CN113528109B - 一种降粘剂、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种降粘剂、制备方法及其应用。本发明的降粘剂，以质量百分比计，包括以下组分：辛基苯基聚氧乙烯醚：0.1％～3％；壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠：0.1％～2％；脂肪醇聚氧乙烯醚：0.2％～3％；聚丙烯酰胺：0.1％～1.5％；碱性物质：0.01％～1.5％；水：余量。本发明的降粘剂具有优良的抗盐性以及在低温下具有较好的降粘效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种降粘剂、制备方法及其应用，属于石油开采技术领域。
背景技术
随着石油的开采，常规油田的产量已达到峰值或部分油田产量已经开始下降，面对不断增长的能源需求，石油资源的开发已逐渐向储量丰富但开发难度较大的稠油、超稠油等资源倾斜，如何实现稠油、超稠油的高效开发成为石油行业的关键问题。稠油是一类具有较多沥青质、胶质和蜡质，并且粘度较高的原油。通常把原油粘度大于50mPa.s或在油层温度下脱气原油黏度为100mPa·s的原油称为稠油。稠油由于含有较多胶质、沥青质、蜡质等，导致其粘度大、在储层和井筒等中的流动性差，开发困难，因此，稠油降粘是石油开发过程中的关键步骤。
现有技术中，出于经济性考虑，通常使用化学降粘法降低稠油的粘度。化学降粘法是利用降粘剂与稠油的相互作用达到使稠油黏度降低、流动性提高的方法。根据降粘机理，可以将化学降粘法分为乳化降粘法、油溶性降粘剂降粘法、井下水热催化裂化降粘法、微生物降粘法以及其他降粘方法，其中应用最广泛的是乳化降粘法。乳化降粘法主要是利用乳化降粘剂实现降低稠油粘度的方法。乳化降粘剂主要分为阴离子型降粘剂、阳离子型降粘剂、非离子型降粘剂和两性型降粘剂。
然而现有的降粘剂在使用过程中不可避免地面临着降粘剂与较高矿化度环境及水源发生化学反应问题，如果降粘剂与较高矿化度环境及水源发生化学反应产生沉淀，将会造成井筒的堵塞，对储层造成不可逆的损害；同时由于西北地区冬季温度较低，现有的降粘剂受温度影响其降粘效果不佳。
因此，需要提供一种具有优良的抗盐性以及在较低温度下具有较好的降粘效果的降粘剂。
发明内容
本发明提供一种降粘剂，该降粘剂具有优良的抗盐性以及在低温下具有较好的降粘效果。
本发明提供一种降粘剂的制备方法，该制备方法可以获得具有优良的抗盐性以及在低温下具有较好的降粘效果的降粘剂。
本发明提供一种稠油的降粘方法，该方法可以在低温下降低盐度高的稠油的粘度。
本发明提供一种降粘剂，以质量百分比计，包括以下组分：
如上所述的降粘剂，其中，以质量百分比计，包括以下组分：
如上所述的降粘剂，其中，所述碱性物质选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸氢钠中的至少一种。
如上所述的降粘剂，其中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚选自AEO-3、AEO-7和AEO-9中的至少一种。
本发明提供一种上述降粘剂的制备方法，其中，包括以下步骤：
将辛基苯基聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、碱性物质和水混合并搅拌得到所述降粘剂。
如上所述的制备方法，其中，搅拌转速为300～800r/min，搅拌时间为5-30min。
本发明一种稠油的降粘方法，其中，将稠油与上述的降粘剂降粘剂混合并搅拌。
如上所述的稠油的降粘方法，其中，基于所述稠油与所述降粘剂的总质量，所述降粘剂的质量百分含量大于等于25％。
如上所述的稠油的降粘方法，其中，搅拌转速为200～1000r/min，搅拌时间为5-15min；和/或，
反应温度为20-90℃。
如上所述的稠油的降粘方法，其中，所述稠油的粘度小于等于10000mPa.s。
本发明提供一种降粘剂，通过对其组分以及各组分间的比例进行限定，可以实现抗盐性及低温降粘效果的改善。
本发明提供一种降粘剂的制备方法，通过对其组分以及各组分间的比例进行限定，可以获得抗盐性及低温降粘效果好的降粘剂，并且制备方法简单，成本低。
本发明提供一种稠油的降粘方法，可以在低温下，高矿化度的环境下，实现对稠油进行有效降粘。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面对本发明实施例或相关技术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它的附图。
图1为本发明实施例22中稠油的粘度-温度变化曲线；
图2为本发明实施例12中的降粘剂在不同的温度下对稠油的降粘效果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，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。
本发明的第一方面提供一种降粘剂，以质量百分比计，包括以下组分：
本发明的降粘剂具有优良的抗盐性以及在低温下具有较好的降粘效果。基于该效果，发明人推测原因可能在于：本发明中的降粘剂将辛基苯基聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、碱性物质以及水进行特定的搭配，可以充分发挥出各组分的作用，获得具有优良的抗盐性以及在低温下具有较好的降粘效果的降粘剂。
