CN110643325A - 二甲醚的新用途以及基于二甲醚制备的一种具有可回收性稠油降黏剂及其配制与回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了二甲醚在油田稠油降黏领域的一种新用途，提供了基于二甲醚制备的一种具有可回收性稠油降黏剂及其配制与回收方法。一种具有可回收性稠油降黏剂其成分包括质量百分比为10～100％的主剂二甲醚，0～15％的互溶剂，0～5％的表面活性剂，0～4％的改进剂，其余为水。并针对一种具有可回收性稠油降黏剂提供一种配制与回收方法。本发明提供的一种具有可回收性稠油降黏剂的优点有：所述主剂(二甲醚)具有可回收重复利用的特性；主剂与水在互溶剂作用下可以混配互溶；具有双重降粘机理，稠油降黏效果更优异；在降黏的同时具有一定的降凝效果；适用于不同矿化度、温度、油样密度的油井；产品呈中性、不腐蚀油管。

Description

二甲醚的新用途以及基于二甲醚制备的一种具有可回收性稠 油降黏剂及其配制与回收方法
技术领域
本发明涉及二甲醚在油田稠油降黏领域的一种新用途，提供了一种具有可回收性稠油降黏剂及其配制与回收方法。
背景技术
二甲醚(C2H6O)在常温(20℃)、常压(0.1MPa)下为无色、有轻微醚香味的易燃气体，在20℃、≥0.5MPa下为液体，结构或分子式为：CH3-O-CH3，所有C、O原子均以sp3杂化轨道形成σ键。相对分子量为：46.07，密度：1.97g/L(气)、668kg/m3(液)，二甲醚易溶于汽油、四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多种有机溶剂，同时也可与乙醇或者水混溶。稠油通常指粘度高，相对密度大的原油，胶10质沥青质含量较高的重质原油，国外通常称稠油为重质原油，对于粘度极高的称为沥青或砂油。稠油油藏开采的困难主要表现在两个方面：一方面原油的粘度高，原油在油层中的渗流阻力大，使得原油不能从油藏流入井底；另一方面即使在油藏条件下，原油能够流入井底，但在垂直举升的过程中，由于温度和压力的逐渐下降以及轻质组分的减少，原油粘度逐渐增加，摩擦阻力变大，导致抽油机的负荷变大，从井筒举升到地面就变得非常困难，严重影响地层流体在井筒中的流动和油井生产设备的正常工作。为了解决此时所面临的技术难题，以求最大限度地降低稠油粘度、改善其流动性，必须在现有技术的基础上开发创新，从而实现稠油资源的安全经济开采与输送。
目前全球常规的稠油降粘方法可以分为物理降粘与化学降粘。物理降粘法中最广泛使用的是热力降粘和掺稀降粘。热力降粘的效果明显，但是只能加热井筒附近的油层，且随着距离增大会造成严重的热损失，海上油田的开采同时受到开采时间和空间的限制，海上平台的空间狭小，大型加热设备难以在平台上放置；掺稀降粘则受到稀油资源的制约，且在泵排量一定的条件下掺入稀油必然降低地层原油的产出，增加了地层原油的开采成本。相比而言化学降粘就是成为节能减排、提高经济效益的重要方法。化学降粘方法因其操作简单、具有良好的降粘效果成为国内外各大油田的新宠，具有广阔的应用前景，但普通化学降粘只能一次性使用，且小剂量下与井下稠油混合困难实际降粘效果大大低于实验室效果、增大剂量则使用成本增加。传统化学降粘剂多是通过缩合、聚合或者高分子表面活性剂得到，传统化学降黏剂都有着一个共同的缺点就是不可回收，使得使用成本上升。
目前尚未发现二甲醚在稠油降黏领域的专利申请及文献报道，二甲醚在稠油降黏后可通过升温降压进行部分回收，对此本发明提供了二甲醚的新用途以及基于二甲醚制备的一种具有可回收性稠油降黏剂及其配制与回收方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有可回收性的稠油降黏剂。
