CN105154050A - 一种耐温耐盐稠油生物降粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐温耐盐稠油生物降粘剂及其制备方法，属于石油开采技术领域；一种耐温耐盐稠油生物降粘剂由酵母菌、种子液培养基、发酵液培养基和水组成，所述的酵母菌为球拟假丝酵母菌；其制备方法如下：(1)酵母菌种子液准备；(2)发酵液培养基的前期准备；(3)酵母菌的发酵生产；(4)发酵产品的收集；(5)稠油生物降粘剂的配制。本发明的稠油生物降粘剂以农副产品为原料绿色无污染；并且，采用本发明提供的耐温耐盐稠油生物降粘剂，其耐温达到150℃，抗盐达到2×105mg/L，稠油降粘率达到99％以上，其实施方法简单，效果显著，具有节能降耗、防止管线结垢腐蚀，后续原油破乳脱水处理容易，因此可广阔地应用于稠油井的井筒举升及地面管线输送工艺中。

Description

一种耐温耐盐稠油生物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，具体涉及一种耐温耐盐稠油生物降粘剂及其制备方法。
技术背景
稠油是指在油层温度下粘度大于100mPa·S的脱气原油。因其具有高胶质沥青质含量、高粘度特性，在开发和应用的各个方面都遇到一些技术难题，需在采、输、炼的各个环节采取多种方法以降低其粘度。目前国内外常用的降粘方法有：加热法、掺稀油法和化学药剂降粘等，但这些方法存在以下几个方面的问题：(1)加热法，即利用蒸汽或热流体加热原油的方法，该法耗能多，开发成本高，施工安全性低；(2)掺稀油法，稀油来源有限，需要专用的管线把稀油从产地输至油田与稠油掺混，稠油中掺入稀油，对稠油和稀油的油质都有较大的影响；(3)化学降粘剂，该方法低能耗，低成本，但是现有报道的稠油乳化降粘剂主要以非离子的烷基酚醚(OP)和阴离子的石油磺酸盐(NP)等组成，这些化学剂结构中含有难降解、毒性大的苯环等结构，而且耐高温抗盐能力有限。
经专利检索，具有耐温抗盐性的降粘剂较少，公开号为“CN1560176”，专利名称为“耐温抗盐型稠油降粘剂及其制备方法”，的专利发明内容是以聚氧乙烯醚乙酸盐为主要成分的降粘剂，制备工艺复杂、而且生产工艺中用到氯乙酸这样的有机氯成分，有机氯对下游炼油工艺中催化剂伤害巨大已在油田开发中禁止使用。
专利公布号为“CN1560177”，专利名称为“高温稠油降粘剂及其制备方法”的专利是以N-烷基-γ-双季铵阳离子表面活性剂作为降粘剂，这种阳离子表面活性剂耐盐性能差、且难生物降解。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种耐温抗盐稠油生物降粘剂及制备方法，该降粘剂是一种内酯型槐糖脂类生物表面活性剂，该降粘剂耐温的最高值为150℃，抗盐最大值为2×105mg/L，稠油降粘率达到99％以上，适用于稠油井的井筒举升及地面管线输送工艺中。
一种耐温耐盐稠油生物降粘剂，其组成及质量百分比组份如下：
其余为蒸馏水。
所述的酵母菌为球拟假丝酵母菌。
所述的种子液培养基由葡萄糖、酵母粉、KH2PO4和MgSO4·7H2O组成，葡萄糖、酵母粉、KH2PO4和MgSO4·7H2O质量比为(15～20)∶(6～10)∶(2～5)∶1。
所述的发酵液培养基由碳源、氮源、磷源和无机盐组成，其中碳源为蔗糖、糖蜜和油脂中的一种，氮源为蛋白胨和玉米浆中的一种，磷源为磷酸钾、磷酸二氢钾和磷酸氢二钾中的一种，无机盐为硫酸钾、硫酸钠和氯化钠中的一种，碳源、氮源、磷源和无机盐的质量比为(20～30)∶(5～10)∶(5～10)∶1。
一种耐温耐盐稠油生物降粘剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)酵母菌种子液准备
