CN110484230B - 稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD，按重量百分比计包括以下组分：酯类化合物10～50％、醇类化合物5～30％、胺类化合物或醚类化合物0～20％、钠盐或铵盐0～35％、润湿剂0～20％、醛类化合物0～20％、生物表面活性剂0～20％和酸性物质0～20％；以及HCD的制备方法和其在油田开采、管道石油快速运输中的应用。本发明制备得到的HCD的特点是强脂溶、水溶、降粘、通缝扩喉、弱油湿、低张力、高驱油效率、安全环保，进入稠油纳米间隙中，非极性脂溶性溶解石蜡、沥青和胶质，急剧降粘使稠油稀化易于生产、易于管道运输，实现了环烷基稠油、超稠油等稠油低成本高效益的大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及地下能源开采技术领域，更具体的说是涉及一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂及其制备方法和利用所述纳米驱油剂进行稠油开采和管道石油快速输油的方法。
背景技术
稠油油藏分布范围十分广泛，全世界稠油(包括沥青)的潜在储量可能是已探明的常规原油储量的6倍左右，稠油(包括沥青)油藏地质储量高达15500×108t，我国的稠油资源也相当丰富，广为分布。其中环烷基稠油属于稀缺资源，储量只占世界已探明石油储量的2.2％，是用于航天航空、宇宙卫星的“稀有金属”材料，由于环烷基稠油具有蜡含量低、酸值高、密度大、粘度大、胶质、残炭含量高以及金属含量高等特点，其裂解性能很差，难以开采。中国稠油分类标准如表1：
表1中国稠油分类标准
注：*指油层条件下的粘度，无*指油层温度下脱气油粘度
稠油中含有大量的沥青质、胶质，其分子结构中稠环芳烃结构之间的π-π键、杂原子S、N、O等形成的氢键、重金属离子之间的络合作用引起胶质、沥青质形成平面重叠堆砌结构，这种超分子重叠堆砌结构相互作用，会产生极强的内部摩擦力，宏观上表现为稠油的高粘特性。
特稠油、超稠油、环烷基稠油中胶质、沥青、石蜡是粘度异常高的主要因素，胶质非极性极强，是粘度异常高的最主要因素，沥青的脂肪链和官能团的多芳香烃层造成高粘度，石蜡的正二十二烷(C22H46)和正二十八烷(C28H58)的直链烷烃，少量支链烷烃和带长侧链的单环环烷烃造成高粘度。
有杆抽油井开采稠油时，由于粘度过高，含蜡量大，使得油管的油流通道减小，抽油杆柱的上、下行阻力增加，驴头之间相互影响、碰撞，往往导致抽油杆卡死、断裂，低温堵井；电潜泵开采稠油时，大排量造成吸入口处压力低，低温时易结蜡造成叶导轮流道堵塞，经常停机，井下事故频发。
排砂冷采技术、加热降粘技术(蒸气加热和电加热)、低频脉冲采油技术、掺稀降粘技术、微波降粘技术、磁降粘技术、注二氧化碳、注氮气、注空气等物理降粘方法，对于普通稠油有一定效果，但只能用于早期，对于特稠油、超稠油、环烷基稠油几乎没有效果；乳化降粘、油溶性降粘剂降粘、降凝剂降粘、破乳降粘、吸附降粘、碱驱等化学降粘方法对于特稠油、超稠油、环烷基稠油也几乎没有效果。
因此，如何提供一种能够急剧降低稠油的粘度，使稠油稀化易于开采和管道运输的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
开采环烷基稠油、超稠油、特稠油是世界难题，要实现注冷水开采环烷基稠油、超稠油、特稠油等稠油，必须做到具有非极性强脂溶性有机溶剂溶解环烷基稠油、超稠油、特稠油等稠油；非极性强脂溶性的有机溶剂不会溶解于水，注冷水不可能注入非极性强脂溶性的有机溶剂；如果注入液体使岩石产生酸敏、碱敏、盐敏、水敏、应力敏感，反而降低岩石渗透性，堵塞储层，造成新的污染，完全不可能生产稠油；如果与地层水不配伍，照样污染储层；如果更强油润湿性，稠油强吸附在岩石表面，更难采出；渗透率级差太大，注入液只沿大孔大缝流动，小孔小缝中储存最多的稠油无法采出。
可见，稠油驱油剂需要同时具有以下特点：强脂溶性、易水溶、能提高岩石渗透性、不产生岩石五敏(酸敏、碱敏、盐敏、水敏、应力敏感)、与地层水成分配伍、能调剖、可转为弱油润湿、易制备、易方便施工、驱油效率高、采收率高、安全环保，易实现环烷基稠油、超稠油等稠油低成本高效益的大规模工业化生产。
实际上，稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂的使用浓度为0.8％～1.5％。因此，只要溶解度达到0.8％～1.5％的水溶性就满足施工要求。
根据溶解的相似相溶原理：极性溶解极性，非极性溶解非极性，极性相似的两者互溶度大，溶解分为极性和非极性溶解，最大的难题是：极性不能溶解非极性，非极性不能溶解极性，对于该问题，本发明提出了溶解具有单溶性、双溶性和代溶性或转溶性。
单溶性：强极性的溶质只溶于水等强极性的溶剂，强极性的溶剂没有脂溶性，不溶解非极性溶质；强非极性的溶质只溶于具有脂溶性等非极性的溶剂，非极性的溶剂有脂溶性，强非极性的溶质不溶解于水等强极性溶剂；强非极性的脂溶性有机溶剂的碳原子多为6个碳原子以上。
双溶性：1至5个碳原子的弱非极性有机溶剂或弱极性有机溶剂，既有脂溶性，又有水溶性。比如叔戊醇C5H12O有双溶性：既与油类混溶，溶解石蜡，又溶解于水，在水中溶解度为11％；四氯化碳CCl4也是具有双溶性，不过水溶性要差一些。
