CN108148566A - 一种超低界面张力稠油降粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于稠油开采技术领域，具体涉及到一种超低界面张力稠油降粘剂及其制备方法，该稠油降粘剂包括以下质量分数的成分：甜菜碱类表面活性剂0.01~0.5%、聚醚类表面活性剂0.1~1%和水加至100%。该稠油降粘剂成分简单，易溶解，与稠油之间的界面张力可以达到超低，又可以有效降低稠油的粘度，因此能够有效地提高稠油的采收率。

Description

一种超低界面张力稠油降粘剂及其制备方法
技术领域
本发明属于稠油开采领域，涉及到一种超低界面张力稠油降粘剂及其制备方法。
背景技术
随着经济的发展，石油资源在世界市场中的地位变得越来越重要，石油的储量和产量已成为制约一个国家经济发展的重要指标。因此，石油开采新技术一直是世界各地石油工程师重点研究的课题。近年来，由于石油储量特别是轻质原油储量正迅速减少，稠油的开采和利用正越来越受到世界各国的重视。
稠油油藏储量丰富，截止到2010年，我国陆上稠油储量约43.7亿吨，约占石油地质储量的13％，普通稠油的地层粘度为50～10000mPa·s，我国普通稠油油藏水驱后的平均采收率仅为13.5％。
稠油的组成比较复杂，含有大量的蜡质、胶质、沥青质等大分子有机物及少量重金属，使其密度和粘度都远大于轻质原油，常温下流动性较差，开采和运输极为困难，工业成本昂贵。因此降低稠油粘度，增强稠油流动性成为近年来油田化学研究的热点和难点，而通过形成O/W型乳状液达到降粘的化学方法具有很强的应用前景。
驱油表面活性剂溶液通过降低与稠油间的界面张力，能够增加稠油的变形能力，有利于形成稳定的O/W型乳状液，界面张力越低，越容易形成乳状液。同时，超低界面张力能够大幅度提高洗油效率。因此开发一种超低界面张力的稠油降粘剂，对于攻克化学驱油技术在稠油油藏中应用的难题，大幅度提高稠油油藏的采收率，具有重大的经济效益。
发明内容
本发明旨在解决现有技术存在的问题，目的之一是提供一种超低界面张力稠油降粘剂，该稠油降粘剂成分简单，易溶解，与稠油能够达到超低界面张力，同时能够有效降低稠油的粘度，具有较好的普适性，目的之二是提供该超低界面张力稠油降粘剂的制备方法，工艺简单，在常温即可操作。
本发明的目的之一可以通过以下技术方案来实现：
一种超低界面张力稠油降粘剂，包括以下质量分数的成分：甜菜碱类表面活性剂0.01～0.5％、聚醚类表面活性剂0.1～1％和水加至100％。
本发明的目的之一还可以通过以下技术方案来实现：
所述的甜菜碱类表面活性剂分子结构式为：
式(Ⅰ)中R选自C18～C22的直链烷基或烯基，m为1～5中的任一整数，X为磺酸基、羧酸基或硫酸基中的一种。
所述的聚醚类表面活性剂，结构类型为三嵌段共聚物PEG-PPG-PEG或PPG-PEG-PPG，结构式为H[CH2CH2O]x-[CH(CH3)CH2O]y-[CH2CH2O]zH或[CH(CH3)CH2O]a-[CH2CH2O]b-[CH(CH3)CH2O]c。
所述的聚醚类表面活性剂，结构类型为三嵌段共聚物PEG-PPG-PEG或PPG-PEG-PPG，分子量为2000～20000，EO:PO的摩尔比为0.5～10:1。
优选的，所述的聚醚类表面活性剂分子量为2700-12600，EO:PO的摩尔比为0.88～5.27。
所述的水为矿化度1000～30000ppm的地层水或模拟地层水。
本发明的目的之二可以通过以下技术方案来实现：
该超低界面张力稠油降粘剂的制备方法，为：
将甜菜碱类表面活性剂和聚醚类表面活性剂混合均匀后，加入干净容器中，然后将水加入上述容器，在室温条件下，搅拌或振荡均匀，即得。
与现有技术相比，本发明的降粘剂，成分简单，溶解性好，具有较好的乳化性能，可有效降低稠油粘度，并且具有超低油水界面张力，有利于油藏条件下形成O/W型乳状液和提高洗油效率。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过实施例，对本发明进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
