CN115386359A - 稠油冷采分散吞吐降粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油开采领域，公开了稠油冷采分散吞吐降粘剂及其制备方法。该降粘剂由活性高分子、分散剂、乳化剂及水组成；所述活性高分子的合成原料包括聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚及1,3‑丙烷磺内酯；所述聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚为聚氧丙烯聚氧乙烯十八醇醚、聚氧丙烯聚氧乙烯丙三醇醚或聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚；所述分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚磺酸盐或烷基苯磺酸盐；所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。本发明降粘剂以活性高分子为主剂，以分散剂及乳化剂为辅剂，可以有效削弱沥青质之间、沥青质与胶质之间的相互作用，降低表面张力，形成水包油乳状液，从而降低体系粘度；可单独使用，也可与二氧化碳驱配套使用。

Description

稠油冷采分散吞吐降粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油开采领域，具体涉及稠油冷采分散吞吐降粘剂及其制备方法。
背景技术
在地层温度条件下相对密度超过0.92、粘度超过50mPa·s的原油属于稠油，又叫重质原油。普通稠油的粘度介于50～1×10４mPa·s；特稠油粘度在1×10４～5×10４mPa·s之间；而超稠油的粘度最大，大于5×10４mPa·s。稠油资源非常丰富，据估计世界总稠油地质储量接近1012t，具有非常巨大的开采潜力，是常规石油资源的十余倍之多。由于经济性和技术条件的制约，在现有的稠油开采条件下，可采储量大约为3000×108t。我国的稠油总量大约在198.7×108t，我国稠油总探明储量占可能储量的十分之一左右。
随着石油工业的发展，可供开采的石油资源量越来越少，要保持石油产量的不断增加，必须加强对稠油资源的开发。稠油中富含沥青质、胶质且密度大，其中沥青质、胶质含量是决定原油高粘度的本质原因。粘度高、流动性不好，给开采和运输带来了极大困难。因此，如何有效降低稠油粘度、改善稠油的流动性是解决稠油开采、运输和炼制方面的关键。稠油冷采就是石油技术人员在稠油油藏的开采实践中摸索出的重要技术方法。所谓稠油冷采是指在不依靠锅炉产生的高温高压热介质加热油层原油的条件下利用某种油层处理技术、井筒降粘技术和举升技术对稠油油藏进行开发的方法，其核心是通过各种手段降低原油的粘度，改善稠油的流动性能，提高稠油油藏的采收率。
稠油化学吞吐技术是一种经济适用的稠油冷采技术。胜利油田有很多区块原油粘度在5000～10000mPa·s，密度0.92g/L以上，开采难度大。随着热采吞吐开发，稠油区块的开采进入蒸汽吞吐多轮次开发后期，面临着油汽比低、含水上升快、周期短、套损井增多等问题，蒸汽吞吐变得不再适宜。另外，深层稠油井、边底水稠油井、区块分散地处偏远井也存在着注汽效益差的问题，不宜采取注汽吞吐。而稠油冷采吞吐降粘剂由于施工工艺简单、周期短而存在着广泛的适应性。但是普通的稠油降粘剂在储层条件下难以渗入到稠油内部分散稠油，即在无搅拌剪切情况下难以渗入到稠油内部达到分散稠油降粘的作用，所以普通降粘剂用于化学吞吐效果不理想或根本不起效果。稠油粘度高的主要原因是原油中沥青质、胶质含量高。这些原油沥青质主要通过π-π堆积、T -型作用以及和胶质之间的电性吸引产生的链间缠绕将轻质组分甚至伴生气包裹其中，导致原油高粘度。所以，我们的重点研究方向是：在无剪切搅拌条件下或微剪切搅拌下，能够渗入到稠油内部，削弱沥青质之间、沥青质与胶质之间的相互作用，降低表面张力，形成水包油乳状液，从而降低体系粘度。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种稠油冷采分散吞吐降粘剂及其制备方法，其技术方案如下：
稠油冷采分散吞吐降粘剂，由以下原料及其质量百分比组成：活性高分子占30%-35%，分散剂占15%-20%，乳化剂占5%-10%，余量为水。