代溶性或转溶性：不溶解于水而溶解于非极性有机溶剂的非极性溶质，也可以溶解于第三种极性溶剂，第三种极性溶剂易溶于水，只溶解非极性溶剂的非极性有机溶质与第三种极性溶剂的混合物，既溶解于非极性溶剂，又溶解于极性溶剂，这种第三种极性溶剂就具有代溶性或转溶性。比如：叔戊醇与乙醇混溶，乙醇又与水混溶，叔戊醇与乙醇的混合液既溶解油类、石蜡，又使与水的溶解度增大，叔戊醇与乙醇的混合液中乙醇具有代溶性；苯溶解胶质、沥青、石蜡，苯难溶于水，苯又与乙醇混溶，乙醇易溶于水，苯与乙醇的混合液既溶解胶质、沥青、石蜡，又易溶于水，苯与乙醇的混合液中乙醇具有代溶性，乙醇也可以称为代溶剂。代溶性解决了极性相似相溶原理中的很多难溶解问题。
基于上述内容，本发明提出稠油脂溶性溶解降粘的思路：由于胶质的极强非极性，配制极强非极性的极强脂溶性有机物溶解胶质；由于沥青的脂肪链和官能团的多芳香烃层非极性，配制与其相应的非极性脂溶性有机物溶解沥青；由于石蜡主要的正二十二烷(C22H46)和正二十八烷(C28H58)的直链烷烃，少量支链烷烃和带长侧链的单环环烷烃的非极性，配制与其相应的非极性脂溶性有机物溶解石蜡。非极性脂溶性有机物溶解胶质、沥青、石蜡，能够快速急剧降低胶质、沥青、石蜡的粘度。
非极性有等级差异性，脂溶性也有等级差异性；而且非极性的等级差异性与脂溶性的等级差异性不是对等平行的。强非极性的脂溶性有机物不溶于水，难以施工。将水溶性较好的弱非极性脂溶性有机溶剂与强非极性的脂溶性有机剂合理组合配制具有双溶性的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂，即通过双溶性或代溶性可以配制既溶于水又溶解胶质、沥青、石蜡的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂。
有鉴于此，本发明重点利用非极性脂溶性有机物快速溶解胶质、沥青、石蜡，能够急剧降低特稠油、超稠油、环烷基稠油的粘度，同时易溶于水，既易于制备，又易于简便施工。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂，按重量百分比计包括以下组分：酯类化合物10～50％、醇类化合物5～30％、胺类化合物或醚类化合物0～20％、钠盐或铵盐0～35％、润湿剂0～20％、醛类化合物0～20％、生物表面活性剂0～20％和酸性物质0～20％。
上述技术方案的有益效果是：酯类化合物脂溶性强，醇类化合物具有脂溶性、降低注入液表面张力、溶解岩石的作用，胺类化合物用于脂溶性，醚类化合物用于脂溶性和水溶性，钠盐或铵盐与醛类化合物用于脂溶性和岩溶性，润湿剂用于使吸附在岩石表面的油游离；生物表面活性剂用于降低稠油粘度和降低表面张力，酸性物质降低稠油粘度和通缝扩喉。
通过以上组分本发明易于制备一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂，具有如下特性：强脂溶、水溶、急剧降粘、通缝扩喉易渗流、弱油润湿、低界面张力、高驱油效率、安全环保。纳米驱油剂进入稠油分子间纳米间隙中，由非极性脂溶性溶解石蜡、沥青和胶质多环芳烃，实现快速急剧降粘。
优选的，在上述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂中，所述酯类化合物为甲基丙烯酸甲酯、丙酸丁酯、乙二酸二乙酯、乙酸丁酯、乙酸三丁酯、乙酸异戊酯、丙二酸二乙酯、甘油二乙酸酯、乙二醇丁醚乙酸酯、丁酸丁酯、丁酸三丁酯、丙酸异戊酯、异丁酸异丁酯、苯甲酸甲酯、丁酸异戊酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、丙烯酸异辛酯、苯甲酸三丁酯、丙烯酸三(异)辛酯、丙烯酸三(异)戊酯、乙酸苯甲脂、异丁酸异丁酯、乙二酸二丁酯、磷酸三丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、碳酸丙烯酯、AEP异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯及其他6个碳原子以上的非极性脂溶性酯。
上述技术方案的有益效果是：非极性脂溶性酯溶解环烷基稠油、超稠油、特稠油，实现急剧降粘，同时溶解纳米孔缝中的胶结物、充填物，达到通缝扩喉的目的。
优选的，在上述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂中，所述醇类化合物为乙醇、乙二醇、异丁醇、1,5-戊二醇、戊醇、异戊醇、叔戊醇、新戊醇、2-庚醇、2-乙基己醇、癸醇、环己醇、甲基异丁基甲醇、乙氧基化异癸醇NT-E、乙氧基化辛醇OE35及其他6个碳原子以上的非极性脂溶性醇。
上述技术方案的有益效果是：一方面，非极性脂溶性醇通过溶解胶质、沥青、石蜡进而溶解稠油，实现稠油急剧降粘、降低表面张力、溶解纳米孔缝，通缝扩喉的目的；另一方面，降低表面张力有利于使稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂从大孔大缝逐级进入更小的孔缝，直至进入纳米孔缝。
优选的，在上述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂中，所述胺类化合物为异辛胺、三丁胺、6501椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、异丙醇胺、N，N二甲基乙酰胺、异辛醇硫酸铵盐HA-08。
上述技术方案的有益效果是：非极性脂溶性胺通过溶解胶质、沥青、石蜡进而溶解稠油，实现稠油急剧降粘。
优选的，在上述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂中，所述醚类化合物为乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚(卡必醇)、二乙二醇丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、丁醚、丙二醇苯醚、异戊醚、聚氧乙烯脂肪醇醚JFC、C12-14醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚SF。
