CN115261004B - 一种稠油降粘剂及其制备方法 - Google Patents

一种稠油降粘剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种稠油降粘剂及其制备方法，降粘剂的制备原料包括5‑25%阴离子表面活性剂、0‑15%烷基硅油、非离子表面活性剂补充余量。通过壬基酚聚氧乙烯醚和长链烷基硅油、氟碳阴离子表面活性剂的复配使用，提高降粘剂使用后稠油的乳化稳定性和流动性，对于稠油具有十分显著的降粘效果。本发明所述的降粘剂在较低使用量的条件下，降粘率可以达到98%以上，而且在常温下的降粘效果非常理想，同时还可以大大改善稠油地面低温管输问题，管输温度低于20℃时原油仍然具有良好的流动性。

Description

一种稠油降粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油化工领域，更具体涉及一种稠油降粘剂及其制备方法。
背景技术
稠油是相对于常规石油来说，胶质和沥青质含量更高的石油，流动性差、粘度高、且容易与油藏地层亲合，开采难度大的一类石油。目前较成熟的稠油开采方式是蒸汽热采、火烧油藏、化学物质降粘等方法，但是在温度较低的环境中，稠油的开采不利，使用后乳化稳定性不高，不利于低温管运输。
中国专利CN106520102B公开了一种降低稠油粘度的组合物，包括非极性溶剂20-30%、5-10%表面活性剂和余量的水，该组合物溶解度高、溶解稳定、不存在闪点，操作安全。中国专利CN106318357B公开了一种稠油降粘剂，包括烯类酰胺聚合物、烷基芳基磺酸和低级醇，通过降低高金属含量稠油中金属离子与杂质的缔合，提高金属离子的游离程度，降低高金属含量稠油的粘度。
本发明公开一种稠油降粘剂及其制备方法，可以用低于常规降粘剂使用量的加入量，达到更高的降粘率。
发明内容
本发明第一个方面提出了一种稠油降粘剂，制备原料按重量百分比剂，包括5-25%阴离子表面活性剂、1-15%烷基硅油、非离子表面活性剂补充余量。
在一种优选的实施方式中，所述制备原料按重量百分比计，包括10-20%阴离子表面活性剂、1-10%烷基硅油、非离子表面活性剂补充余量。
在一种优选的实施方式中，所述制备原料按重量百分比计，包括15%阴离子表面活性剂、5%烷基硅油、非离子表面活性剂补充余量。
在一种优选的实施方式中，所述阴离子表面活性剂选自氨基酸型阴离子表面活性剂、硫酸盐型表面活性剂、硫酸酯盐型表面活性剂、氟碳阴离子表面活性剂、磺酸酯盐型表面活性剂中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述阴离子表面活性剂选自氨基酸型阴离子表面活性剂、硫酸盐型表面活性剂、氟碳阴离子表面活性剂中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述氨基酸型阴离子表面活性剂选自月桂酰基氨酸钠、肉豆蔻酰谷氨酸钠、椰子油脂肪酸酰基甘氨酸钾、椰子油脂肪酸酰基谷氨酸二钠中的至少一种。更优选的，所述氨基酸型阴离子表面活性剂为月桂酰基氨酸钠。
在一种优选的实施方式中，所述硫酸盐型表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十二醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十六醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的至少一种。更优选的，所述硫酸盐型表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
在一种优选的实施方式中，所述氟碳阴离子表面活性剂在100ppm浓度下的表面张力为20-25mN/m，在100ppm浓度下的界面张力为0.85-4.5mN/m。
