CN109207133B - 一种稠油乳化降粘剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稠油乳化降粘剂及其制备方法，所述稠油乳化降粘剂由非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、小分子渗透剂和水组成。所述乳化降粘剂与稠油进行混合搅拌，使稠油形成水包油型的乳状液，从而达到对稠油乳化降粘的目的。所述乳化降粘剂具有降粘率高，乳状液稳定时间长，自然脱水率高和耐盐性优越的特点。

Description

一种稠油乳化降粘剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种稠油乳化降粘剂的制备方法，属于稠油开采技术领域。

背景技术

随着轻质油可采储量的减少以及石油开采技术的不断提高，稠油开采所占的比重在逐渐增大。据估计我国稠油储量约有250亿吨，现在已探明的稠油可采储量约有12亿吨。这些稠油主要分布在吐哈油田、辽河油田、胜利油田、吉林油田等。一般来讲，稠油中烃类含量低，胶质、沥青质、蜡质含量高，表现出典型的高稠油特点。

上世纪90年代初，我国各大油田最早采用了掺稀降粘的开采方式。通过电泵将轻质油或有机溶剂泵入井下，与稠油混合，大大降低了稠油黏度，增加了稠油流动性，提高了开采效率。在这一技术支撑下，稠油迎来大规模开发。由于大部分稠油井都要掺入稀油，再利用深井泵将掺稀稠油举升出来，各大油田稀油产量不足总产量的50％，随着稀油掺入量的不断增加，稀油的供需矛盾日益凸显，掺稀降粘开采方式的成本也日益增加。20世纪初期，各个油田开始尝试进行蒸汽吞吐降粘的方式。通过地面高压锅炉向油井中注入高温高压蒸汽，将热能带入地层，注入结束后关井，热蒸汽扩散，降低地层原油粘度，从而提高原油的流动性。由于蒸汽在储层中作用(加热)距离有限，通常一口井需要进行多轮次的吞吐作业，才能取得较好的效果。进行蒸汽吞吐降粘，需要购买高压锅炉设备，其作用距离有限，不适合埋藏深的稠油层。蒸汽吞吐耗费大量的能源，成本较高。

近年来，乳化降粘法由于其经济、施工简单和良好的降粘效果等优势越来越受到人们的关注。各大油田也开始向油井中加入乳化降粘剂，使之与稠油形成了水包油型(O/W)乳状液，大大改善了稠油流动性。相比于掺稀降粘和蒸汽吞吐，成本得以降低。

专利CN 106032466 A和CN 105567206 B公开了两种稠油乳化降粘剂，均为支化型芳磺酸型阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和醇的混合物，可将稠油粘度降低值100mPa·s以下。但是稠油乳化后乳液稳定时间短，易分层。专利CN201510409794公开了一种稠油乳化降粘剂及其制备方法，其降粘率可以达到98％以上，仅适用于矿化度为25000mg/L以下的储层，不适用于含有更高矿化度地层水的储层。

专利CN102876310A公开了一种稠油乳化降粘剂，具有不含碱、抗矿盐能力强的特点，且乳化后的稠油粘度低，材料成本适中的优点。但乳状液后期自然脱水困难，后期稠油破乳困难，容易增加设备负荷。

因此，在稠油开采领域，急需一种稠油乳化降粘剂，具有如下特点：第一，降粘率高，满足稠油开采的需求。第二，稠油乳状液稳定性好，稠油乳状液在井筒提升过程中油水两相不分离；第三，稠油乳状液自然脱水率高，后期易破乳脱水；第四，乳化降粘剂与高矿化度地层水配伍性好，抗钙镁离子能力强，适用于地层水矿化度80000mg/L以上的储层。

发明内容

本发明旨在提供一种针对稠油的乳化降粘剂，克服现用的乳化降粘剂使用过程中存在的上述缺点和问题。本发明所述稠油乳化降粘剂具有降粘率高、自然脱水率高、乳液稳定时间长和耐盐性能优越等优点。

本发明还提供了所述稠油乳化降粘剂的制备方法。

本发明还提供了所述乳化降粘剂在稠油开采中应用。

一方面，本发明提供了一种稠油乳化降粘剂，按重量份计，所述乳化降粘剂由11份的非离子表面活性剂，5份的阴离子表面活性剂，2～4份的小分子渗透剂和70～80份的水组成。

根据本发明所述稠油乳化降粘剂，其中所述非离子表面活性剂具有如式(I)所示的线性聚醚类结构，

其中n为10-18中的任意正整数，R为烷基或烷基酚。

优选地，所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物。

进一步地，所述非离子表面活性剂中，辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚的重量比为6:5。若加量过低，非离子表面活性剂难以破坏稠油分子之间的缔合作用，难以增加稠油的流动性，降粘率降低；若加量过高，稠油乳状液后期破乳脱水困难，造成自然脱水率降低。

根据本发明所述稠油乳化降粘剂，所述阴离子表面活性剂为α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的混合物。

进一步地，所述阴离子表面活性剂中α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的重量比为2:3。若加量过少，难以使稠油反相形成水包油型的乳状液，难以降低液滴之间的摩擦阻力，造成油水两相易分层，表现为乳状液稳定时间短，同时磺酸基团浓度降低，耐盐性降低；若加量过多，不仅增加成本，而且易造成稠油乳状液后期脱水困难。