上述技术方案的有益效果是：非极性脂溶性醚溶解稠油，使稠油急剧降粘，同时溶解岩石、提高岩石渗透率；并且稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂能防止岩石膨胀，防止岩石敏感性，抑制钠膨润土、高岭石、伊利石、绿泥石膨胀，抑制岩石水敏、速敏、酸敏、碱敏、应力敏感。
优选的，在上述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂中，所述钠盐为AOS(α烯基磺酸钠)、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠(快T或T70)、异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐OEP70。
上述技术方案的有益效果是：非极性脂溶性钠盐溶解稠油使其急剧降粘，溶解岩石、提高岩石渗透率，进而调剖提高驱油效率；
优选的，在上述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂中，所述铵盐为硫酸铵、氯化铵、氟化铵、氟化氢铵。
上述技术方案的有益效果是：非极性脂溶性铵盐能够促进溶解稠油使其急剧降粘、易进入纳米孔缝，溶解纳米孔缝中的胶结物、充填物，疏通纳米孔缝，溶解纳米孔缝壁面，并且铵盐对岩石具有高溶解性，能够扩大纳米孔缝，提高岩石渗透率。
优选的，在上述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂中，所述润湿剂为低温溶解型清洁纳米压裂液VCFn、磺化油、硬脂酸钠、聚氧化乙烯烷化醚类。
上述技术方案的有益效果是：润湿剂能够促进强油润湿转化为弱油润湿或中性润湿，强力去掉油的吸附膜，极大地减少由于润湿性引起的剩余油。
优选的，在上述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂中，所述醛类化合物为甲醛、多聚甲醛、柠檬醛。
优选的，在上述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂中，所述生物表面活性剂为烷基糖苷APG、槐糖脂、鼠李糖脂、海藻糖脂、脂肽和脂蛋白、脂肪酸、磷脂和中性脂。
上述技术方案的有益效果是：生物表面活性剂的主要作用是通过生物降解降低稠油粘度，与醇混合以在较大程度上降低表面张力。
优选的，在上述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂中，所述酸为盐酸、氢氟酸、丙烯酸、戊酸、异戊酸、辛酸、异辛酸、苯甲酸、环烷酸。
上述技术方案的有益效果是：促进脂溶性溶解胶质、沥青、石蜡，同时溶蚀孔缝中的胶结物、充填物，提高岩石渗透性。
本发明还公开了一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将各组分按照比重由大到小的顺序依次倒入搅拌器中，用竹竿在整个搅拌器抽插到底部30min，避免出现内部干粉不溶解的面团；
(2)在20℃-60℃持续搅拌40min～150min至物料完全溶解，即得稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂。
本发明还公开了一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂在稠油油田的开采方法中的应用，包括以下步骤：
(1)稠油开采试验区钻井
选择稠油储量大的区块作为开采试验区，在开采试验区中心布井，按五点法、七点法、九点法、反五点法、反七点法或反九点法布置注水井网，围绕中心井顺时针或逆时针循环进行钻井；
(2)稠油开采试验区全注入
从中心开始循环在上述钻取的井中注入0.8％-1.5％稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD；
(3)稠油开采试验区全试采
对经过步骤(2)注入0.8％-1.5％稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂后的井参照SY6354-2016稠油注汽热力开采安全技术规程试采稠油；
(4)稠油开采试验区或调整区注采
稠油新的开采试验区或调整区按照五点法、七点法或九点法钻取的中心井作为采稠油井，采稠油井四周围绕的井作为注水井，或者将上述按照反五点法、反七点法或反九点法钻取的中心井作为注水井，注水井四周围绕的井作为采稠油井；注水井注入稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD，采稠油井参照SY6354-2016稠油注汽热力开采安全技术规程开采稠油，直至采不出稠油为止。
优选的，在上述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂在稠油油田的开采方法中的应用中，按稠油的粘度递减制作多级稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂，步骤(2)和步骤(4)中所述稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂的注入采用分阶段多级注入方法，包括以下步骤：