首先将容积为20L锥形瓶清洗干净后灭菌，在灭菌后的锥形瓶中加入10L蒸馏水，然后加入50g～100g酵母菌和500g～1000g种子液培养基，在温度为50℃～60℃的恒温摇床上培养产生酵母菌种子液。
(2)发酵液培养基的前期准备
首先将发酵液罐清洗干净后灭菌，往灭菌后的发酵液罐中装入蒸馏水；其次将2000g～3000g的发酵液培养基溶解在发酵液罐中的蒸馏水中，将发酵液罐在120℃灭菌20min后降温至30℃，最后在发酵液罐中接入酵母菌种子液。
(3)酵母菌的发酵生产
酵母菌的发酵工艺参数为搅拌速度200rpm～300rpm，通气量20L/min～30L/min，发酵时间为8h～12h，发酵温度60℃～80℃。
(4)发酵产品的收集
将发酵液罐中的发酵液置于容器中自然沉降12h～15h，然后弃去上清液保留底部膏状沉淀物。
(5)稠油生物降粘剂的配制
在上述获得的膏状沉淀物中加入1000g～1200g的异丙醇搅拌均匀后获得稠油生物降粘剂。
所述的发酵液罐容积为100L～200L，蒸馏水加入的体积量为发酵液罐容积的40％～50％。
所述的膏状沉淀物为内酯型槐糖脂。
本发明的优点和有益效果：
本发明提供的耐温耐盐稠油生物降粘剂适用于稠油井的井筒举升及地面管线输送工艺上；本发明的稠油生物降粘剂以农副产品为原料绿色无污染；并且，采用本发明提供的耐温耐盐稠油生物降粘剂，其耐温达到150℃，抗盐达到2×105mg/L，稠油降粘率达到99％以上，其实施方法比较简单，效果显著，具有节能降耗、防止管线结垢腐蚀，后续原油破乳脱水处理容易，该生物降粘剂比化学降粘剂更易于生物降解不会引起二次污染，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例1
一种耐温耐盐稠油生物降粘剂A，其组成及质量百分比组份如下：
其余为水。
酵母菌为球拟假丝酵母菌，种子液培养基组成及组份为：葡萄糖300g、酵母粉120g、KH2PO460g、MgSO4·7H2O20g，发酵液培养基组成及组份为：蔗糖1200g、蛋白胨400g、磷酸二氢钾350g和硫酸钾50g。
一种耐温耐盐稠油生物降粘剂A的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)酵母菌种子液准备
首先将容积为20L锥形瓶清洗干净后灭菌，在灭菌后的锥形瓶中加入10L蒸馏水，然后加入50g酵母菌、300g葡萄糖、120g酵母粉、60gKH2PO4和20gMgSO4·7H2O，在温度为50℃的恒温摇床上培养产生酵母菌种子液。
(2)发酵液培养基的前期准备
首先将100L的发酵液罐清洗干净后灭菌，往灭菌后的发酵液罐中装入蒸馏水40L；其次将1200g蔗糖、400g蛋白胨、350g磷酸二氢钾和50g硫酸钾溶解在发酵液罐中的蒸馏水中，将发酵液罐在120℃灭菌20min后降温至30℃，最后在发酵液罐中接入酵母菌种子液。
(3)酵母菌的发酵生产
酵母菌的发酵工艺参数为搅拌速度200rpm，通气量20L/min，发酵时间为8h，发酵温度60℃。
(4)发酵产品的收集
将发酵液罐中的发酵液置于容器中自然沉降12h，然后弃去上清液保留底部膏状沉淀物为内酯型槐糖脂。
(5)稠油生物降粘剂的配制
在上述获得的内酯型槐糖脂中加入1200g的异丙醇搅拌均匀后获得稠油生物降粘剂A。
取上述制备的稠油生物降粘剂产品A用模拟矿化度2×105mg/L的地层水配制质量浓度为0.1％、0.2％和0.3％溶液，将该溶液放在密闭容器中置于150℃高温恒温箱中处理24小时，取地面粘度8600mPa·S的原油与高温处理后的稠油生物降粘剂溶液混合，原油与生物降粘剂溶液混合比例均为100mL∶50mL，测定温度50℃，粘度计转速3rpm，测定粘度分别为79mPa·s、56mPa·s、32mPa·s，降粘率分别为99.1％、99.3％和99.6％。