实施例1一种超低界面张力稠油降粘剂
包括以下质量分数的成分：甜菜碱类表面活性剂0.01％、聚醚类表面活性剂PEG-PPG-PEG Pluronic F-68(分子量为8400，EO:PO摩尔比为5.27)0.5％和水99.49％；水为矿化度10000ppm的模拟地层水；
所述的甜菜碱类表面活性剂为十八烷基磺基甜菜碱，分子结构式为：
式(Ⅰ)中R为C18的直链烷基，m为3，X为磺酸基。
该超低界面张力稠油降粘剂的制备方法为：
将甜菜碱类表面活性剂和聚醚类表面活性剂混合均匀后，加入干净容器中，然后将水加入上述容器，在室温条件下，搅拌或振荡均匀，即得。
该降粘剂与稠油的瞬时和稳态界面张力均可降低至10-3mN/m数量级。
取10g上述降粘剂加入到10g的胜利油田陈家庄稠油中(70℃条件下原油粘度为1300mPa·s)，在70℃下静置1小时，混合均匀后，用Brookfield DV-III ULTRA粘度仪测定油水混合物的粘度为14.2mPa·s，计算得到降粘率为98.9％。
实施例2一种超低界面张力稠油降粘剂
包括以下质量分数的成分：甜菜碱类表面活性剂0.05％、聚醚类表面活性剂PEG-PPG-PEG Pluronic F-68(同实施例1)1.0％和水98.95％；水为矿化度29000ppm的地层水；
所述的甜菜碱类表面活性剂为十八烷基羧基甜菜碱，分子结构式为：
式(Ⅰ)中R为C18的直链烷基，m为1，X为羧酸基。
该超低界面张力稠油降粘剂的制备方法与实施例1类似。
该降粘剂与稠油的瞬时和稳态界面张力可降低至10-3mN/m数量级。
取10g上述降粘剂加入到10g的胜利油田陈家庄稠油中(70℃条件下原油粘度为1300mPa·s)，在70℃下静置1小时，混合均匀后，用Brookfield DV-III ULTRA粘度仪测定油水混合物的粘度为13.7mPa·s，计算得到降粘率为98.9％。
实施例3一种超低界面张力稠油降粘剂
包括以下质量分数的成分：十八烷基磺基甜菜碱(同实施例1)0.1％、聚醚类表面活性剂PEG-PPG-PEG Pluronic F-68(同实施例1)1.0％和水98.9％；水为矿化度10000ppm的模拟地层水；
该稠油降粘剂的制备方法与实施例1相同。
该降粘剂与稠油瞬时界面张力可降低至10-3mN/m数量级。
取10g上述降粘剂加入到10g的胜利油田陈家庄稠油中(70℃条件下原油粘度为1300mPa·s)，在70℃下静置1小时，混合均匀后，用Brookfield DV-III ULTRA粘度仪测定油水混合物的粘度为15.5mPa·s，计算得到降粘率为98.8％。
实施例4一种超低界面张力稠油降粘剂
包括以下质量分数的成分：十八烷基磺基甜菜碱(同实施例1)0.1％、聚醚类表面活性剂PEG-PPG-PEG Pluronic F-127(分子量为12600，EO:PO摩尔比为3.08)0.5％和水99.4％；水为矿化度30000ppm的模拟地层水；
该稠油降粘剂的制备方法与实施例1相同。
该降粘剂与稠油瞬时界面张力可降低至10-3mN/m数量级。
取10g上述降粘剂加入到10g的胜利油田陈家庄稠油中(70℃条件下原油粘度为1300mPa·s)，在70℃下静置1小时，混合均匀后，用Brookfield DV-III ULTRA粘度仪测定油水混合物的粘度为14.5mPa·s，计算得到降粘率为98.9％。
实施例5一种超低界面张力稠油降粘剂
包括以下质量分数的成分：十八烷基磺基甜菜碱(同实施例1)0.2％、聚醚类表面活性剂PEG-PPG-PEG Pluronic F-127(同实施例4)1.0％和水98.8％；水为矿化度10000ppm的模拟地层水；
该稠油降粘剂的制备方法与实施例1相同。
该降粘剂与稠油瞬时界面张力可降低至10-3mN/m数量级。
取10g上述降粘剂加入到10g的胜利油田陈家庄稠油中(70℃条件下原油粘度为1300mPa·s)，在70℃下静置1小时，混合均匀后，用Brookfield DV-III ULTRA粘度仪测定油水混合物的粘度为15.6mPa·s，计算得到降粘率为98.8％。