a.第一阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDA，注入量为0.2倍孔隙体积，注入浓度为0.8％-1.5％，第一阶段的流动性差的原因主要由石蜡、沥青、胶质引起的高粘，所以HCDA以溶解石蜡、沥青、胶质为主；
b.第二阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDB，注入量为0.2倍孔隙体积，注入浓度为0.8％-1.5％，第二阶段石蜡、沥青、胶质导致流动性差，孔道壁面上的大量吸附油膜牢固粘附在孔道壁面不能流动，所以HCDB以溶解石蜡、沥青、胶质与改变润湿性相结合，第二阶段只解决大孔道壁面的吸附油。
c.第三阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDC，注入量为0.2倍孔隙体积，注入浓度为0.8％-1.5％，第三阶段主要问题是小孔道壁面更多吸附油不能游离流动，同时孔缝中胶结物、充填物堵塞孔缝的流通性，所以HCDC以改变润湿性为主，通缝扩喉为辅，适当考虑溶解石蜡、沥青、胶质；
d.第四阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDD，注入量为0.2倍孔隙体积，注入浓度为0.8％-1.5％，第四阶段大孔道中心的油采空，注入液在大孔道中心的流通性特好，注入液只沿大孔道中心流动，调剖可以减缓注入液沿大孔道中心流动速度，增加注入液在小孔道，特别是纳米孔道中的流动速度，采出基岩中更多的吸附油，所以HCDD以调剖、改变润湿性和通缝扩喉为主，略为考虑溶解石蜡、沥青、胶质。
按稠油的粘度递减制作分阶段多级稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD，其中第一阶段油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDA以溶解石蜡、沥青、胶质急剧降粘为主，用于粘度大于50000mPa.s的稠油；第二阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDB溶解石蜡、沥青、胶质与改变润湿性相结合，兼具通缝扩喉的作用，用于粘度为10000mPa.s-50000mPa.s的稠油；第三阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDC以改变润湿性为主，同时考虑通缝扩喉为辅，适当考虑溶解石蜡、沥青、胶质，用于粘度为100mPa.s-10000mPa.s的稠油；第四阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDD以调剖、改变润湿性和通缝扩喉为主，略为考虑溶解石蜡、沥青、胶质，用于粘度为50mPa.s-100mPa.s的稠油。
并且需要注意的是，HCDA、HCDB、HCDC、HCDD在分别解决上述任务的基础上，在实际应用过程中由于地形地貌不同、岩石及油的存储方式差异较大，因此具体的物质组成及添加量根据实际情况确定。
本发明还公开了一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂在输油管道中石油快速输油方法的应用，包括在新建输油管道中石油快速输油方法的应用和在已建输油管道中石油快速输油方法的应用；
其中，在新建输油管道石油快速输油方法中的应用包括以下步骤：
(1)分析输油管道石油的成分，配制石油快速输运剂稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD输；
其中HCD输由酯类化合物10-30％、醇类化合物10-25％、生物表面活性剂5-15％、铵盐与醛类化合物的混合物10-25％组成，不考虑溶解孔缝中胶结物、充填物，少考虑泡沫性能，无通缝扩喉、调剖功能；
(2)在输油管道内底部安装滴定管线，滴定管线内径为0.3cm～0.5cm，外径为0.5cm～0.8cm，滴定管线的垂直向上方向10cm～20cm间隔处设置直径为0.05cm～0.2cm的小孔，分段长期均匀降粘，使易沉积在输油管道内底部的石蜡、沥青、胶质溶解降粘，极大地增加输油管道内输运石油的流动性；
(3)将浓度为0.2％～2％的HCD输和稀油的输入液输入滴定管线，由于易沉积在输油管道内底部的石蜡、沥青、胶质含量不同，随时根据输油管道内石油粘度的需要，调整HCD输的组成和浓度，使输运的石油粘度最低；不同气候(如冬天稀油也很稠)、不同储层的稠油组分不同，粘度不同，所需HCD输浓度不同，根据实际情况合理确定。
在已建输油管道石油快速输油方法中的应用，需要选择重新安装滴定管线；或者在输油管道的上部安装滴定管线，并设置向下向输油管道内滴定的间隔滴定孔，滴定浓度为0.2％～2％的HCD输降低输油管道内输运的石油粘度；或者在进口处加装HCD输喷射器喷射HCD输。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下优势：
(1)本发明公开的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD具有双溶性：非极性脂溶性有机溶剂通过代溶剂变为既具有很强的溶解非极性有机溶剂的脂溶性，易于溶解胶质、沥青和石蜡，易于溶解环烷基稠油、超稠油、特稠油等稠油；又具有较大溶解度以溶解于强极性的水。HCD既能溶于水便于现场施工，又能快速急剧溶解环烷基稠油、超稠油、特稠油等稠油，使环烷基稠油、超稠油、特稠油等稠油变为稀油，又能使孔缝变大，更加易于渗流，便于低成本大规模工业化开采环烷基稠油、超稠油、特稠油等稠油及稀油；稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂的双溶性可以使管道中油的输运阻力极大降低，加快管道输油速度，极大节省输油成本；
