CN112280547A - 超稠原油降粘驱油剂及其制备方法和应用 - Google Patents

超稠原油降粘驱油剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种超稠原油降粘驱油剂及其制备方法和应用，属于油田化学技术领域。该超稠原油降粘驱油剂，以质量百分计，包括30‑45%的阴离子表面活性剂、10‑20%的两性表面活性剂、10‑15%的水溶性乳化剂、10‑15%的助剂，其余为水。本发明提供的超稠原油降粘驱油剂可对粘度超过50000mPa.s的超稠油的降粘效果显著，可提高降粘率至95%以上，有效适用于超稠原油的开采，有利于提高采收率。

Description

超稠原油降粘驱油剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，尤其涉及一种超稠原油降粘驱油剂及其制备方法和应用。
背景技术
伴随着原油的不断开采，易开采原油逐渐减少，稠油开采逐渐成为趋势，这也对驱油剂的性能要求越来越严格。利用表面活性剂的乳化降粘特性，提高油水流度比的表面活性剂已成为稠油开采最具发展潜力的技术。
为提高稠油的开采效率，在国内外蒸汽驱已成为大规模应用化的稠油热采技术，而国内稠有油藏深、注气压力高、地层温度高、干度低、储层厚度薄、边低水活跃，严重影响了稠油蒸汽驱的开采效率。因此，利用降粘驱油剂降低原油粘度，提高原油的流动性从而提高稠油采出率，已经成为稠油开采最具有发展的新技术。
专利申请CN104531123A公开了一种稠油泡沫驱油剂，由两性离子表面活性剂、阴非离表面活性剂、氟碳表面活性剂、阳离子表面活性剂组成，虽然该体系能提高稠油采出率，但是由氟碳表面活性剂组成，成本较高，经济性差。专利申请CN110684519A公开了一种普通稠油油藏用低界面张力降粘起泡剂，由三联阴非离子表面活性剂、阴非离子表面活性剂、非离子表面活性剂、虽然该体系的降粘率能达到95%以上，但其只针对普通稠油，无法适用于粘度更大的稠油降粘。因此，目前尚未有适用于上述技术且经济性好的超稠原油降粘驱油剂。
发明内容
本发明提出一种超稠原油降粘驱油剂及其制备方法和应用，该驱油剂可在温度为80℃、原油粘度为50000mPa.s下，将超稠油的降粘率提高至95%以上，有效适用于超稠原油的开采中；此外其制备方法操作简单、绿色环保无污染。
本发明提供一种超稠原油降粘驱油剂，以质量百分计，包括30-45%的阴离子表面活性剂、10-20%的两性表面活性剂、10-15%的水溶性乳化剂、10-15%的助剂，其余为水；
其中，所述水溶性乳化剂结构式如下：
Figure 232063DEST_PATH_IMAGE002
其中，x、y、z的取值分别为1-5000中的任意整数，R1为碳原子数10-15的正构α烯烃，R2为碳原子数8-20的脂肪烃基，R3为碱金属。可以理解的是，R1具体可为碳原子数10、11、12、13、14、15的正构α烯烃，R2具体可为碳原子数8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20的脂肪烃基，R3为碱金属。在一优选方案中，该碱金属为钠。
上述技术方案中，本领域技术人员可根据实际现场情况调整上述组分的范围，例如阴离子表面活性剂还可以为31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%或上述范围内的任意点值，两性表面活性剂还可以为11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或上述范围内的任意点值，水溶性乳化剂还可以为11%、12%、13%、14%或上述范围内的任意点值。可以理解的是，上述技术方案中各组分不可缺少，否则对界面张力和降粘率有较大影响。
上述技术方案中，所使用的水溶性乳化剂具有特定的化学结构式，该水溶性乳化剂对稠油的具有润湿反转作用，可以将油润性岩石转化为水润性，不仅有利于原油从储层介质上的剥离，而且与其余组分复配使用，还可有利于减少渗流过程中的毛细管阻力、贾敏效应和水损伤害，从而提高原油采收率。如果换用为其它化学结构式的水溶性乳化剂则会从整体上影响产品最终的界面张力和降粘率。
作为优选，所述阴离子表面活性剂选自十四烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十二烷基酰胺磺酸钠、十四烷基酰胺磺酸钠、十六烷基硫酸酯盐和十八烷基硫酸脂盐中的至少一种。