所述活性高分子的合成原料包括聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚及1,3-丙烷磺内酯。
所述活性高分子的合成方法如下：反应釜内加入聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚及1,3-丙烷磺内酯，再加入碱性催化剂，氮气保护，反应釜升温至85-95℃，反应10-12h，得最终产物。
所述聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚及1,3-丙烷磺内酯的质量百分比为：聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚占二者总质量的65%-85%，1,3-丙烷磺内酯占二者总质量的15%-35%。
所述碱性催化剂为氢氧化钠。
所述氢氧化钠的加入量为聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚与1,3-丙烷磺内酯总质量的0.5%。
所述聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚为聚氧丙烯聚氧乙烯十八醇醚、聚氧丙烯聚氧乙烯丙三醇醚或聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚。
所述分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚磺酸盐或烷基苯磺酸盐。
所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
如上所述的稠油冷采分散吞吐降粘剂的制备方法，其包括以下步骤：
（1）向反应釜加入适量清水，开启搅拌；
（2）在搅拌条件下加入活性高分子，搅拌20-25分钟；
（3）在搅拌条件下加入分散剂，搅拌20-25分钟；
（4）在搅拌条件下加入乳化剂，搅拌30-35分钟，即可放料。
与现有技术相比，本发明主要具有以下有益技术效果：
1.本发明的稠油冷采分散吞吐降粘剂为活性高分子降粘剂，以具有磺酸基、羟基、脂基及苯环等官能团的活性高分子为主剂，以分散剂及乳化剂为辅剂，形成复合体系；活性高分子能够以相似相容的原理进入沥青质的层间结构，同时带入分散剂及乳化剂，可以有效削弱沥青质之间、沥青质与胶质之间的相互作用，降低表面张力，形成水包油乳状液，从而降低体系粘度。
2.本发明的稠油冷采分散吞吐降粘剂中的乳化剂能改变岩石表面的润湿性（亲油变亲水），减少原油流动孔道中的摩阻，利于原油的流动，进一步减少驱油过程中的阻力。
3.本发明的稠油冷采分散吞吐降粘剂是一种新型的化学吞吐剂，操作简便，可单独使用，也可与二氧化碳驱、氮气驱工艺配套使用，效果也更加显著。
4.本发明的稠油冷采分散吞吐降粘剂适用于深层稠油、边底水稠油因为注汽效益差的一些油井，能够大幅度节能降耗，具有良好的经济效益。
附图说明
图1为本发明的稠油冷采分散吞吐降粘剂应用于稠油冷采时的降粘过程示意图；
图2为本发明的稠油冷采分散吞吐降粘剂加二氧化碳配套措施在7-23-4374井现场试验效果图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明进行详细描述。
实施例1
稠油冷采分散吞吐降粘剂，由以下原料及其质量百分比组成：活性高分子占35%，分散剂壬基酚聚氧乙烯醚磺酸盐占20%，乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚占5%，水占40%。
活性高分子的合成方法如下：反应釜内加入聚氧丙烯聚氧乙烯十八醇醚及1,3-丙烷磺内酯（分别占二者总质量的为65%及35%），按二者总质量的0.5%加入氢氧化钠（作为催化剂），氮气保护，反应釜升温至85℃，反应10h，得最终产物。
稠油冷采分散吞吐降粘剂的制备方法如下：按照上述配方设计量，先向反应釜加入清水，开启搅拌；然后在搅拌条件下加入活性高分子，搅拌20分钟；继而在搅拌条件下加入分散剂，搅拌20分钟；最后在搅拌条件下加入乳化剂，搅拌30分钟，即可放料。
实施例2
稠油冷采分散吞吐降粘剂，由以下原料及其质量百分比组成：活性高分子占35%，分散剂烷基苯磺酸盐占20%，乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚占7%，水占38%。