(2)本发明公开的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD能够扩大孔缝提高渗透性。HCD防止岩石膨胀、防止岩石敏感性，抑制钠膨润土、高岭石、伊利石、绿泥石膨胀；抑制岩石水敏、速敏、酸敏、碱敏、应力敏感；分子量小于500，易进入纳米孔缝，溶解纳米孔缝中的胶结物、充填物，沟通纳米孔缝，溶解纳米孔缝壁面，对岩石的高溶解性，扩大纳米孔缝，提高岩石渗透率；
(3)本发明公开的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD在稠油油田的分阶段多级注入方法，按稠油的粘度递减制作多级稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂，其中第一阶段油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDA以溶解石蜡、沥青、胶质急剧降粘为主，用于粘度大于50000mPa.s的稠油；第二阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDB溶解石蜡、沥青、胶质与改变润湿性相结合，兼具通缝扩喉，用于粘度为10000mPa.s-50000mPa.s的稠油；第三阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDC以改变润湿性为主，同时考虑通缝扩喉为辅，适当考虑溶解石蜡、沥青、胶质，用于粘度为100mPa.s-10000mPa.s的稠油；第四阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDD以调剖、改变润湿性和通缝扩喉为主，略为考虑溶解石蜡、沥青、胶质，用于粘度为50mPa.s-100mPa.s的稠油，使环烷基稠油、超稠油、特稠油、一般稠油完全变为稀油，极大的提高了油的流动性和渗流速度；
(4)本发明公开的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂应用在稠油油田的开采方法和整体区域调剖中，使整体区域内的稠油同时变为稀油，提高了整体区域内油的渗流速度；
(5)本发明公开的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂闪点大于71℃，具有非易燃性、非易爆性，可以安全用于稠油的开采；
(6)本发明公开的开采方法具有广泛适用性，既适用于环烷基稠油，又适用于超稠油，也适用于特稠油，还适用一般稠油及稀油；
(7)本发明公开的管道石油快速输运剂HCD输配制法及滴定管线快速运输法可以极大地加快石油管道输油速度，极大地节省输油成本。
由此可见，本发明公开的非极性和脂溶性分级制备稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD不仅可以实现环烷基稠油、超稠油等稠油低成本高效益的大规模工业化生产，并且稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂的双溶性可以使管道中油的输运阻力极大降低，加快管道输油速度，节省输油成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明在非极性脂溶性溶解特稠油、超稠油、环烷基稠油降粘的基础上，结合岩石通缝扩喉、与地层水成分配伍性、根据渗透率级差调剖、改变强油润湿性、低界面张力、高驱油效率、考虑非易燃非易爆、冬季施工的溶解性等安全环保因素及成本，实现了环烷基稠油、超稠油、特稠油等稠油低成本高效益大规模的工业化生产。
实施例1
本发明实施例1公开了一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD1，采用的技术方案如下：
一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD1，由如下重量百分比的组分组成：丁酸异戊酯18％、丙烯酸异辛酯18％、乙酸苯甲脂16％、异丁酸异丁酯10％、2-乙基己醇8％、癸醇7％、甲基异丁基甲醇6％、乙二醇丁醚乙酸酯6％、丁酸丁酯6％、APG12145％。其中APG1214抗盐性强，受温度影响小，生物降解性好，与醇配合降低表面张力显著，溶解石蜡、沥青、胶质，特别是低温溶解性也很好，降粘效果好。
本实施例得到的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD1适用于粘度大于100000mPa.s的环烷基稠油、超稠油稀油化，既可以提高稠油在地层中的渗流速度，又可以提高管道输油速度。
在常温常压下，取10克硬块稠油放入20克1％的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD1中浸泡，稠油很快溶解，24h后粘度小于10mPa.s；在45℃以上地层中，粘度小于4mPa.s。
对于粘度大于50000mPa.s的稠油，HCD1的使用浓度1％-1.5％；对于粘度10000-50000mPa.s的稠油，HCD1的使用浓度0.8％-1.2％；对于管道输油HCD1的使用浓度为0.2％-0.8％。
实施例2
本发明实施例2公开了一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD2，采用的技术方案如下：