根据本发明所述稠油乳化降粘剂，所述小分子渗透剂为甲醛溶液。

进一步地，所述甲醛溶液的重量份为2～4份。稠油中含有稠芳香环，相互之间存在共轭、氢键和偶极矩作用，分子间缔合堆叠，形成似晶结构，分子的流动性降低。向降粘剂中加入小分子渗透剂，其通过渗透、分散进入似晶结构，降低片状稠芳香环规则的重叠堆砌，破坏分子之间的氢键，从而增加原油流动性。若加量过低，稠油分子之间的层状结构难以剥离开，稠油流动性变差，降粘率低，若加量过高，不仅增加了材料成本，还容易破坏乳状液的稳定性。

另一方面，本发明提供了上述稠油乳化降粘剂的制备方法，按重量份计，该方法包括：

(1)将11份的非离子表面活性剂和70～80份水加入到容器中，搅拌并将体系升温至60℃，加速溶解，形成均匀的混合物；

(2)将5份阴离子表面活性剂和2～4的小分子渗透剂加入至上述的体系中，继续搅拌溶解，得到稠油乳化降粘剂。

根据本发明所述稠油乳化降粘剂的制备方法，所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，其中辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚的重量比为6:5。

根据本发明所述稠油乳化降粘剂的制备方法，所述阴离子表面活性剂为α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的混合物，其中α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的重量比为2:3。

根据本发明所述稠油乳化降粘剂的制备方法，所述小分子渗透剂为甲醛溶液。

另一方面，本发明提供了所述稠油乳化降粘剂在稠油开采中的应用。

本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本申请实施例提供的稠油乳化降粘剂，为水溶性乳化降粘剂，与稠油按照比例混合后，可将稠油乳化形成水包油型乳状液，从而降低分子间的摩擦力、降低油水界面张力，增加原油的流动性。该稠油乳化降粘剂具有降粘率高、自然脱水率高、乳液稳定时间长和耐盐性能优越的特点，适用于稠油储层的开采应用。

2、本申请实施例提供的稠油乳化降粘剂的制备方法，工艺简单，施工便捷，无需特殊设备。

具体实施方式

本申请实施例提供一种稠油乳化降粘剂及其制备方法，该稠油乳化降粘剂具有降粘率高、自然脱水率高、乳液稳定时间长和耐盐性能优越的特点。

为实现上述目的，本申请实施例总体思路如下：

本申请了提供了一种稠油乳化降粘剂，按重量份计，所述的稠油乳化降粘剂由11份的非离子表面活性剂，5份的阴离子表面活性剂，2～4份的小分子渗透剂和70～80份的水组成。

上述技术方案，由于该降粘剂为乳化降粘剂，可将稠油乳化形成水包油型乳状液，从而降低分子间的摩擦力、降低油水界面张力，增加原油的流动性，具有降粘率高、自然脱水率高、乳液稳定时间长和耐盐性能优越的特点。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

试剂或原料

本发明所使用的试剂或原料如下文表1所示：

表1本发明所使用的试剂或原料

试剂或原料	生产厂商
		辛基酚聚氧乙烯醚	江苏省海安石油化工厂
脂肪醇聚氧乙烯醚	江苏省海安石油化工厂
		α-烯烃磺酸钠	天津市江天化工技术有限公司
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠	江苏省海安石油化工厂
		甲醛	天津市江天化工技术有限公司

实施例1

取6份辛基酚聚氧乙烯醚、5份脂肪醇聚氧乙烯醚和70份的水加入到烧瓶中，然后对体系进行搅拌并逐步升温至60℃，继续搅拌至形成均匀的混合物；取2份α-烯烃磺酸钠、3份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、2.5份的甲醛溶液加入至上述溶液中，继续搅拌溶解，得到稠油乳化降粘剂。

实施例2

取6份辛基酚聚氧乙烯醚、5份脂肪醇聚氧乙烯醚和70份的水加入到烧瓶中，然后对体系进行搅拌并逐步升温至60℃，继续搅拌至形成均匀的混合物；取2份α-烯烃磺酸钠、3份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、4份的甲醛溶液加入至上述溶液中，继续搅拌溶解，得到稠油乳化降粘剂。

实施例3

取6份辛基酚聚氧乙烯醚、5份脂肪醇聚氧乙烯醚和75份的水加入到烧瓶中，然后对体系进行搅拌并逐步升温至60℃，继续搅拌至形成均匀的混合物；取2份α-烯烃磺酸钠、3份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、2.5份的甲醛溶液加入至上述溶液中，继续搅拌溶解，得到稠油乳化降粘剂。

实施例4

取6份辛基酚聚氧乙烯醚、5份脂肪醇聚氧乙烯醚和75份的水加入到烧瓶中，然后对体系进行搅拌并逐步升温至60℃，继续搅拌至形成均匀的混合物；取2份α-烯烃磺酸钠、3份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、4份的甲醛溶液加入至上述溶液中，继续搅拌溶解，得到稠油乳化降粘剂。