所述两性表面活性剂选自椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、油酸丙基酰胺甜菜碱、介酸酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟黄甜菜碱、月桂酰胺丙基羟黄甜菜碱、油酸丙基酰胺羟黄甜菜碱和介酸酰胺丙基羟黄甜菜碱中的至少一种。可以理解的是，本发明所使用的阴离子表面活性剂、两性表面活性剂均为绿色环保类表面活性剂，不会对地层造成污染，且各组分间具有协同乳化作用，可有效提高降粘率。
所述助剂选自甲醇、乙醇、异丙醇和丙三醇中的至少一种。
本发明提供了一种根据上述技术方案所述的超稠原油降粘驱油剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按配方需求量称取各组分，并按照阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、水溶性乳化剂和助剂的顺序依次加入反应釜中，在温度为70-80℃的条件下加入水搅拌1-2小时，混合均匀后得到驱油剂。
可以理解的是，上述制备方法中各反应组分的加入顺序是不可以调整的，这主要是因为顺序的变化会影响该降粘剂的稳定性，以使降粘率达不到理想效果。
本发明提供一种根据上述技术方案所述的超稠原油降粘驱油剂在原油粘度＞50000mPa.s的超稠油开采中的应用。
作为优选，所述超稠原油降粘驱油剂在温度为80℃、粘度为50000mPa.s下，将超稠油的降粘率提高至95%以上。
本发明提供一种根据上述技术方案超稠原油降粘驱油剂在渗透率为10-50×10-3µm2、原油粘度＞50000mPa.s的超稠油开采中的应用。
作为优选，所述超稠原油的降粘率≥95%，界面张力＜7.8×10-2mN/m。
作为优选，使用时，将所述超稠原油降粘驱油剂配制成使用质量浓度为0.3%-1.0%的水溶液。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明提供的驱油剂体系选用阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂与水溶性乳化剂复配而成。其中，所使用的水溶性乳化剂分子可使表面活性剂在原油从油包水转化为水包油乳液，尤其对于粘度超过50000mPa.s的超稠油的降粘效果显著，可提高降粘率至95%以上，因此该体系适用于超稠原油的开采，有利于提高采收率；
2、本发明提供的驱油剂体系与联合站的破乳剂配合好，不影响降粘后的原油脱水，稳定性好，适用于低渗透油藏的稠油开采。
3、本发明提供的驱油剂体系制备方法操作简单、绿色环保无污染，是一种新型稠油降粘驱油剂产品。
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的阐述，所阐述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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。
下述实施例以及对比例中所测定的参数分别依据Q/SLCG 0257-2018稠油降粘驱油剂技术要求、SY/T 0520原油粘度测定旋转粘度计平衡法、SY/T 5370-1999表面及界面张力测定方法测定得到。
实施例1
超稠原油降粘驱油剂，以质量百分比计，其体系组分包括：阴离子表面活性剂30%（十四烷基苯磺酸钠）、两性表面活性剂11%（椰油酰胺丙基甜菜碱），水溶性乳化剂10%，助剂（乙醇）10%、其余为水（39%）。
制备方法：常温常压下，依次将阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、水溶性乳化剂、助剂和水依次加入反应釜中，温度控制在80℃，搅拌均匀，得到上述产品。
将实施例1得到的产品配成0.3%的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：80℃；
3、实验用油：某区块脱水原油（粘度50000mPa.s）；
实验结果如下表所示：
Figure 74117DEST_PATH_IMAGE004
实施例2
超稠原油降粘驱油剂，以质量百分比计，其体系组分包括：阴离子表面活性剂35%（十二烷基酰胺磺酸钠）、两性表面活性剂15%（月桂酰胺丙基甜菜碱）、水溶性乳化剂12%、助剂乙醇12%、其余为水（26%）。
制备方法同实施例1。
将实施例2所得到的产品配成0.4%的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：80℃；
3、实验用油：某区块脱水原油（粘度50000mPa.s）；
实验结果如下表所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