发明人通过实验证实，液化二甲醚具有降低稠油粘度的能力，其作用是渗透进入稠油胶质沥青质大分子之间的空隙，使胶质沥青质大分子之间的范德华力降低，达到稠油降黏的效果，在常温下稠油降黏率即达到90％，同时，二甲醚具有低压气化(20℃、＜0.5MPa)；高压液化(20℃、≥0.5MPa)的物理性能，具有回收再利用的可能性。
为此，本发明提供了一种具有可回收性稠油降黏剂，其在井下高压工况下，可以实现目前常用稠油降黏剂的降黏功能，且一种具有可回收性稠油降黏剂在低压下可汽化便于回收，具有绿色经济可回收的优良特性，且该一种具有可回收性稠油降黏剂能达到较好的稠油降黏效果。为了实现上述目的，一种具有可回收性稠油降黏剂的技术方案如下：
一种具有可回收性稠油降黏剂，由如下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002236508580000021
其中一种具有可回收性稠油降黏剂的主剂为二甲醚，其作用是渗透进入稠油胶质沥青质大分子之间的空隙，使胶质沥青质大分子之间的范德华力降低，达到稠油降黏的效果。二甲醚具有独特的理化性质，其在常温(20℃)下饱和蒸汽压为0.5MPa，在油田的高压环境下以液态存在，通过稠油降黏实验发现其具有十分优良的稀释稠油并降低稠油粘度的性能。二甲醚与原油混溶后可通过降压使二甲醚与原油分离回收，可重复使用。
表面活性剂的作用是将亲油表面润湿反转为亲水表面，在管壁上形成水膜，减少了液流与管壁的摩擦，通过减小流动阻力来降低粘度，通过乳化作用使原油由油包水型乳化液转化为水包油型乳化液，增加原油流动性来降低粘度。
互溶剂使二甲醚与水充分混溶，形成稳定溶剂。
改进剂为高分子聚合物，它的作用是在稠油中形成三维网状结构，与稠油中的蜡共晶，降低稠油凝点的同时使稠油粘度降低。
水作为溶剂的同时也具有一定的阻燃作用；通过调节水与二甲醚的比例可以改变一种具有可回收性稠油降黏剂的密度，以便于一种具有可回收性稠油降黏剂在井底与石油充分混溶。
为了进一步提高降黏效果，本发明一种具有可回收性稠油降黏剂中各组分可以进行如下优选：一种具有可回收性稠油降黏剂可使用油溶性或水溶性表面活性剂作为其配方内表面活性剂，可选试剂为壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠。
一种具有可回收性稠油降黏剂其互溶剂可选为甲醇、乙醇。
一种具有可回收性稠油降黏剂其改进剂可选为乙烯－醋酸乙烯共聚物。
本发明还提供一种根据上述一种具有可回收性稠油降黏剂的配制方法。
结合附图1说明所述一种具有可回收性稠油降黏剂的制备方法是：常压下先在配药罐(10)中加入提前配好的固定量的水与表面活性剂、互溶剂、改进剂的混溶液，之后通过针型阀(4)向配药罐(10)内加压至高于0.5MPa，再由储存罐(5)通过针型阀(11)向配药罐(10)中加入固定量的二甲醚试剂，搅拌均匀后即得到产品，之后可将得到的产品由配药罐(10)通过针型阀(12)驱入粘度测试釜(9)进行降黏实验。
本发明还提供一种根据上述一种具有可回收性稠油降黏剂的回收方法。
结合附图1说明所述一种具有可回收性稠油降黏剂的实验室回收方式：在降黏实验结束后，通过针型阀(2)泄压使中间容器(7)内压力降低并低至0.1MPa，打开针型阀(8)使粘度测试釜(9)与中间容器(7)之间形成压差，粘度测试釜(9)内的一种具有可回收性稠油降黏剂相态由液态转变为气态并进入中间容器(7)，通过针型阀(2)加压使中间容器(7)内压力增大并高于0.5MPa，在中间容器(7)内一种具有可回收性稠油降黏剂的相态会在此时由气态态转变为液态，通过针型阀(6)可使变为液态的一种具有可回收性稠油降黏剂进入储存罐(5)保存，回收后的一种具有可回收性稠油降黏剂由储存罐(5)通过针型阀(11)加入配药罐(10)并反复使用。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供二甲醚用于稠油降黏的新用途，二甲醚独特的理化性质使其具有可回收的优良性能，符合国家对于绿色环保可持续的要求，因其具有可回收性能，在实际应用时可针对现场情况加大药剂使用量，提高稠油降黏效果，通过回收后二甲醚可以重复使用。
