CN110272727B - 降粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种降粘剂及制备方法，该降粘剂包括以下质量分数的组分：4％‑7％的十二烷基硫酸钠、7％‑11％的脂肪醇聚氧乙烯醚、4％‑6％的十二烷基苯磺酸钠、2％‑5％的月桂醇聚氧乙烯醚、0.8％‑1.2％的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯和69.8％‑82.2％的水。本发明提供的降粘剂的凝点较低，可用于低温地区的油田，且降粘效果较好。

Description

降粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，特别涉及一种降粘剂及其制备方法。
背景技术
当原油的粘度较大，输送原油时阻力较大，能耗较高。为了减小原油的粘度，便于输送，一般使用加热输送的方法来输送原油。但对于高寒地区，全年平均温度偏低，采用加热输送的方法耗能巨大，成本较高。目前，通常采用向原油中加入降粘剂来降低原油的粘度。
现有技术提供了一种降粘剂，包括聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂、取代的芳酸和芳磺酸阴离子表面活性剂的缩合物，可用于降低原油的粘度。
在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：
现有技术提供的降粘剂的凝点较高，不适用于低温地区的油田。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种降粘剂及其制备方法，该降粘剂的凝点较低，可用于低温地区的油田，且降粘效果较好。
具体而言，包括以下的技术方案：
本发明一方面提供了一种降粘剂，所述降粘剂包括以下质量分数的组分：
4％-7％的十二烷基硫酸钠、7％-11％的脂肪醇聚氧乙烯醚、4％-6％的十二烷基苯磺酸钠、2％-5％的月桂醇聚氧乙烯醚、0.8％-1.2％的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯和69.8％-82.2％的水；
其中，甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯是由聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和硬脂酸反应得到的。
可选择地，甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯是由1.5-3质量份的聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和1-1.2质量份的硬脂酸反应得到的。
可选择地，所述降粘剂包括以下质量分数的组分：
5％-6％的十二烷基硫酸钠、8％-10％的脂肪醇聚氧乙烯醚、5％-6％的十二烷基苯磺酸钠、3％-4％月桂醇聚氧乙烯醚、0.9％-1.1％的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯和72.9％-78.1％的水。
可选择地，所述降粘剂包括以下质量分数的组分：
6％的十二烷基硫酸钠、9％的脂肪醇聚氧乙烯醚、5％的十二烷基苯磺酸钠、4％的月桂醇聚氧乙烯醚、1.0％的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯和75％的水。
可选择地，所述降粘剂的浓度为300mg/L-500mg/L。
本发明另一方面还提供了一种上述的降粘剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：
采用聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和硬脂酸制备甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯；
按照权利要求1-5中任一项限定的所述降粘剂中各组分含量，将十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚以及甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯加入水中，在室温下搅拌，使各组分混合均匀。
可选择地，所述采用聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和硬脂酸制备甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯，包括：
向反应釜中加入1.5-3质量份的聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、1-1.2质量份的硬脂酸、0.3-0.5质量份的甲醇和0.02-0.05质量份的苯磺酸，使各组分混合均匀；
持续搅拌所述反应釜中的液体并将所述反应釜升温至65℃-75℃，保持15h；
将所述反应釜升温至110℃，保持0.5h。
可选择地，在所述将所述反应釜升温至110℃，保持0.5h之后，所述方法还包括：
将所述反应釜冷却至常温，之后加入1-2.5质量份的蒸馏水，搅拌均匀后静置2h；
向所述反应釜中加入0.02-0.05质量份的碳酸钠，持续搅拌并升温至100℃-120℃，保持1h；
将所述反应釜升温至160℃-180℃，之后减压至0.7-0.85MPa，将所述反应釜内的水及甲醇除去。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果：