在一种优选的实施方式中，所述氟碳阴离子表面活性剂在100ppm浓度下的表面张力为23mN/m，在100ppm浓度下的界面张力为0.85-2.5mN/m。更优选的，所述100ppm浓度下的表面张力为20-25mN/m，在100ppm浓度下的界面张力为1mN/m。
在一种优选的实施方式中，所述非离子表面活性剂选自长链脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基醇酰胺、聚氧乙烯烷基胺、脂肪酸聚氧乙烯酯中的至少一种。
在一种优选的实施方式中，所述非离子表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、长链脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯中的至少一种。更优选的，所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
在一种优选的实施方式中，所述烷基酚聚氧乙烯醚优选为壬基酚聚氧乙烯醚。
在一种优选的实施方式中，所述壬基酚聚氧乙烯醚中壬基酚与环氧乙烷加成的摩尔比为1：（2.0-13）。优选的，所述壬基酚聚氧乙烯醚中壬基酚与环氧乙烷加成的摩尔比为1：（8-13），更优选的，所述壬基酚聚氧乙烯醚中壬基酚与环氧乙烷加成的摩尔比为1：（9.5-10）。更优选的，所述壬基酚聚氧乙烯醚的型号为PANNOX110PH，购买于南京北化化工有限公司。
在一种优选的实施方式中，所述阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的重量比为（1-2）：（7-9）。
在一种优选的实施方式中，所述阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的重量比为1.5:8。
在一种优选的实施方式中，所述烷基硅油中烷烃基的碳原子数大于12。
在一种优选的实施方式中，所述烷基硅油选自长链烷基硅油和/或长链烷基芳基硅油。更优选的，所述烷基硅油为长链烷基硅油。
在本申请中，申请人偶然发现，当采用壬基酚与环氧乙烷加成的摩尔比为1：（9.5-10）加成得到的壬基酚聚氧乙烯醚作为降粘剂，在稠油油藏开采过程中，通过亲水亲油能力的改变，有效降低了稠油的粘度，也特别适合用于低温稠油开采或者是常温稠油的降粘，但是申请人发现，壬基酚聚氧乙烯醚的大量加入，容易导致泡沫的出现，申请人偶然发现，把壬基酚聚氧乙烯醚和长链烷基硅油、氟碳阴离子表面活性剂进行复配使用，不仅可以改善泡沫现象，还可以进一步提高降粘剂使用后稠油的乳化稳定性和流动性，申请人推测可能的原因是长链烷基硅油、氟碳阴离子表面活性剂的加入通过多重疏水基团的作用，将稠油从油包水形式的乳液转变成乳化颗粒更小的水包油型乳液，极大程度上的降低了加入降粘剂的稠油的表面张力，促进稠油中气体的散溢，进一步提高了稠油的流动性。
在一种优选的实施方式中，所述长链烷基硅油的25℃下的粘度为100-5000cps。更优选的，所述长链烷基硅油的25℃下的粘度为800-1200cps。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明所述的降粘剂通过壬基酚聚氧乙烯醚和长链烷基硅油、氟碳阴离子表面活性剂的复配使用，提高降粘剂使用后稠油的乳化稳定性和流动性，对于稠油具有十分显著的降粘效果。本发明所述的降粘剂在较低使用量的条件下，降粘率可以达到98%以上，而且在常温下的降粘效果非常理想，同时还可以大大改善稠油地面低温管输问题，管输温度低于20℃时原油仍然具有良好的流动性。
附图说明
图1为本申请实施例1制备得到的降粘剂在50℃条件下按照稠油和降粘剂溶液体积比为7:3，进行稠油自然沉降脱水率测试实验记录图。
图2为本申请实施例1制备得到的降粘剂配制成的不同浓度降粘剂溶液的温度-黏度曲线。
具体实施方式
实施例1