(2)本发明提供的一种具有可回收性稠油降黏剂原料为二甲醚，其降黏效率超过了柴油掺稀降黏，具有优异的降黏效果，从而减少掺入量，在提高降粘效果的同时增大地层稠油产量。
(3)本发明提供的一种具有可回收性稠油降黏剂，其降黏机理既包括表面活性剂稠油乳化降黏又包括二甲醚掺稀降黏，双重降黏机理作用下极大地提高了稠油降黏效果。
(4)本发明提供具有的一种具有可回收性稠油降黏剂，其具有降黏与降凝的双重功效，产品为中性，对油管以及地层无伤害。
(5)本发明提供的具有一种具有可回收性稠油降黏剂，通过调节水与二甲醚的比例可以改变一种具有可回收性稠油降黏剂的密度，以便于一种具有可回收性稠油降黏剂在井底与石油充分混溶，可满足不同油井对稠油降黏剂的需求。
附图说明
图1是本发明专利试剂的制备及回收设备示意图。
图中：其中1、2、3、4、6、8、11、12为针型阀、5为储存罐、7为中间容器、9为粘度测试釜、10为配药罐。
具体实施方式
本发明具体实施例的一种具有可回收性稠油降黏剂包括质量百分比为10～100％的二甲醚，质量百分比为0～5％的表面活性剂，质量百分比为0～15％的互溶剂，质量百分比为0～4％的改进剂，其余为水。
结合附图1说明所述一种具有可回收性稠油降黏剂的配制方法：常压下先在配药罐(10)中加入提前配好的固定量的水与表面活性剂、互溶剂、改进剂的混溶液，之后通过针型阀(4)向配药罐(10)内加压至高于0.5MPa，再由储存罐(5)通过针型阀(11)向配药罐(10)中加入固定量的二甲醚试剂，搅拌均匀后即得到产品，之后可将得到的产品由配药罐(10)通过针型阀(12)驱入粘度测试釜(9)进行降黏实验。
结合附图1说明所述一种具有可回收性稠油降黏剂的实验室回收方式：在降黏实验结束后，通过针型阀(2)泄压使中间容器(7)内压力降低并低至0.1MPa，打开针型阀(8)使粘度测试釜(9)与中间容器(7)之间形成压差，粘度测试釜(9)内的一种具有可回收性稠油降黏剂相态由液态转变为气态并进入中间容器(7)，通过针型阀(2)加压使中间容器(7)内压力增大并高于0.5MPa，在中间容器(7)内一种具有可回收性稠油降黏剂的相态会在此时由气态态转变为液态，通过针型阀(6)可使变为液态的一种具有可回收性稠油降黏剂进入储存罐(5)保存，回收后的一种具有可回收性稠油降黏剂由储存罐(5)通过针型阀(11)加入配药罐(10)并反复使用。
下面通过具体举例说明本发明的配方：
实例1：
主剂为二甲醚与水，表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠与壬基酚聚氧乙烯醚，改进剂为乙烯－醋酸乙烯共聚物，互溶剂为乙醇，其配比如下(按质量百分比)：
Figure BDA0002236508580000051
制备方法：在配药罐(10)中加入250g水，开动搅拌，再搅拌下依次加入20g十二烷基苯磺酸钠、100g乙醇、20g壬基酚聚氧乙烯醚、10g乙烯－醋酸乙烯共聚物溶液，之后通过针型阀(4)向配药罐(10)内加压至高于0.5MPa，再通过储存罐(5)过针型阀(11)向配药罐(10)中加入600g二甲醚，继续搅拌均匀，即得到产品。
实例2：
主剂为二甲醚与水，表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚，互溶剂为乙醇，改进剂为乙烯－醋酸乙烯共聚物，其配比如下(按质量百分比)：