活性高分子的合成方法如下：反应釜内加入聚聚氧丙烯聚氧乙烯丙三醇醚与1,3-丙烷磺内酯（分别占二者总质量的为85%及15%），按二者总质量的0.5%加入氢氧化钠（作为催化剂），氮气保护，反应釜升温至95℃，反应12h，得最终产物。
稠油冷采分散吞吐降粘剂的制备方法如下：按照上述配方设计量，先向反应釜加入清水，开启搅拌；然后在搅拌条件下加入活性高分子，搅拌25分钟；继而在搅拌条件下加入分散剂，搅拌25分钟；最后在搅拌条件下加入乳化剂，搅拌35分钟，即可放料。
实施例3
稠油冷采分散吞吐降粘剂，由以下原料及其质量百分比组成：活性高分子占35%，分散剂壬基酚聚氧乙烯醚磺酸盐占20%，乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚占10%，水占35%。
活性高分子的合成方法如下：反应釜内加入聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚与1,3-丙烷磺内酯（分别占二者总质量的为70%及30%），按二者总质量的0.5%加入氢氧化钠（作为催化剂），氮气保护，反应釜升温至90℃，反应11h，得最终产物。
稠油冷采分散吞吐降粘剂的制备方法如下：按照上述配方设计量，先向反应釜加入清水，开启搅拌；然后在搅拌条件下加入活性高分子，搅拌21分钟；继而在搅拌条件下加入分散剂，搅拌21分钟；最后在搅拌条件下加入乳化剂，搅拌31分钟，即可放料。
实施例4
稠油冷采分散吞吐降粘剂，由以下原料及其质量百分比组成：活性高分子占30%，分散剂烷基苯磺酸盐占20%，乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚占5%，水占45%。
活性高分子的合成方法如下：反应釜内加入聚氧丙烯聚氧乙烯十八醇醚与1,3-丙烷磺内酯（分别占二者总质量的为75%及25%），按二者总质量的0.5%加入氢氧化钠（作为催化剂），氮气保护，反应釜升温至87℃，反应10.5h，得最终产物。
稠油冷采分散吞吐降粘剂的制备方法如下：按照上述配方设计量，先向反应釜加入清水，开启搅拌；然后在搅拌条件下加入活性高分子，搅拌22分钟；继而在搅拌条件下加入分散剂，搅拌22分钟；最后在搅拌条件下加入乳化剂，搅拌32分钟，即可放料。
实施例5
稠油冷采分散吞吐降粘剂，由以下原料及其质量百分比组成：活性高分子占30%，分散剂壬基酚聚氧乙烯醚磺酸盐占15%，乳化剂脂肪醇聚氧乙烯醚占5%，水占50%。
活性高分子的合成方法如下：反应釜内加入聚氧丙烯聚氧乙烯丙三醇醚与1,3-丙烷磺内酯（分别占二者总质量的为80%及20%），按二者总质量的0.5%加入氢氧化钠（作为催化剂），氮气保护，反应釜升温至92℃，反应11.5h，得最终产物。
稠油冷采分散吞吐降粘剂的制备方法如下：按照上述配方设计量，先向反应釜加入清水，开启搅拌；然后在搅拌条件下加入活性高分子，搅拌23分钟；继而在搅拌条件下加入分散剂，搅拌23分钟；最后在搅拌条件下加入乳化剂，搅拌33分钟，即可放料。
检测比较例
对上述5个实施例的稠油冷采分散吞吐降粘剂在同等条件下进行检测，结果见表1。
表1 不同实施例降粘剂性能检测结果
Figure 347683DEST_PATH_IMAGE001
从表1看出，5个实施例的稠油冷采分散吞吐降粘剂综合各项指标，都比较理想；实施例5（活性高分子占30%，分散剂占15%，乳化剂占5%，水占50%）无剪切降粘率＞80%、自然沉降脱水率＞90%，抗聚并能力较好，是在保证药剂效果前提下将药剂成本控制在最低的实施例。
降粘剂评选标准按Q/SLCG 0255-2018稠油冷采吞吐降粘剂技术要求执行，其指标见表2。
表2 稠油冷采分散吞吐降粘剂技术要求
Figure 264824DEST_PATH_IMAGE002
另外，将本发明的稠油冷采分散吞吐降粘剂与目前生产通常使用的普通稠油降粘剂进行了检测对比，其主要结果见表3。
表3 本发明降粘剂与普通稠油降粘剂性能比较
Figure 109807DEST_PATH_IMAGE003
从表3明显看出，本发明的稠油冷采分散吞吐降粘剂比普通稠油降粘剂的各项指标均超出15%左右，表现出突出的优势。
现场试验例
2018年经过与工艺所沟通协调，选择7-23-4374井、8-26X311井和52-44井进行现场试验。经过三口井现场试验，冷采吞吐降粘剂+二氧化碳措施效果远优于多轮次吞吐井、边底水稠油井。