实施例3
超稠原油降粘驱油剂，以质量百分比计，其体系组分包括：阴离子表面活性剂40%(十六烷基苯磺酸钠)、两性表面活性剂10%(油酸丙基酰胺甜菜碱)、水溶性乳化剂13%、助剂甲醇15%、其余为水（22%）。
制备方法同实施例1。
将实施例3所得到的产品配成0.5%的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：80℃；
3、实验用油：某区块脱水原油（粘度50000mPa.s）；
实验结果如下表所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
实施例4
超稠原油降粘驱油剂，以质量百分比计，其体系组分包括：阴离子表面活性剂35%（十四烷基酰胺磺酸钠）、两性表面活性剂18%（介酸酰胺丙基甜菜碱）、水溶性乳化剂14%、助剂甲醇15%、其余为水18%。
制备方法同实施例1。
将实施例4所得到的产品配成0.4%的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：80℃；
3、实验用油：某区块脱水原油（粘度50000mPa.s）；
实验结果如下表所示：
Figure 921856DEST_PATH_IMAGE008
实施例5
超稠原油降粘驱油剂，以质量百分比计，其体系组分包括：阴离子表面活性剂45%（十六烷基硫酸酯盐）、两性表面活性剂20%（月桂酰胺丙基羟黄甜菜碱）、水溶性乳化剂12%、助剂异丙醇15%、其余为水8%。
制备方法同实施例1。
将实施例5所得到的产品配成0.3%的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：80℃；
3、实验用油：某区块脱水原油（粘度50000mPa.s）；
实验结果如下表所示：
Figure 798545DEST_PATH_IMAGE010
实施例6
超稠原油降粘驱油剂，以质量百分比计，其体系组分包括：阴离子表面活性剂40%（十八烷基硫酸脂盐）、两性表面活性剂20%(介酸酰胺丙基羟黄甜菜碱)、水溶性乳化剂13%、助剂丙三醇15%、其余为水12%。
制备方法同实施例1。
将实施例6所得到的产品配成0.5%的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：80℃；
3、实验用油：某区块脱水原油（粘度50000mPa.s）；
实验结果如下表所示：
Figure 923803DEST_PATH_IMAGE012
对比例1
将实施例5中的水溶性乳化剂去除，其余组分和制备方法均一样。
将对比例1所得到的产品配成0.3%的质量浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：80℃；
3、实验用油：某区块脱水原油（粘度50000mPa.s）；
实验结果如下表所示：
Figure 253153DEST_PATH_IMAGE014
对比例2
将实施例5中的水溶性乳化剂改为如下结构，其余组分和制备方法均一样。
Figure 530682DEST_PATH_IMAGE016
式中，其中，X、Y、Z的取值分别为1-5000中的任意整数，R1为碳原子数10-15的正构α烯烃，R2为碳原子数8-20的脂肪烃基，R3为碱金属钠。
将对比例2所得到的产品配成0.3%的质量浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：80℃；
3、实验用油：某区块脱水原油（粘度50000mPa.s）；
实验结果如下表所示：
Figure 261878DEST_PATH_IMAGE018
对比例3
将实施例1中的阴离子表面活性剂去除，其余组分和制备方法均一样。
将对比例3所得到的产品配成0.3%的质量浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：80℃；
3、实验用油：某区块脱水原油（粘度50000mPa.s）；
实验结果如下表所示：
Figure 832405DEST_PATH_IMAGE020
对比例4
将实施例2中的两性表面活性剂去除，其余组分和制备方法均一样。
将对比例4所得到的产品配成0.3%的质量浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：80℃；
3、实验用油：某区块脱水原油（粘度50000mPa.s）；
实验结果如下表所示：
Figure 789997DEST_PATH_IMAGE022
对比例5