本发明提供了一种降粘剂及制备方法。在降粘剂中，十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠为阴离子表面活性剂，脂肪醇聚氧乙烯醚和月桂醇聚氧乙烯醚为非离子表面活性剂。非离子表面活性剂分子中的氧原子在水溶液中部分质子化，带有弱正电性，与阴离子表面活性剂有一定的电性相互作用，二者协同作用更好，可以提高降粘剂的降粘效果和稳定性，且可使降粘剂的凝点降低。另外，甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯的加入可提高降粘剂的稳定性，消除表面活性剂产生的泡沫，增强不同表面活性剂之间的混合度，可进一步提高降粘剂的降粘效果。因此，本发明提供的降粘剂降粘效果较好，且降粘剂凝点较低，可用于低温地区的油田。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的向A油井加入降粘剂前后输送原油的电机的载荷变化的示意图；
图2为本发明实施例提供的向A油井加入降粘剂前后输送原油的电机的电流变化的示意图；
图3为本发明实施例提供的向A油井加入降粘剂前抽油泵的示功图；
图4为本发明实施例提供的向A油井加入降粘剂后抽油泵的示功图；
图5为本发明实施例提供的向B油井加入降粘剂前后输送原油的电机的电流变化的示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明一方面提供了一种降粘剂，该降粘剂包括以下质量分数的组分：
4％-7％的十二烷基硫酸钠、7％-11％的脂肪醇聚氧乙烯醚、4％-6％的十二烷基苯磺酸钠、2％-5％的月桂醇聚氧乙烯醚、0.8％-1.2％的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯和69.8％-82.2％的水。
其中，甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯是由聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和硬脂酸反应得到的。
本发明提供的降粘剂中，十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠为阴离子表面活性剂；脂肪醇聚氧乙烯醚和月桂醇聚氧乙烯醚为非离子表面活性剂。非离子表面活性剂分子中的氧原子在水溶液中部分质子化，带有弱正电性，与阴离子表面活性剂有一定的电性相互作用，二者协同作用更好，可以提高降粘剂的降粘效果和稳定性，且可使降粘剂的凝点降低。另外，甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯的加入可提高降粘剂的稳定性，消除表面活性剂产生的泡沫，增强不同表面活性剂之间的混合度，可进一步提高降粘剂的降粘效果。因此，本发明提供的降粘剂降粘效果较好，且降粘剂凝点较低，可用于低温地区的油田。
在上述的降粘剂中，甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯是由1.5-3质量份的聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和1-1.2质量份的硬脂酸反应得到的。
在上述的降粘剂中，作为一种优选，所述的降粘剂包括以下质量分数的组分：5％-6％的十二烷基硫酸钠、8％-10％的脂肪醇聚氧乙烯醚、5％-6％的十二烷基苯磺酸钠、3％-4％月桂醇聚氧乙烯醚、0.9％-1.1％的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯和72.9％-78.1％的水。在该组分下的降粘剂的降粘效果更好。
在上述的降粘剂中，作为一种优选，所述的降粘剂包括以下质量分数的组分：6％的十二烷基硫酸钠、9％的脂肪醇聚氧乙烯醚、5％的十二烷基苯磺酸钠、4％的月桂醇聚氧乙烯醚、1.0％的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯和75％的水。在该组分下的降粘剂的降粘率可达到89％以上。
在上述的降粘剂中，该降粘剂的浓度为300mg/L-500mg/L。
本发明另一方面提供了一种第一方面所述的降粘剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
采用聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和硬脂酸制备甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯；
按照第一方面限定的降粘剂中各组分含量，将十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚以及甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯加入水中，在室温下搅拌，使各组分混合均匀。
在上述的制备方法中，所述的采用聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和硬脂酸制备甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯，包括以下步骤：
向反应釜中加入1.5-3质量份的聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、1-1.2质量份的硬脂酸、0.3-0.5质量份的甲醇和0.02-0.05质量份的苯磺酸，混合均匀；
持续搅拌反应釜中的液体并将反应釜升温至65℃-75℃，保持15h；
将反应釜升温至110℃，保持0.5h。