实施例2
一种耐温耐盐稠油生物降粘剂B，其组成及质量百分比组份如下：
其余为水。
酵母菌为球拟假丝酵母菌，种子液培养基组成及组份为：葡萄糖480g、酵母粉192g、KH2PO454g、MgSO4·7H2O24g，发酵液培养基组成及组份为：糖蜜1200g、玉米浆360g，磷酸氢二钾380g、硫酸钠60g。
一种耐温耐盐稠油生物降粘剂B的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)酵母菌种子液准备
首先将容积为20L锥形瓶清洗干净后灭菌，在灭菌后的锥形瓶中加入10L蒸馏水，然后加入50g酵母菌、480g葡萄糖、192g酵母粉、54gKH2PO4、24gMgSO4·7H2O，在温度为55℃的恒温摇床上培养产生酵母菌种子液。
(2)发酵液培养基的前期准备
首先将150L的发酵液罐清洗干净后灭菌，往灭菌后的发酵液罐中装入蒸馏水75L；其次将1200g糖蜜、360g玉米浆、380g磷酸氢二钾和60g硫酸钠溶解在发酵液罐中的蒸馏水中，将发酵液罐在120℃灭菌20分钟后降温至30℃，最后在发酵液罐中接入酵母菌种子液。
(3)酵母菌的发酵生产
酵母菌的发酵工艺参数为搅拌速度250rpm，通气量30L/min，发酵时间为10h，发酵温度70℃。
(4)发酵产品的收集
将发酵液罐中的发酵液置于容器中自然沉降15h，然后弃去上清液保留底部膏状沉淀物为内酯型槐糖脂。
(5)稠油生物降粘剂的配制
在上述获得的内酯型槐糖脂中加入1000g的异丙醇搅拌均匀后获得稠油生物降粘剂B。
取上述制备的生物降粘剂产品B用模拟矿化度2×105mg/L的地层水配制质量浓度为0.1％、0.2％和0.3％溶液，将该溶液放在密闭容器中置于150℃高温恒温箱中处理24小时，取地面粘度9800mPa·s的原油与高温处理后的生物降粘剂溶液混合，原油与生物降粘剂溶液混合比例均为100mL∶50mL，测定温度50℃，粘度计转速3rpm，测定粘度分别为80mPa·s、56mPa·s、35mPa·s，降粘率分别为99.2％、99.4％和99.6％。
实施例3
一种耐温耐盐稠油生物降粘剂C，其组成及质量百分比组份如下：
其余为水。
酵母菌为球拟假丝酵母菌，种子液培养基组成及组份为：葡萄糖620g、酵母粉250g、KH2PO495g、MgSO4·7H2O35g，发酵液培养基组成及组份为：油脂2000g、蛋白胨450g，磷酸钾470g、磷酸钾80g。
一种耐温耐盐稠油生物降粘剂C的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)酵母菌种子液准备
首先将容积为20L锥形瓶清洗干净后灭菌，在灭菌后的锥形瓶中加入10L蒸馏水，然后加入50g酵母菌、620g葡萄糖、250g酵母粉、95gKH2PO4和35gMgSO4·7H2O，在温度为60℃的恒温摇床上培养产生酵母菌种子液。
(2)发酵液培养基的前期准备
首先将200L的发酵液罐清洗干净后灭菌，往灭菌后的发酵液罐中装入蒸馏水90L；其次将2000g油脂、450g蛋白胨，470g磷酸钾和80g磷酸钾溶解在发酵液罐中的蒸馏水中，将发酵液罐在120℃灭菌20分钟后降温至30℃，最后在发酵液罐中接入酵母菌种子液。
(3)酵母菌的发酵生产
酵母菌的发酵工艺参数为搅拌速度300rpm，通气量25L/min，发酵时间为12h，发酵温度80℃。
(4)发酵产品的收集
将发酵液罐中的发酵液置于容器中自然沉降13h，然后弃去上清液保留底部膏状沉淀物为内酯型槐糖脂。
(5)稠油生物降粘剂的配制
在上述获得的内酯型槐糖脂中加入1000g的异丙醇搅拌均匀后获得稠油生物降粘剂C。