制备方法：在配药罐(10)中加入470g水，开动搅拌，再搅拌下依次加入100g乙醇、20g辛基酚聚氧乙烯醚、10g乙烯－醋酸乙烯共聚物溶液，之后通过针型阀(4)向配药罐(10)内加压至高于0.5MPa，再通过储存罐(5)过针型阀(11)向配药罐(10)中加入600g二甲醚，继续搅拌均匀，即得到产品。
实例3：
主剂为二甲醚，表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚与壬基酚聚氧乙烯醚，互溶剂为乙醇，改进剂为乙烯－醋酸乙烯共聚物，其配比如下(按质量百分比)：
制备方法：在配药罐(10)中加入20g乙醇，开动搅拌，再搅拌下依次加入10g辛基酚聚氧乙烯醚、10g壬基酚聚氧乙烯醚、10g乙烯－醋酸乙烯共聚物溶液，之后通过针型阀(4)向配药罐(10)内加压至高于0.5MPa，再通过储存罐(5)过针型阀(11)向配药罐(10)中加入950g二甲醚，继续搅拌均匀，即得到产品。(以上转速均为40r/min)
实例4：
使用纯二甲醚试剂，其配比为：
二甲醚 100％
制备方法：通过针型阀(4)向配药罐(10)内加压至高于0.5MPa，再通过储存罐(5)过针型阀(11)向配药罐(10)中加入1000g二甲醚，即得到产品。
以下对实施例1-4的一种具有可回收性稠油降黏剂进行降粘性能实验，结果如下(降粘剂加入量为3％，测试温度为40℃)
初始粘度(Pa·s) 降粘剂作用后粘度(Pa·s) 降黏率％
实例1 609.3 59.1 90.3
实例2 610.5 87.9 85.6
实例3 609.6 7.3 98.8
实例4 609.9 12.7 97.9
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.二甲醚在油田稠油降黏领域的一种可以降低原油粘度的用途，基于该用途配制的一种具有可回收性稠油降黏剂，其特征在于：按质量百分比计包括以下成分：
Figure FDA0002236508570000011
2.根据权利要求1的用途，其中所述的一种具有可回收性稠油降黏剂，其特征在于：所述二甲醚的质量百分比可以根据需要调节，其范围为10～100％。
3.根据权利要求1的用途，其中所述的一种具有可回收性稠油降黏剂，其特征在于：所述水的质量百分比可以根据需要调节，其范围为0～90％。
4.根据权利要求1的用途，其中所述的一种具有可回收性稠油降黏剂，其特征在于：所述互溶剂为甲醇或者乙醇一种或者两种的任意比混合。
5.根据权利要求1的用途，其中所述的一种具有可回收性稠油降黏剂，其配制方法为：常压下先在配药罐(10)中加入提前配好的固定量的水与表面活性剂、互溶剂、改进剂的混溶液，之后通过针型阀(4)向配药罐(10)内加压至高于0.5Mpa，再由储存罐(5)通过针型阀(11)向配药罐(10)中加入固定量的二甲醚试剂，搅拌均匀后即得到产品。
6.根据权利要求1的用途，其中所述的一种具有可回收性稠油降黏剂，其回收方法为：在降黏实验结束后，通过针型阀(2)泄压使中间容器(7)内压力降低并低至0.1Mpa，打开针型阀(8)使粘度测试釜(9)与中间容器(7)之间形成压差，粘度测试釜(9)内的一种具有可回收性稠油降黏剂相态由液态转变为气态并进入中间容器(7)，通过针型阀(2)加压使中间容器(7)内压力增大并高于0.5Mpa，在中间容器(7)内一种具有可回收性稠油降黏剂的相态会在此时由气态态转变为液态，通过针型阀(6)可使变为液态的一种具有可回收性稠油降黏剂进入储存罐(5)保存，回收后的一种具有可回收性稠油降黏剂由储存罐(5)通过针型阀(11)加入配药罐(10)并反复使用。
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