将实施例1中的阴离子表面活性剂含量调整为46%，两性表面活性剂的用量调整为21%，水溶性乳化剂用量调整为17%，助剂乙醇用量为10%，其余为水。
将对比例5所得到的产品配成0.3%的质量浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：80℃；
3、实验用油：某区块脱水原油（粘度50000mPa.s）；
实验结果如下表所示：
Figure 589326DEST_PATH_IMAGE024
对比例6
将实施例2中的阴离子表面活性剂用量调整为28%，两性表面活性剂用量调整为8%，水溶性乳化剂用量调整为9%，助剂乙醇为12%，其余为水。
将对比例6中的产品配成0.4%的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：80℃；
3、实验用油：某区块脱水原油（粘度50000mPa.s）；
实验结果如下表所示：
Figure 925760DEST_PATH_IMAGE026
通过对比例1-6分别从各组分单一空白、各组分的超高/过低使用量以及水溶性乳化剂的替换角度进行了设置，结合实施例与对比例数据对比可知，对比例所得驱油剂的界面张力、降粘率和自然沉降脱水率明显低于实施例，这可验证说明本发明实施例提供的超稠原油降粘驱油剂存在组分上的协同作用，缺少任一组分或者换用水溶性乳化剂或者使用量不在所设定的范围内，均会对产品最终的界面张力和降粘率产生较大影响。

Claims (10)

1.超稠原油降粘驱油剂，其特征在于，以质量百分计，包括30-45%的阴离子表面活性剂、10-20%的两性表面活性剂、10-15%的水溶性乳化剂、10-15%的助剂，其余为水；
其中，所述水溶性乳化剂结构式如下：
Figure 223248DEST_PATH_IMAGE002
其中，x、y、z的取值分别为1-5000中的任意整数，R1为碳原子数10-15的正构α烯烃，R2为碳原子数8-20的脂肪烃基，R3为碱金属。
2.根据权利要求1所述的驱油剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂选自十四烷基苯磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、十二烷基酰胺磺酸钠、十四烷基酰胺磺酸钠、十六烷基硫酸酯盐和十八烷基硫酸脂盐中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的驱油剂，其特征在于，所述两性表面活性剂选自椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、油酸丙基酰胺甜菜碱、介酸酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟黄甜菜碱、月桂酰胺丙基羟黄甜菜碱、油酸丙基酰胺羟黄甜菜碱和介酸酰胺丙基羟黄甜菜碱中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的驱油剂，其特征在于，所述助剂选自甲醇、乙醇、异丙醇和丙三醇中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的超稠原油降粘驱油剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按配方需求量称取各组分，并按照阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、水溶性乳化剂和助剂的顺序依次加入反应釜中，在温度为70-80℃的条件下加入水搅拌1-2h，混合均匀后得到驱油剂。
6.根据权利要求书1-4任一项所述的超稠原油降粘驱油剂在原油粘度＞50000mPa.s的超稠油开采中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述超稠原油降粘驱油剂在温度为80℃、粘度为50000mPa.s下，所述超稠原油的降粘率≥95%。
8.根据权利要求书1-4任一项所述的超稠原油降粘驱油剂在渗透率为10-50×10-3µm2、原油粘度＞50000mPa.s的超稠油开采中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述超稠原油的降粘率≥95%，界面张力＜7.8×10-2。
10.根据权利要求6-9任一项所述的应用，其特征在于，使用时，将所述超稠原油降粘驱油剂配制成使用质量浓度为0.3%-1.0%的水溶液。
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