其中，甲醇作为一种溶剂，使聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和硬脂酸溶解。苯磺酸作为催化剂，促进聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和硬脂酸脱水而生成甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯。
在上述的制备方法中，为了得到更纯净的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯，在将反应釜升温至110℃，保持0.5h之后，该方法还可包括：
将反应釜冷却至常温，之后加入1-2.5质量份的蒸馏水，搅拌均匀后静置2h；
向反应釜中加入0.02-0.05质量份的碳酸钠，持续搅拌并升温至100℃-120℃，保持1h；
将反应釜升温至160℃-180℃，之后减压至0.7-0.85MPa，将反应釜内的水及甲醇除去。
其中，加入的蒸馏水的质量份中一个质量份的量与聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、硬脂酸、甲醇和苯磺酸的一个质量份的量是一样的。
加入的蒸馏水为了溶解后续加入的碳酸钠，加入的碳酸钠溶解后和苯磺酸以及未反应的硬脂酸中和。将反应釜升温减压蒸馏进而出去水和甲醇，则得到的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯更纯。
本发明实施例中所用的化学试剂：
十二烷基硫酸钠，化学纯，成都市科龙化工试剂厂；
脂肪醇聚氧乙烯醚，化学纯，成都市科龙化工试剂厂；
十二烷基苯磺酸钠，工业纯，秦皇岛胜利化工有限公司；
月桂醇聚氧乙烯醚，工业纯，秦皇岛胜利化工有限公司；
聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚，工业纯，成都市科龙化工试剂厂
硬脂酸，工业纯，成都市科龙化工试剂厂
甲醇，工业纯，成都市科龙化工试剂厂
本发明实施例中使用的仪器：
流变仪；
搅拌器；
反应釜。
实施例1
本实施例提供了一种甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯的制备方法，该方法包括如下步骤：
向反应釜中加入2质量份的聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、1质量份的硬脂酸、0.4质量份的甲醇和0.04质量份的苯磺酸，混合均匀；
持续搅拌反应釜中的液体并将反应釜升温至65℃，保持15h；
将反应釜升温至110℃，保持0.5h；
将反应釜冷却至常温，之后加入2.5质量份的蒸馏水，搅拌均匀后静置2h；
向反应釜中加入0.02质量份的碳酸钠，持续搅拌并升温至110℃，保持1h；
将反应釜升温至170℃，之后减压至0.7MPa，将反应釜内的水及甲醇除去。
实施例2
本发明实施例提供了一种降粘剂的制备方法，所要制备的降粘剂各组分的质量分数为：6％的十二烷基硫酸钠、9％的脂肪醇聚氧乙烯醚、5％的十二烷基苯磺酸钠、4％的月桂醇聚氧乙烯醚、1.0％的实施例1制备的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯和75％的水。
制备的过程如下：
称取6g十二烷基硫酸钠、9g的脂肪醇聚氧乙烯醚、5g的十二烷基苯磺酸钠、4g月桂醇聚氧乙烯醚和1.0g的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯，分别加入到75g水中，然后在室温下搅拌，使各组分充分混合均匀。
实施例3
本实施例提供了一种降粘剂的制备方法。
所要制备的降粘剂各组分的质量分数为：6％的十二烷基硫酸钠、9％的脂肪醇聚氧乙烯醚、6％的十二烷基苯磺酸钠、3％的月桂醇聚氧乙烯醚、1.0％的实施例1制备的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯和75％的水。
制备的过程如下：
称取6g十二烷基硫酸钠、9g的脂肪醇聚氧乙烯醚、6g的十二烷基苯磺酸钠、3g月桂醇聚氧乙烯醚和1.0g的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯，分别加入到75g水中，然后在室温下搅拌，使各组分充分混合均匀。
实施例4
本实施例提供了一种降粘剂的制备方法。
所要制备的降粘剂各组分的质量分数为：4％的十二烷基硫酸钠、6％的脂肪醇聚氧乙烯醚、1.2％的十二烷基苯磺酸钠、4.8％的月桂醇聚氧乙烯醚、1.0％的实施例1制备的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯和83％的水。
制备的过程如下：
称取4g十二烷基硫酸钠、6g的脂肪醇聚氧乙烯醚、1.2g的十二烷基苯磺酸钠、4.8g月桂醇聚氧乙烯醚和1.0g的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯，分别加入到83g水中，然后在室温下搅拌均匀，使各组分充分混合均匀。
实施例5
本实施例测定实施例2制备的降粘剂的降粘效果。测定过程如下：
步骤(1)、称取35g脱水原油置于250mL烧杯中，并将烧杯放入50℃恒温水浴锅中；
步骤(2)、将搅拌器放入到烧杯中开始搅拌；
步骤(3)、称取15g实施例2制备的降粘剂，缓慢加入到原油中；
步骤(4)、待降粘剂全部加入到原油中后，将搅拌器的搅拌速度调整为1000r/min，搅拌3min后关闭搅拌器，将烧杯置于50℃恒温水浴锅中1h以上，得到乳状液。
步骤(5)、采用流变仪在27s-1的剪切速率下分别测定烧杯中的乳状液的粘度以及脱水原油的粘度；
步骤(7)、计算降粘剂的降粘率。
在该实施例中，测得脱水原油的粘度为1012mPa·s，乳状液的粘度为108mPa·s，计算得到实施例1的降粘剂的降粘率为89.32％。