具体的，降粘剂中的辛基苯基聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠以及脂肪醇聚氧乙烯醚的侧链含有大量的长链烷基，可以减弱稠油中胶质与沥青质之间的大分子作用力，起到主要的降粘作用；降粘剂中的聚丙烯酰胺会与壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠中的酰胺基形成氢键,显著增加聚丙烯酰胺与壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠之间的分子间相互作用力，改善降粘剂的稳定性,增加降粘剂与稠油之间油水界面膜的强度,提高降粘效果；降粘剂中的碱性物质会与稠油本身自带的石油酸反应形成石油羧酸盐表面活性物质，其与辛基苯基聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚以及聚丙烯酰胺具有协同作用，共同作用对地层及井筒中的稠油进行乳化降粘、吸附降粘，对输油管线中的稠油进行破乳降粘，有效降低稠油粘度，提高其流动性。
进一步地，本发明的降粘剂以质量百分比计，包括以下组分：
本发明对辛基苯基聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺的聚合度、分子量以及具体来源不做特别限定，可以为本领域常用的对辛基苯基聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和聚丙烯酰胺。
本发明对碱性物质以及水的具体来源不做特别限定，可以为本领域常用的碱性物质以及水。
示例性地，碱性物质选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸氢钠中的至少一种。
脂肪醇聚氧乙烯醚选自AEO-3、AEO-7和AEO-9中的至少一种。
水选自工业用水和地层水中的至少一种。
本发明的第二方面提供一种降粘剂的制备方法，包括以下步骤：
将辛基苯基聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、碱性物质和水混合并搅拌得到降粘剂。
本发明不限定各原料的加入顺序，可以同时加入进行混合，也可以依次加入进行混合。本发明也不限定各原料的混合环境，可以在反应釜中进行混合，也可以在烧杯中进行混合。
在一些实施方式中，可以将辛基苯基聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、碱性物质和水按照上述比例加入到反应釜中混合并搅拌得到降粘剂。
本发明的制备方法可以制备出具有优良的抗盐性以及在低温下具有较好的降粘效果的降粘剂。该制备方法操作简单，节约成本。
在本发明的一些实施方式中，为了更快速的获得均匀性好的降粘剂，同时提高降粘剂的生产效率和降粘效果，搅拌转速为300～800r/min，搅拌时间为5-30min。反应温度可以为20-70℃。
本发明的第三方面提供一种稠油的降粘方法，将稠油与上述的降粘剂降粘剂混合并搅拌。
本发明中，将上述的降粘剂与稠油混合并搅拌，可以在低温下降低稠油的粘度。
在本发明的一些实施方式中，为了提高降粘效果，基于稠油与降粘剂的总质量，降粘剂的质量百分含量大于等于25％。当降粘剂的质量百分含量大于等于25％时，稠油的粘度可以降低至95％以上。
进一步地，降粘剂的质量百分含量为30-50％时，可以将稠油的粘度可以降低至99％以上，使降粘剂与稠油的混合液为均一稳定的水包油型乳状液，流动性好，可以提高稠油的采收率。
在本发明的一些实施方式中，为了进一步快速降低稠油的粘度，搅拌转速为200～1000r/min，搅拌时间为5-15min。
进一步地，为了降低稠油的粘度，在搅拌之后还可以对稠油与降粘剂的混合液进行恒温水浴处理和再次搅拌。其中，恒温水浴的温度为20～90℃，进一步为30～60℃；恒温水浴的时间为1小时。再次搅拌的转速为200～500r/min；再次搅拌时间为2～5min；再次搅拌的温度与恒温水浴的温度相同。
本发明的降粘剂可以在任何温度下与稠油反应，降低稠油的粘度，在一些实施方式中，反应温度为20-90℃，降粘剂可以更充分、更快速的降低稠油的粘度。进一步地，反应温度为30℃。
本发明的降粘剂可以处理任何粘度的稠油，尤其是对粘度小于等于10000mPa.s的稠油具有很好的降粘效果。本发明的降粘剂，当与矿化度为大于50000mg/L的环境及水源接触时，降粘剂与环境或水源不会发生沉淀反应，依然具有好的降粘效果。
以下，结合具体的实施例进行具体说明。
本发明实施例及对比例中，辛基苯基聚氧乙烯醚平均分子量647，产品纯度大于99％；壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠平均分子量762；脂肪醇聚氧乙烯醚为AEO-9，平均分子量583；聚丙烯酰胺分子量为300万。
实施例1-11及对比例1-2
实施例1-11及对比例1-2的稠油降粘方法包括以下步骤：
1)制备降粘剂
将辛基苯基聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、碱性物质和水按比例加入到反应釜中混合并搅拌得到降粘剂；
水为长庆某稠油试验区块的地层水，其矿化度为59585mg/L、水型为CaCl2型，其具体成分见表1。
降粘剂的具体组成见表2。
其中，反应温度为20±1℃，搅拌转速为400r/min，搅拌时间为10min。
2)稠油降粘
分别取14份长庆区块稠油，每份42g，将每份稠油分别置于不同的烧杯中，在20±1℃的恒温水浴中恒温1h，随后使用旋转粘度计分别测试每份稠油在20±1℃时的粘度μ0，mPa.s；
向每份稠油中分别加入降粘剂28g，放入20±1℃的恒温水浴中恒温1h，将搅拌桨置于烧杯中心、距烧杯底部2～3mm处，调节搅拌桨的转速为250r/min，在恒温条件下搅拌2min，得到降粘后的稠油；