实施例6一种超低界面张力稠油降粘剂
包括以下质量分数的成分：十八烷基磺基甜菜碱(同实施例1)0.1％、聚醚类表面活性剂PPG-PEG-PPG Pluronic 17R4(分子量为2700，EO:PO摩尔比为0.88)0.5％和水99.4％；水为矿化度10000ppm的模拟地层水；
该稠油降粘剂的制备方法与实施例1相同。
该降粘剂与稠油瞬时界面张力可降低至10-3mN/m数量级。
取10g上述降粘剂加入到10g的胜利油田陈家庄稠油中(70℃条件下原油粘度为1300mPa·s)，在70℃下静置1小时，混合均匀后，用Brookfield DV-III ULTRA粘度仪测定油水混合物的粘度为16.7mPa·s，计算得到降粘率为98.7％。
实施例7一种超低界面张力稠油降粘剂
包括以下质量分数的成分：甜菜碱类表面活性剂0.01％、聚醚类表面活性剂PPG-PEG-PPG Pluronic 17R4(同实施例6)0.5％和水99.49％；水为矿化度10000ppm的模拟地层水；
所述的甜菜碱类表面活性剂为不饱和二十二烃基硫酸基甜菜碱，分子结构式为：
式(Ⅰ)中R为C22的直链烯基，m为5，X为硫酸基。
该稠油降粘剂的制备方法与实施例1相同。
该降粘剂与稠油瞬时界面张力可降低至10-3mN/m数量级。
取10g上述降粘剂加入到10g的胜利油田陈家庄稠油中(70℃条件下原油粘度为1300mPa·s)，在70℃下静置1小时，混合均匀后，用Brookfield DV-III ULTRA粘度仪测定油水混合物的粘度为18.9mPa·s，计算得到降粘率为98.5％。
实施例8一种超低界面张力稠油降粘剂
包括以下质量分数的成分：甜菜碱类表面活性剂0.5％、聚醚类表面活性剂PPG-PEG-PPG Pluronic 17R4(同实施例6)0.1％和水99.4％；水为矿化度1000ppm的模拟地层水；
所述的甜菜碱类表面活性剂为不饱和二十二烃基羧基甜菜碱，分子结构式为：
式(Ⅰ)中R为C22的直链烯基，m为3，X为羧酸基。
该稠油降粘剂的制备方法与实施例1相同。
该降粘剂与稠油瞬时界面张力可降低至10-3mN/m数量级。
取10g上述降粘剂加入到10g的胜利油田陈家庄稠油中(70℃条件下原油粘度为1300mPa·s)，在70℃下静置1小时，混合均匀后，用Brookfield DV-III ULTRA粘度仪测定油水混合物的粘度为17.3mPa·s，计算得到降粘率为98.7％。

Claims (6)

1.一种超低界面张力稠油降粘剂，其特征在于，包括以下质量分数的成分：甜菜碱类表面活性剂0.01～0.5％、聚醚类表面活性剂0.1～1％和水加至100％。
2.根据权利要求1所述的超低界面张力稠油降粘剂，其特征在于，所述的甜菜碱类表面活性剂分子结构式为：
式(Ⅰ)中R选自C18～C22的直链烷基或烯基，m为1～5中的任一整数，X为磺酸基、羧酸基或硫酸基中的一种。
3.根据权利要求1所述的超低界面张力稠油降粘剂，其特征在于，所述的聚醚类表面活性剂，结构类型为三嵌段共聚物PEG-PPG-PEG或PPG-PEG-PPG，分子量为2000～20000，EO:PO的摩尔比为0.5～10:1。
4.根据权利要求3所述的超低界面张力稠油降粘剂，其特征在于，所述的聚醚类表面活性剂分子量为2700-12600，EO:PO的摩尔比为0.88～5.27。
5.根据权利要求1所述的超低界面张力稠油降粘剂，其特征在于，所述的水为矿化度1000～30000ppm的地层水或模拟地层水。
6.一种权利要求1-5任一的超低界面张力稠油降粘剂的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：
将甜菜碱类表面活性剂和聚醚类表面活性剂混合均匀后，加入干净容器中，然后将水加入上述容器，在室温条件下，搅拌或振荡均匀，即得。
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