实施例6
测定实施例4制备的降粘剂的降粘效果。测定过程如下：
步骤(1)、称取35g脱水原油置于250mL烧杯中，并将烧杯放入50℃恒温水浴锅中；
步骤(2)、将搅拌器放入到烧杯中开始搅拌；
步骤(3)、称取15g实施例4制备的降粘剂，缓慢加入到原油中；
步骤(4)、待降粘剂全部加入到原油中后，将搅拌器的搅拌速度调整为1000r/min，搅拌3min后关闭搅拌器，将烧杯置于50℃恒温水浴锅中1h以上，得到乳状液。
步骤(5)、采用流变仪在27s-1的剪切速率下分别测定烧杯中的乳状液的粘度以及脱水原油的粘度；
步骤(7)、计算降粘剂的降粘率。
其中，降粘率的计算公式如下：
Figure BDA0001596435190000081
式中，
Δμ——降粘率；
μ1——脱水原油的粘度；
μ2——乳状液的粘度。
在该实施例中，测得脱水原油的粘度为1012mPa·s，乳状液的粘度为108mPa·s，计算得到实施例1的降粘剂的降粘率为85％。
实施例7
本实施例采用实施例2制备得到的降粘剂在高寒地区的A油井进行试验。
在向A油井内加入降粘剂之前，A油井含水量为85％，日产液为55.9t，向A油井内加入的降粘剂浓度为300mg/L。
从图1中可以看出，向A油井的原油加入降粘剂之后，电机的载荷降低，说明加入降粘剂之后原油的粘度降低，输送阻力减小。
从图2中可以看出，向A油井的原油加入降粘剂之后，电机的电流降低，说明加入降粘剂之后原油的粘度降低，输送阻力减小。
从图3和图4中可以看出，向A油井的原油加入降粘剂之后，抽油泵的示功图中的闭合面积减小，说明输送原油所需要的能量减小，进一步说明向A油井的原油加入降粘剂之后，电机的电流降低，说明原油的粘度降低，输送阻力减小。
同时，加入降粘剂之后，A油井的洗井周期由30天延长至60天，也可说明加入降粘剂使原油的粘度降低。
由于A油井为高寒地区的油井，在加入降粘剂之后，原油的粘度降低，说明本发明提供的降粘剂可用于低温地区的油田。
实施例8
本实施例为采用实施例3制备得到的降粘剂在高寒地区的B油井进行的试验。
在向B油井内加入降粘剂之前，B油井含水量为60％，日产液为8.56t，向A油井内加入的降粘剂浓度为400mg/L。
如图5所示，为向B油井加入降粘剂前后输送原油的电机的电流变化的示意图。从图5中可以看出，向B油井的原油加入降粘剂之后，电机的电流降低，说明加入降粘剂之后原油的粘度降低，输送阻力减小。
同时，加入降粘剂之后，B油井的洗井周期由65天延长至121天，也可说明加入降粘剂使原油的粘度降低。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种降粘剂，其特征在于，所述降粘剂包括以下质量分数的组分：
4％-7％的十二烷基硫酸钠、7％-11％的脂肪醇聚氧乙烯醚、4％-6％的十二烷基苯磺酸钠、2％-5％的月桂醇聚氧乙烯醚、0.8％-1.2％的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯和69.8％-82.2％的水；
其中，甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯是由1.5-3质量份的聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和1-1.2质量份的硬脂酸反应得到的；
所述脂肪醇聚氧乙烯醚购自成都市科龙化工试剂厂。
2.根据权利要求1所述的降粘剂，其特征在于，所述降粘剂包括以下质量分数的组分：
5％-6％的十二烷基硫酸钠、8％-10％的脂肪醇聚氧乙烯醚、5％-6％的十二烷基苯磺酸钠、3％-4％月桂醇聚氧乙烯醚、0.9％-1.1％的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯和72.9％-78.1％的水。
3.根据权利要求1所述的降粘剂，其特征在于，所述降粘剂包括以下质量分数的组分：
6％的十二烷基硫酸钠、9％的脂肪醇聚氧乙烯醚、5％的十二烷基苯磺酸钠、4％的月桂醇聚氧乙烯醚、1.0％的甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯和75％的水。
4.一种权利要求1-3任一项所述的降粘剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：
向反应釜中加入1.5-3质量份的聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚、1-1.2质量份的硬脂酸、0.3-0.5质量份的甲醇和0.02-0.05质量份的苯磺酸，使各组分混合均匀；
持续搅拌所述反应釜中的液体并将所述反应釜升温至65℃-75℃，保持15h；
将所述反应釜升温至110℃，保持0.5h；
将所述反应釜冷却至常温，之后加入1-2.5质量份的蒸馏水，搅拌均匀后静置2h；
向所述反应釜中加入0.02-0.05质量份的碳酸钠，持续搅拌并升温至100℃-120℃，保持1h；
将所述反应釜升温至160℃-180℃，之后减压至0.7-0.85MPa，将所述反应釜内的水及甲醇除去，得到甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯；
按照权利要求1-3中任一项限定的所述降粘剂中各组分含量，将十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚以及甘油聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪酸酯加入水中，在室温下搅拌，使各组分混合均匀。
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