典型井1：7-23-4374，措施前日液12.2t/d，日油仅1.5t/d，含水87.7%，配套应用冷采吞吐降粘剂+二氧化碳工艺。措施后平均日液17m3，日油5.6t，含水67.2% ，开发效果显著，截止目前有效天数已达153天，周期增油856.8t。试验效果参见图2。
典型井2：8-26X311井，该井配套注入冷采吞吐降粘剂+二氧化碳。措施后平均日液32.2m3，日油1.4t，截止目前有效天数已达225天，周期增油247.1t。
典型井3：52-44井，措施前日液3.7t，日油2.2t，含水40.5%。配套实施冷采吞吐降粘剂+二氧化碳，措施后峰值日油5.3t，正常日油4.0t，截止目前已连续有效124天，累增油223.2吨。
本发明的稠油冷采分散吞吐降粘剂使用方法简介如下：
根据油井的井况，设计好药剂浓度可用联合站处理后污水配液，用泵车注入地层，焖井3-7天即可。一般采用段塞施工：①第一段塞用联合站处理后污水将降粘剂配制成5%-10%溶液，用调剖设备注入地层；②第二段塞用联合站处理后污水将降粘剂配制成0.5%-1%溶液，用调剖设备注入地层；③第三段塞用联合站处理后污水将降粘剂配制成0.3%-0.5%溶液，用调剖设备注入地层；④第四段塞顶替联合站处理后污水，用调剖设备注入地层。
本发明的稠油冷采分散吞吐降粘剂使用时的降粘过程参见图1。

Claims (10)

1.稠油冷采分散吞吐降粘剂，其特征在于，由以下原料及其质量百分比组成：活性高分子占30%-35%，分散剂占15%-20%，乳化剂占5%-10%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的稠油冷采分散吞吐降粘剂，其特征在于，所述活性高分子的合成原料包括聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚及1,3-丙烷磺内酯。
3.根据权利要求2所述的稠油冷采分散吞吐降粘剂，其特征在于，所述活性高分子的合成方法如下：反应釜内加入聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚及1,3-丙烷磺内酯，再加入碱性催化剂，氮气保护，反应釜升温至85-95℃，反应10-12h，得最终产物。
4.根据权利要求3所述的稠油冷采分散吞吐降粘剂，其特征在于，所述聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚及1,3-丙烷磺内酯的质量百分比为：聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚占二者总质量的65%-85%，1,3-丙烷磺内酯占二者总质量的15%-35%。
5.根据权利要求3所述的稠油冷采分散吞吐降粘剂，其特征在于，所述碱性催化剂为氢氧化钠。
6.根据权利要求5所述的稠油冷采分散吞吐降粘剂，其特征在于，所述氢氧化钠的加入量为聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚与1,3-丙烷磺内酯总质量的0.5%。
7.根据权利要求3所述的稠油冷采分散吞吐降粘剂，其特征在于，所述聚氧丙烯聚氧乙烯多元醇醚为聚氧丙烯聚氧乙烯十八醇醚、聚氧丙烯聚氧乙烯丙三醇醚或聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚。
8.根据权利要求1所述的稠油冷采分散吞吐降粘剂，其特征在于，所述分散剂为壬基酚聚氧乙烯醚磺酸盐或烷基苯磺酸盐。
9.根据权利要求1所述的稠油冷采分散吞吐降粘剂，其特征在于，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
10.根据权利要求1所述的稠油冷采分散吞吐降粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）向反应釜加入适量清水，开启搅拌；
（2）在搅拌条件下加入活性高分子，搅拌20-25分钟；
（3）在搅拌条件下加入分散剂，搅拌20-25分钟；
（4）在搅拌条件下加入乳化剂，搅拌30-35分钟，即可放料。
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