用旋转粘度计测试降粘后的稠油在20±1℃的粘度μ，mPa.s；
根据公式(1)计算稠油的降粘率f，％：
计算结果见表2。
表1
表2
由表2可以看出，与对比例1-2相比，当环境中的水的矿化度接近60000mg/L，且反应温度为20℃时，本发明实施例1-12获得的降粘剂能够明显提升对稠油的降粘效果，所以本发明的降粘剂具有较高的抗盐性以及在低温下具有很好的降粘效果。
进一步地，从实施例1-12可以看出，实施例10-12获得的降粘剂可以更进一步的提高对稠油的降粘效果。说明当各组分的质量百分比为基苯基聚氧乙烯醚：1.5％～2％，壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠：1％～1.5％，脂肪醇聚氧乙烯醚：1％～1.5％，聚丙烯酰胺：0.25％～0.5％，碱性物质：0.05％，余量为水，能够显著的提升对稠油的降粘效果，可以将稠油的粘度降至60mPa.s以下，降粘率可以达到99％以上。
实施例13-21及对比例3
实施例13-21及对比例3的稠油降粘方法与实施例12基本相同，唯一不同的是，步骤2)中降粘剂与稠油的用量不同，反应温度为25℃。相关参数见表3。
表3
表3中，降粘剂的质量百分含量指的是降粘剂在降粘剂与稠油的总质量中的占比。
从表3可以看出，随着降粘剂的质量百分含量的增加，稠油的粘度显著降低。当降粘剂的质量百分含量增加至30％以后，稠油的粘度急剧降低至86mPa.s以下，稠油的降粘率达到98.82％以上，有利于现场的开采。当降粘剂的质量百分含量大于50％之后，稠油粘度的降低幅度减缓，所以在实际生产中，可以选择降粘剂的质量百分含量为30％至50％，可以将稠油转化为均一稳定的水包油型乳状液，改善稠油的流动性，显著降低稠油粘度，进而提高采收率。
实施例22
本实施例的稠油降粘方法包括以下步骤:
1)将长庆区块稠油分为13份，将每份稠油分别置于不同的烧杯中，将不同的烧杯分别置于20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃和80℃的恒温水浴中恒温1h，随后使用旋转粘度计分别测试每份稠油的粘度μ0，mPa.s。绘制稠油的粘度-温度曲线。
图1为本发明实施例22中稠油的粘度-温度变化曲线。从图1可以看出，该稠油在20℃时具有较大的粘度，随着温度的升高，稠油的粘度降低。
2)将实施例12中的降粘剂与稠油分别在20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃和80℃下进行混合，基于降粘剂和稠油的总质量，降粘剂的质量百分含量为40％，测试不同温度下，降粘剂与稠油混合后的粘度，绘制粘度-温度曲线，图2为本发明实施例12中的降粘剂在不同的温度下对稠油的降粘效果图。从图2可以看出，本发明的降粘剂在温度为20℃时，依然具有很好的降粘效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (12)
1.一种降粘剂，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的降粘剂，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组分：
3.根据权利要求1所述的降粘剂，其特征在于，所述碱性物质选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸氢钠中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的降粘剂，其特征在于，所述碱性物质选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸氢钠中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的降粘剂，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚选自AEO-3、AEO-7和AEO-9中的至少一种。
6.一种权利要求1-5任一项所述的降粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将辛基苯基聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺、碱性物质和水混合并搅拌得到所述降粘剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，搅拌转速为300～800r/min，搅拌时间为5-30min。
8.一种稠油的降粘方法，其特征在于，将稠油与权利要求1-5任一项所述的降粘剂混合并搅拌。
9.根据权利要求8所述的稠油的降粘方法，其特征在于，基于所述稠油与所述降粘剂的总质量，所述降粘剂的质量百分含量大于等于25％。
10.根据权利要求8所述的稠油的降粘方法，其特征在于，搅拌转速为200～1000r/min，搅拌时间为5-15min；和/或，
反应温度为20-90℃。
11.根据权利要求9所述的稠油的降粘方法，其特征在于，搅拌转速为200～1000r/min，搅拌时间为5-15min；和/或，
反应温度为20-90℃。
12.根据权利要求8-11任一项所述的稠油的降粘方法，其特征在于，所述稠油的粘度小于等于10000mPa.s。
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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