一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD2，由如下重量百分比的组分组成：丁酸异戊酯9％、丙烯酸异辛酯9％、乙酸苯甲脂9％、甲基异丁基甲醇5％、乙二醇丁醚乙酸酯5％、异丁酸异丁酯8％、丁酸丁酯5％、乙酸异戊酯5％、邻苯二甲酸二辛酯5％、磷酸三丁酯2％、甲基丙烯酸甲酯2％、2-乙基己醇3％、癸醇5％、APG12148％、戊醇5％、新戊醇5％、2-庚醇5％、环己醇5％。
本实施例适用于粘度为50000mPa.s-100000mPa.s超稠油的稀油化，既可以提高稠油在地层中的渗流速度，又可以提高管道输油速度。
在常温常压下，取10克软块稠油放入20克1％的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD2中浸泡，稠油很快溶解，24h后粘度小于8mPa.s；在45℃以上地层中，粘度小于3mPa.s。
实施例3：
本发明实施例3公开了一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD3，采用的技术方案如下：
一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD3，由如下重量百分比的组分组成：丁酸异戊酯4％、丙烯酸异辛酯4％、乙酸苯甲脂4％、甲基异丁基甲醇7％、乙二醇丁醚乙酸酯7％、异丁酸异丁酯8％、丁酸丁酯7％、乙酸异戊酯5％、邻苯二甲酸二辛酯5％、磷酸三丁酯5％、甲基丙烯酸甲酯5％、己二酸二辛酯3％、邻苯二甲酸二异辛酯3％、癸二酸二辛酯3％、戊醇5％、新戊醇5％、2-庚醇5％、环己醇5％、APG081010％，其中APG0810的泡沫性能好，溶解岩石性能好，防酸敏、水敏、盐敏性能强。
本发明实施例3适用于粘度为10000mPa.s-50000mPa.s特稠油的稀油化，既可以提高稠油在地层中的渗流速度，又可以提高管道输油速度。
在常温常压下，取10克粘度为40000mPa.s的稠油放入20克1％的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD3中浸泡，很快溶解，12h后粘度小于6mPa.s；在45℃以上地层中，粘度小于3mPa.s。
实施例4：
本发明实施4公开了一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD4，采用的技术方案如下：
一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD4，由如下重量百分比的组分组成：叔戊醇6％、2-庚醇6％、2-乙基己醇6％、癸醇6％、丁酸异戊酯4％、丙烯酸异辛酯4％、乙酸苯甲脂7％、甲基异丁基甲醇3％、乙二醇丁醚乙酸酯3％、异丁酸异丁酯6％、丁酸丁酯3％、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺20％、苯甲酸甲酯8％、三丁胺6％、苯甲酸乙酯6％、邻苯二甲酸二辛酯C24H38O46％。
本发明实施例4适用于高含蜡的石蜡基超稠油稀油化，既可以提高稠油在地层中的渗流速度，又可以提高管道输油速度。
在常温常压下，在8克粘度为1000mPa.s的稠油中加入2克石蜡粉，调匀后放置24h左右，等待石蜡粉完全溶入8克粘度为1000mPa.s的稠油中，放入20克1％的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD4中浸泡，24h后粘度小于10mPa.s；在45℃以上地层中，粘度小于2mPa.s。
实施例5
本发明实施例公开了一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD5，采用的技术方案如下：
一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD5，由如下重量百分比的组分组成：氟化氢铵5％、氯化铵5％、2-乙基己醇4％、癸醇4％、戊醇3％、新戊醇3％、2-庚醇3％、环己醇3％、丁酸异戊酯3％、丙烯酸异辛酯3％、甲基异丁基甲醇4％、乙二醇丁醚乙酸酯3％、乙酸丁酯4％、丁酸丁酯3％、乙酸异戊酯5％、邻苯二甲酸二辛酯3％、磷酸三丁酯4％、甲基丙烯酸甲酯4％、乙酸苯甲脂6％、异丁酸异丁酯5％、清洁纳米压裂液5％、APG08105％、甲醛10％、多聚甲醛3％。
本发明实施例5适用于粘度为1000mPa.s-10000mPa.s的稠油稀油化，既可以提高稠油在地层中的渗流速度，又可以提高管道输油速度。
在常温常压下，取10克粘度为9000mPa.s左右的稠油放入20克1％的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD5中浸泡，24h后粘度小于10mPa.s；在45℃以上地层中，粘度小于2mPa.s。
实施例6：
本发明实施6公开了一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD6，采用的技术方案如下：
一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD6，由如下重量百分比的组分组成：α-烯基磺酸钠15％、十二烷基苯磺酸钠10％、APG081010％、乙醇胺10％、乙二醇乙醚5％、异丙醇胺9％、丙二醇乙醚5％、碳酸丙烯酯8％、N，N二甲基乙酰胺5％、异戊醇5％、乙二醇8％、异丁醇5％、二乙二醇二甲醚5％。
