在于，所述极性分散剂是具有一个苯环且侧链碳原子数为C2-C6的羧酸酯或其混合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的稀油改性剂，其特征在于，所述助溶剂是含有1-4个芳环的芳烃类助溶剂或其混合物。
6.根据权利要求1-5任一项所述的稀油改性剂，其特征在于，所述表面活性剂是烷基酚聚醚。
7.一种防止沥青质聚集的方法，其特征在于，将权利要求1-6任一项所述的稀油改性剂与原油按照重量比为1:20-1:10配制成混合体系，然后注入井筒对油井进行吞吐解堵；
或者，将权利要求1-6任一项所述的稀油改性剂直接注入井筒对油井进行吞吐解堵。
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