本实施例第一个方面提出了一种稠油降粘剂，制备原料按重量百分比剂，包括：壬基酚聚氧乙烯醚80%、长碳链烷基硅油5%、氟碳阴离子表面活性剂15%。
其中壬基酚聚氧乙烯醚的壬基酚与环氧乙烷加成的摩尔比为1：（9.5-10），型号为PANNOX110PH，购买于南京北化化工有限公司。
长碳链烷基硅油25℃下的粘度为800-1200cps，碳原子数大于12，型号为DY-A601-12B，购买于山东大易化工有限公司。
氟碳阴离子表面活性剂在100ppm浓度下的表面张力为23mN/m，在100ppm浓度下的界面张力为1mN/m，型号为YTY-71氟碳表面活性剂，购买于陕西驭腾新工业技术开发集团有限公司。
本实施例第二个方面提出了一种稠油降粘剂的制备方法，包括以下步骤：将壬基酚聚氧乙烯醚、长碳链烷基硅油、氟碳阴离子表面活性剂均匀搅拌，即得。
将实施例1制备得到的降粘剂与水配置成降粘剂溶液，降粘剂溶液中降粘剂质量浓度为0.3%，将降粘剂溶液与稠油按照体积比为3:7的比例，在50℃下进行稠油自然沉降脱水率测试，测试结果如图1所示，自然沉降10min后脱水9ml，自然沉降20min后脱水23ml，自然沉降30min后脱水33ml，自然沉降40min后脱水42ml，自然沉降60min后脱水46ml，自然沉降90min后，脱水48ml。
将实施例1制备得到的降粘剂与采出水配置成具有浓度梯度的降粘剂溶液，降粘剂溶液中降粘剂的质量浓度分别为0.1%，0.3%和0.5%，将开采出的原油和降粘剂溶液按照体积比为7:3的比例混合均匀，于不同温度条件下测试原油的粘度，测试结果如图2所示，原油粘度的温度敏感区域为30-40℃，随着降粘剂溶液中降粘剂质量浓度的增加，原油粘度的温度敏感性降低，原油粘度降低。
实施例2
本实施例第一个方面提出了一种稠油降粘剂，制备原料按重量百分比剂，包括：壬基酚聚氧乙烯醚80%、长碳链烷基硅油5%、氟碳阴离子表面活性剂15%。
其中壬基酚聚氧乙烯醚的壬基酚与环氧乙烷加成的摩尔比为1：3，型号为PANNOX13，购买于南京北化化工有限公司。
长碳链烷基硅油的25℃下的粘度为800-1200cps，碳原子数大于12，型号为DY-A601-12B，购买于山东大易化工有限公司。
氟碳阴离子表面活性剂在100ppm浓度下的表面张力为23mN/m，在100ppm浓度下的界面张力为1mN/m，型号为YTY-71氟碳表面活性剂，购买于陕西驭腾新工业技术开发集团有限公司。
本实施例第二个方面提出了一种稠油降粘剂的制备方法，包括以下步骤：将壬基酚聚氧乙烯醚、长碳链烷基硅油、氟碳阴离子表面活性剂均匀搅拌，即得。
实施例3
本实施例第一个方面提出了一种稠油降粘剂，制备原料按重量百分比剂，包括：壬基酚聚氧乙烯醚80%、长碳链烷基硅油5%、十二烷基硫酸钠7%、月桂酰肌氨酸钠8%。
其中壬基酚聚氧乙烯醚的壬基酚与环氧乙烷加成的摩尔比为1：（9.5-10），型号为PANNOX110PH，购买于南京北化化工有限公司。
长碳链烷基硅油的25℃下的粘度为800-1200cps，碳原子数大于12，型号为DY-A601-12B，购买于山东大易化工有限公司。
本实施例第二个方面提出了一种稠油降粘剂的制备方法，包括以下步骤：将壬基酚聚氧乙烯醚、长碳链烷基硅油、十二烷基硫酸钠、月桂酰肌氨酸钠均匀搅拌，即得。
实施例4
一种稠油降粘剂，制备原料按重量百分比剂，包括：十二烷基酚聚氧乙烯醚60%、长碳链烷基硅油15%、氟碳阴离子表面活性剂25%。
其中壬基酚聚氧乙烯醚的壬基酚与环氧乙烷加成的摩尔比为1：3，型号为PANNOX13，购买于南京北化化工有限公司。
长碳链烷基硅油的25℃下的粘度为800-1200cps，碳原子数大于12，型号为DY-A601-12B，购买于山东大易化工有限公司。
氟碳阴离子表面活性剂在100ppm浓度下的表面张力为23mN/m，在100ppm浓度下的界面张力为1mN/m，型号为YTY-71氟碳表面活性剂，购买于陕西驭腾新工业技术开发集团有限公司。