抽取7ml粘度为400mPa.s左右的原油与35g石英砂混合均匀，装入填砂管中。由于填充时少量原油残留在烧杯壁，实际填充原油大约为6.8ml。在65℃的温度下用1％的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD6驱替，结束后将填充砂用相同溶液来洗砂，最后驱替出稠油为4.82ml。驱替从0.55MPa降至0.32MPa，渗透率从2.3×10-3um2提高到5.6×10-3um2，驱油效率为70.88％。
实施例7
本发明实施公开了一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD7，采用的技术方案如下：
一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD7，由如下重量百分比的组分组成：α-烯基磺酸钠15％、十二烷基苯磺酸钠10％、无糖蛋白质5％、APG08105％、乙醇胺10％、乙二醇乙醚5％、异丙醇胺9％、丙二醇乙醚5％、碳酸丙烯酯8％、N，N二甲基乙酰胺5％、异戊醇5％、乙二醇8％、异丁醇5％、二乙二醇二甲醚5％。
抽取7ml粘度为600mPa.s左右的原油与35g石英砂混合均匀，装入填砂管，由于填充时少量原油残留在烧杯壁，实际填充原油大约为6.8ml。在65℃的温度下用1％的稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD7驱替，结束后将填充砂用相同溶液来洗砂，最后驱替出稠油为4.24ml，驱替从0.78MPa降到0.51MPa，渗透率从0.74×10-3um2提高到4.24×10-3um2，驱油效率为62.35％。
本发明提出的一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂用非极性脂溶性有机溶剂脂溶性溶解胶质、沥青、石蜡，使环烷基稠油、超稠油、特稠油、一般稠油和稀油都实现降粘，提高了油的渗流性；使纳米孔隙通缝扩喉提高介质渗流性；使润湿变为中性润湿的岩石上没有粘附吸附油；使调剖驱替剖面均匀推进驱出全部石油。
本发明提供了简单可行的注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂，可以根据稠油岩层的矿物成分或真实的岩石粉末制作填砂管，在真实地层压力、真实地层温度、真实地层岩石模拟生成稠油砂管，特别为选择最佳稠油快速脂溶性溶解纳米驱油剂、选择最佳注入方式、选择最佳注入速度、选择最佳开采稠油的方法提供了技术和理论依据。
本发明提出的一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂的制备简单方便，可以在实验室中大量应用；还可以系统全面的适用于使环烷基稠油、超稠油、特稠油、一般稠油和稀油等油田的开采，既能实现环烷基稠油、超稠油等稠油低成本高效益的大规模工业化生产，又能低成本加快管道输油速度，对国家的能源战略、能源需求、能源经济影响极其重大，其经济效益、社会效益都是难以估量的。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂，其特征在于，所述纳米驱油剂既有脂溶性又有冷水溶解性，按重量百分比计包括以下组分：丁酸异戊酯18％、丙烯酸异辛酯18％、乙酸苯甲脂16％、异丁酸异丁酯10％、2-乙基己醇8％、癸醇7％、甲基异丁基甲醇6％、乙二醇丁醚乙酸酯6％、丁酸丁酯6％、APG1214 5％；
或按重量百分比计包括以下组分：丁酸异戊酯9％、丙烯酸异辛酯9％、乙酸苯甲脂9％、甲基异丁基甲醇5％、乙二醇丁醚乙酸酯5％、异丁酸异丁酯8％、丁酸丁酯5％、乙酸异戊酯5％、邻苯二甲酸二辛酯5％、磷酸三丁酯2％、甲基丙烯酸甲酯2％、2-乙基己醇3％、癸醇5％、APG1214 8％、戊醇5％、新戊醇5％、2-庚醇5％、环己醇5％；
或按重量百分比计包括以下组分：丁酸异戊酯4％、丙烯酸异辛酯4％、乙酸苯甲脂4％、甲基异丁基甲醇7％、乙二醇丁醚乙酸酯7％、异丁酸异丁酯8％、丁酸丁酯7％、乙酸异戊酯5％、邻苯二甲酸二辛酯5％、磷酸三丁酯5％、甲基丙烯酸甲酯5％、己二酸二辛酯3％、邻苯二甲酸二异辛酯3％、癸二酸二辛酯3％、戊醇5％、新戊醇5％、2-庚醇5％、环己醇5％、APG0810 10％；
或按重量百分比计包括以下组分：叔戊醇6％、2-庚醇6％、2-乙基己醇6％、癸醇6％、丁酸异戊酯4％、丙烯酸异辛酯4％、乙酸苯甲脂7％、甲基异丁基甲醇3％、乙二醇丁醚乙酸酯3％、异丁酸异丁酯6％、丁酸丁酯3％、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺20％、苯甲酸甲酯8％、三丁胺6％、苯甲酸乙酯6％、邻苯二甲酸二辛酯C24H38O46％；
或按重量百分比计包括以下组分：氟化氢铵5％、氯化铵5％、2-乙基己醇4％、癸醇4％、戊醇3％、新戊醇3％、2-庚醇3％、环己醇3％、丁酸异戊酯3％、丙烯酸异辛酯3％、甲基异丁基甲醇4％、乙二醇丁醚乙酸酯3％、乙酸丁酯4％、丁酸丁酯3％、乙酸异戊酯5％、邻苯二甲酸二辛酯3％、磷酸三丁酯4％、甲基丙烯酸甲酯4％、乙酸苯甲脂6％、异丁酸异丁酯5％、清洁压裂液5％、APG0810 5％、甲醛10％、多聚甲醛3％；
或按重量百分比计包括以下组分：α-烯基磺酸钠15％、十二烷基苯磺酸钠10％、APG0810 10％、乙醇胺10％、乙二醇乙醚5％、异丙醇胺9％、丙二醇乙醚5％、碳酸丙烯酯8％、N，N二甲基乙酰胺5％、异戊醇5％、乙二醇8％、异丁醇5％、二乙二醇二甲醚5％；
或按重量百分比计包括以下组分：α-烯基磺酸钠15％、十二烷基苯磺酸钠10％、无糖蛋白质5％、APG0810 5％、乙醇胺10％、乙二醇乙醚5％、异丙醇胺9％、丙二醇乙醚5％、碳酸丙烯酯8％、N，N二甲基乙酰胺5％、异戊醇5％、乙二醇8％、异丁醇5％、二乙二醇二甲醚5％。