取上述制备的生物降粘剂产品C用模拟矿化度2×105mg/L的地层水配制质量浓度为0.1％、0.2％和0.3％溶液，将该溶液放在密闭容器中置于150℃高温恒温箱中处理24小时，取地面粘度12000mPa·s的原油与高温处理后的生物降粘剂溶液混合，原油与生物降粘剂溶液混合比例均为100mL∶50mL，测定温度50℃，粘度计转速3rpm，测定粘度分别为82mPa·s、65mPa·s、32mPa·s，降粘率分别为99.3％、99.5％和99.7％。
实施例4
本实施例利用本发明制备的稠油生物降粘剂A进行现场应用，应用的油井为胜利油田河口采油厂沾3-X33油井，生物降粘剂采用井筒套管添加方式，每天添加降粘剂10kg，通过监测油井运行电流载荷变化反应降粘效果，沾3-X33井从2014.3.29开始改为添加稠油生物降粘剂A，持续添加50天，油井产量稳定，测定乳化原油粘度为43mPa.s，粘度比施工前5600mPa.s降低了99.2％，抽油机载荷从试验前的128kN降低到16kN，降低了87.5％。

Claims (9)

1.一种耐温耐盐稠油生物降粘剂，其特征在于，其组成及质量百分比组份如下：
2.根据权利要求1所述的耐温耐盐稠油生物降粘剂，其特征在于所述的酵母菌为球拟假丝酵母菌。
3.根据权利要求1或2所述的耐温耐盐稠油生物降粘剂，其特征在于所述的种子液培养基由葡萄糖、酵母粉、KH2PO4和MgSO4·7H2O组成，葡萄糖、酵母粉、KH2PO4和MgSO4·7H2O质量比为(15～20)∶(6～10)∶(2～5)∶1。
4.根据权利要求1或2所述的耐温耐盐稠油生物降粘剂，其特征在于所述的发酵液培养基由碳源、氮源、磷源和无机盐组成，其中碳源为蔗糖、糖蜜和油脂中的一种，氮源为蛋白胨和玉米浆中的一种，磷源为磷酸钾、磷酸二氢钾和磷酸氢二钾中的一种，无机盐为硫酸钾、硫酸钠和氯化钠中的一种。
5.根据权利要求4所述的耐温耐盐稠油生物降粘剂，其特征在于所述的碳源、氮源、磷源和无机盐的质量比为(20～30)∶(5～10)∶(5～10)∶1。
6.根据权利要求1所述的一种耐温耐盐稠油生物降粘剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)酵母菌种子液准备
首先将容积为20L锥形瓶清洗干净后灭菌，在灭菌后的锥形瓶中加入10L蒸馏水，然后加入50g～100g酵母菌和500g～1000g种子液培养基，在温度为50℃～60℃的恒温摇床上培养产生酵母菌种子液；
(2)发酵液培养基的前期准备
首先将发酵液罐清洗干净后灭菌，往灭菌后的发酵液罐中装入蒸馏水；其次将2000g～3000g的发酵液培养基溶解在发酵液罐中的蒸馏水中，将发酵液罐在120℃灭菌20min后降温至30℃，最后在发酵液罐中接入酵母菌种子液；
(3)酵母菌的发酵生产
酵母菌的发酵工艺参数为搅拌速度200rpm～300rpm，通气量20L/min～30L/min，发酵时间为8h～12h，发酵温度60℃～80℃；
(4)发酵产品的收集
将发酵液罐中的发酵液置于容器中自然沉降12h～15h，然后弃去上清液保留底部膏状沉淀物；
(5)稠油生物降粘剂的配制
在上述获得的膏状沉淀物中加入1000g～1200g的异丙醇搅拌均匀后获得稠油生物降粘剂。
7.根据权利要求6所述的一种耐温耐盐稠油生物降粘剂的制备方法，其特征在于所述的发酵液罐容积为100L～200L。
8.根据权利要求7所述的一种耐温耐盐稠油生物降粘剂的制备方法，其特征在于所述的蒸馏水加入的体积量为发酵液罐容积的40％～50％。
9.根据权利要求6所述的一种耐温耐盐稠油生物降粘剂的制备方法，其特征在于所述的膏状沉淀物为内酯型槐糖脂。
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