本实施例第二个方面提出了一种稠油降粘剂的制备方法，包括以下步骤：将壬基酚聚氧乙烯醚、长碳链烷基硅油、氟碳阴离子表面活性剂均匀搅拌，即得。
实施例5
一种稠油降粘剂，制备原料按重量百分比剂，包括：十二烷基酚聚氧乙烯醚94%、长碳链烷基硅油1%、氟碳阴离子表面活性剂5%。
其中壬基酚聚氧乙烯醚的壬基酚与环氧乙烷加成的摩尔比为1：3，型号为PANNOX13，购买于南京北化化工有限公司。
长碳链烷基硅油的25℃下的粘度为800-1200cps，碳原子数大于12，型号为DY-A601-12B，购买于山东大易化工有限公司。
氟碳阴离子表面活性剂在100ppm浓度下的表面张力为23mN/m，在100ppm浓度下的界面张力为1mN/m，型号为YTY-71氟碳表面活性剂，购买于陕西驭腾新工业技术开发集团有限公司。
本实施例第二个方面提出了一种稠油降粘剂的制备方法，包括以下步骤：将壬基酚聚氧乙烯醚、长碳链烷基硅油、氟碳阴离子表面活性剂均匀搅拌，即得。
实施例6
一种稠油降粘剂，制备原料按重量百分比剂，包括：鲸蜡醇聚氧乙烯醚80%、长碳链烷基硅油5%、氟碳阴离子表面活性剂15%。
其中鲸蜡醇聚氧乙烯醚型号为S-185，购买于江苏省海安石油化工厂。
长碳链烷基硅油的25℃下的粘度为800-1200cps，碳原子数大于12，型号为DY-A601-12B，购买于山东大易化工有限公司。
氟碳阴离子表面活性剂在100ppm浓度下的表面张力为23mN/m，在100ppm浓度下的界面张力为1mN/m，型号为YTY-71氟碳表面活性剂，购买于陕西驭腾新工业技术开发集团有限公司。
本实施例第二个方面提出了一种稠油降粘剂的制备方法，包括以下步骤：将壬基酚聚氧乙烯醚、长碳链烷基硅油、氟碳阴离子表面活性剂均匀搅拌，即得。
性能测试
将实施例1制备得到的稠油降粘剂用于河口八区稠油开采的稠油降粘：原油的油温63℃，原油的粘度为4185mPa.s。原油40℃粘度为11308mPa.s，原油温度20℃粘度为58785mPa.s。根据GB/T 8929-2006检测，得到原油水含量为33.83%。
将实施例1制备得到的稠油降粘剂与地层水配制成不同浓度的降粘剂溶液，在40℃下，按照稠油和降粘剂溶液体积比为7:3，进行降粘剂降粘测试，测试仪器为博勒飞DV-2T，数据记录在表1中。
表1
Figure 677314DEST_PATH_IMAGE001
将实施例1-6制备得到的降粘剂配制成质量浓度为0.3%的降粘剂溶液，在50℃下，按照稠油和降粘剂溶液体积比为7:3，进行稠油自然沉降脱水率测试，数据记录在表2中。
表2
Figure 814641DEST_PATH_IMAGE002

Claims (3)

1.一种稠油降粘剂，其特征在于，制备原料按重量百分比计，包括10-20%阴离子表面活性剂、1-10%烷基硅油、非离子表面活性剂补充余量；所述烷基硅油中烷烃基的碳原子数大于12；
所述阴离子表面活性剂为氟碳阴离子表面活性剂；所述氟碳阴离子表面活性剂在100ppm浓度下的表面张力为20-25mN/m，在100ppm浓度下的界面张力为0.85-4.5mN/m；
所述非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚，所述壬基酚聚氧乙烯醚中壬基酚与环氧乙烷加成的摩尔比为1：（3.0-10）。
2.根据权利要求1所述的稠油降粘剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的重量比为（1-2）：（7-9）。
3.一种根据权利要求1-2任一项所述的稠油降粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将非离子表面活性剂、烷基硅油、阴离子表面活性剂均匀搅拌，即得。
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