2.根据权利要求1所述的一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将各组分按照比重由大到小的顺序依次倒入搅拌器中，用竹竿在整个搅拌器抽插到底部30min；
(2)在20℃-60℃持续搅拌40min～150min至物料完全溶解，即得一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂。
3.根据权利要求1所述的一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂在稠油油田的开采方法中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
(1)稠油开采试验区钻井
选择稠油储量大的区块作为开采试验区，在开采试验区中心布井，按五点法、七点法、九点法、反五点法、反七点法或反九点法布置注水井网，围绕中心井顺时针或逆时针循环进行钻井；
(2)稠油开采试验区全注入
从注水井开始循环在钻取的井中注入0.8％-1.5％一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂；
(3)稠油开采试验区全试采
对经过步骤(2)注入0.8％-1.5％一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂后的井试采稠油；
(4)稠油开采试验区或调整区注采
稠油新的开采试验区或调整区按照五点法、七点法或九点法钻取的中心井作为采稠油井，采稠油井四周围绕的井作为注水井，或者将上述按照反五点法、反七点法或反九点法钻取的中心井作为注水井，注水井四周围绕的井作为采稠油井，注水井中注入一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂，采稠油井开采稠油，直至采不出稠油为止。
4.根据权利要求3所述的一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂的应用，其特征在于，按稠油的粘度递减制作多级一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂，步骤(2)和步骤(4)中所述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂的注入采用分阶段多级注入方法，包括以下步骤：
a.第一阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDA，注入量为0.2倍孔隙体积，注入浓度为0.8％-1.5％，其中HCDA以溶解石蜡、沥青、胶质为主；
b.第二阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDB，注入量为0.2倍孔隙体积，注入浓度为0.8％-1.5％，其中HCDB以溶解石蜡、沥青、胶质与改变润湿性相结合；
c.第三阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDC，注入量为0.2倍孔隙体积，注入浓度为0.8％-1.5％，其中HCDC以改变润湿性为主，通缝扩喉为辅，兼具溶解石蜡、沥青、胶质；
d.第四阶段注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCDD，注入量为0 .2倍孔隙体积，注入浓度为0.8％-1.5％，其中HCDD以调剖、改变润湿性和通缝扩喉为主，兼具溶解石蜡、沥青、胶质。
5.根据权利要求1所述的一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂在输油管道中石油快速输油方法的应用，其特征在于，包括在新建输油管道中石油快速输油方法的应用和在已建输油管道中石油快速输油方法的应用。
6.根据权利要求5所述的一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂在输油管道中石油快速输油方法的应用，其特征在于，所述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂在新建输油管道石油快速输油方法中的应用包括以下步骤：
(1)分析输油管道石油的成分，配制石油快速输运剂一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂HCD输；
(2)在输油管道内底部安装滴定管线，滴定管线内径为0.3cm～0.5cm，外径为0.5cm～0.8cm，滴定管线的垂直向上方向10cm～20cm间隔处设置直径为0.05cm～0.2cm的小孔；
(3)将浓度为0.2％～2％的HCD输和稀油的输入液输入滴定管线，随时根据输油管道内石油粘度的需要，调整HCD输的组成和浓度，使输运的石油粘度最低。
7.根据权利要求5所述的一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂在输油管道中石油快速输油方法的应用，其特征在于，所述一种稠油注冷水脂溶性溶解纳米驱油剂在已建输油管道石油快速输油方法中应用时，需要选择重新安装滴定管线；
或者在输油管道的上部安装滴定管线，并设置向下向输油管道内滴定的间隔滴定孔，滴定浓度为0.2％～2％的HCD输降低输油管道内输运的石油粘度；
或者在进口处加装HCD输喷射器喷射HCD输。
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