实施例5

取6份辛基酚聚氧乙烯醚、5份脂肪醇聚氧乙烯醚和80份的水加入到烧瓶中，然后对体系进行搅拌并逐步升温至60℃，继续搅拌至形成均匀的混合物；取2份α-烯烃磺酸钠、3份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、2.5份的甲醛溶液加入至上述溶液中，继续搅拌溶解，得到稠油乳化降粘剂。

为了更好的说明本发明的技术效果，下面将给出相应的对比例，对本申请技术方案做更好的说明。

对比例1

按照实施例1中的方法制备乳化降粘剂，所不同的是取4.8份的辛基酚聚氧乙烯醚和4份的脂肪醇聚氧乙烯醚，替代6份的辛基酚聚氧乙烯醚和5份的脂肪醇聚氧乙烯醚。其中，辛基酚聚氧乙烯醚与脂肪醇聚氧乙烯醚的重量份为4.8:4，重量比保持不变，比例仍是6:5。

对比例2

按照实施例2中的方法制备乳化降粘剂，所不同的是取7份的辛基酚聚氧乙烯醚和4份的脂肪醇聚氧乙烯醚，替代6份的辛基酚聚氧乙烯醚和5份的脂肪醇聚氧乙烯醚。其中，辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚的总份数仍是11份。

对比例3

按照实施例3中的方法制备乳化降粘剂，所不同的是取4份α-烯烃磺酸钠、6份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，替代2份α-烯烃磺酸钠、3份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。

对比例4

按照实施例4中的方法制备乳化降粘剂，所不同的是取1的甲醛溶液，替代4份的甲醛溶液。

对比例5

按照实施例5中的方法制备乳化降粘剂，所不同的是取6的甲醛溶液，替代4份的甲醛溶液。

通过对上述实施例和对比例中制备的产品进行化学指标的性能检测，如下表2所示：

表2.乳化降粘性能对比

注：所用稠油样品为脱水原油，50℃下稠油粘度分别为21928mPa·s；

“/”表示乳状液稳定时间长，影响了后期破乳脱水。

对比实施例1-5可以看出，通过此方法制备的稠油乳化降粘剂，降粘率可以达到98％以上，乳状液稳定时间＞60min，自然沉降脱水率达到了85％以上，破乳效果良好，耐盐性可达到120000mg/L以上。

将实施例1与对比例1进行比较可以看出，虽然非离子表面活性剂的配比保持不变，但是非离子表面活性剂的总用量降低，乳状液稳定时间变短，乳状液稳定性变差，耐盐性和自然沉降脱水率也明显降低。

对比实施例2与对比例2可以看出，虽然保持非离子表面活性剂的总用量不变，但是其配比改变，得到的乳化降粘剂的性能明显下降，表现为自然沉降脱水率明显下降，脱水困难。

对比实施例3与对比例3可以看出，虽然阴离子表面活性剂的配比改变，但是阴离子表面活性剂总加量升高，得到的乳化降粘剂的性能下降，表现为自然沉降脱水率明显下降，后期破乳脱水困难。

对比实施例4与对比例4可以看出，降低小分子渗透剂的用量后，自然沉降脱水率明显下降，同时降粘率也明显下降。

对比实施例5与对比例5可以看出，提高小分子渗透剂的用量后，降粘率虽然升高，但是乳状液稳定时间减小，稳定性变差，自然沉降脱水率和耐盐性也明显下降。

通过以上实施例和对比例可知，本发明的乳化降粘剂可用于油田高粘度稠油的乳化降粘，具有稠油乳化降粘率高、乳状液稳定时间长、自然脱水率高和耐盐性优越的特点。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种稠油乳化降粘剂，其特征在于，按重量份计，所述的乳化降粘剂是由11份的非离子表面活性剂，5份的阴离子表面活性剂，2~4份的小分子渗透剂和70~80份的水组成；

所述的非离子表面活性剂具有如式（I）所示的线性聚醚类结构，

其中n为10-18中的任意正整数，R为烷基或烷基酚；

所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物；

所述阴离子表面活性剂为α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的混合物；

所述小分子渗透剂为甲醛溶液。

2.如权利要求1所述的一种稠油乳化降粘剂，其特征在于，所述的非离子表面活性剂中，所述辛基酚聚氧乙烯醚和所述脂肪醇聚氧乙烯醚的重量比为6:5。

3.如权利要求1所述的一种稠油乳化降粘剂，其特征在于，所述的阴离子表面活性剂中所述α-烯烃磺酸钠和所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的重量比为2:3。

4.一种如权利要求1所述的稠油乳化降粘剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：

（1）将11份的非离子表面活性剂和70~80份水加入到容器中，搅拌并将体系升温至60℃，加速溶解，形成均匀的混合物；

（2）将5份阴离子表面活性剂和2~4的小分子渗透剂加入至上述的体系中，继续搅拌溶解，得到稠油乳化降粘剂；

所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物；所述阴离子表面活性剂为α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的混合物；所述小分子渗透剂为甲醛溶液。

5.一种如权利要求1所述的稠油乳化降粘剂在稠油开采中应用。