CN115873575B - 一种稠油降粘冷采吞吐用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技术领域，公开了一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂及其制备方法；该降粘剂由以下成分及其所占质量百分比浓度组成：α‑烯烃磺酸钠占10%‑15%，烷基硫酸钠占0.5%‑2%，椰油酰胺二乙醇胺占1%‑3%，聚乙二醇单丁醚占5%‑10%，余量为水；制备该降粘剂时，取用50℃的本区域油田采出水或50℃的工业用净化水，将各成分按其所占质量百分比浓度计算出的质量加入水溶剂中，搅均匀即形成稳定的稠油降粘冷采吞吐用降粘剂。本发明降粘剂对于稠油冷采吞吐具有很好的针对性，具有较好降粘效果，降粘率超过98%；耐温性好，老化后降粘率保持率在90%以上；1小时自然沉降脱水率超过80%；能够满足稠油降粘冷采吞吐的工艺需求。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂及其制备方法。
背景技术
稠油是一类沥青质、胶质、蜡质含量较高，粘度较大的原油。通常把相对密度大于0.92(20℃)、地层条件下原油粘度大于50mPa·s的原油称为稠油。统计结果表明，全球已证实常规石油的地质储量大约为4200×108m3，而稠油及高凝油的地质储量高达15500×108m3，约占全球石油已探明总储量的70%以上，资源极为丰富。因此稠油的高效开发具有愈发明显的意义。稠油由于含有较多沥青质、胶质、蜡质等，导致其粘度大，在储层和井筒中的流动性差，因此，稠油开发较常规石油的开发相对困难，开发过程中需要降低稠油的粘度。
现有的稠油降粘开发方式包括：稠油加热降粘、稠油掺稀降粘、稠油化学降粘或者将以上方法组合使用。其中，稠油加热降粘和稠油掺稀降粘的采油成本较高，且因油藏地质条件和区块开发情况的制约，部分稠油油藏不满足注蒸汽和掺稀开采的要求。稠油化学降粘开发，是利用降粘剂，降低稠油粘度，提高稠油的流动性，从而使稠油在地层、井筒或者管线中能够顺利流动，从而达到改善稠油的开发效果的目的。
稠油化学降粘冷采技术经过多年的研究，是一个从井筒降粘向储层发展的过程，而现有降粘剂，大多针对井筒降粘进行研究，对于井筒降粘有较好的效果，但是井筒条件和地层条件相去甚远，现有降粘剂对稠油冷采吞吐的针对性不强，降粘效果不佳，成本较高，耐温性能差，难以满足稠油冷采吞吐的需求。
例如：公告号为CN103032056B的发明专利“一种适用于超稠油开采的井筒降粘的方法和设备”，该发明涉及一种适合于超稠油开采的井筒降粘的方法及其设备，其方法包括将稀油和降粘剂的混合液注入油井底部，与稠油混合后再进行油的抽取操作；其设备包括交汇的稀油管线 (3) 和连接有储药罐 (1) 和计量泵 (2) 的降粘剂管线，交汇后的管线顺次连接地面混配器 (5) 和油井套管 (6) 的环形空间。该发明通过简单的工艺改造，利用降粘剂代替部分稀油，在对超稠油的开采过程中能取得较好的效果，节约稀油率可达70％以上，大大降低了超稠油的开采成本。
又如：公告号为CN102604621B的发明专利“一种新型高效超稠油复合降粘剂”，该发明涉及一种用于石油开采领域中超稠油开采的油溶性水溶性复合型耐温耐盐稠油降粘剂，所述复合降粘剂同时含有由油溶性降粘剂A 和水溶性降粘剂 B ；所述的油溶性降粘剂A和水溶性降粘剂B的质量比为1∶4～1∶9。该发明的复合降粘剂具有耐温(耐温140℃)耐盐(22×104mg/L)、兼具油溶性降粘剂和水溶性降粘剂的优点，降粘效果明显好于单独油溶性和水溶性降粘剂单独使用效果，适用范围宽，破乳后能够降低油相粘度，不影响破乳且对水质没有影响。用于井筒降粘，大幅度节省稀油用量，节约开采成本；用于油藏条件下稠油降粘，能够有效改善稠油/超稠原油的开采和输送性能，大幅度提高油井产量。
上述专利的降粘剂都是针对井筒降粘具有良好效果，但并不适用于稠油冷采吞吐。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂及其制备方法。该降粘剂对于稠油冷采吞吐具有很好的针对性，具有较好降粘效果，耐温性好，能够满足稠油降粘冷采吞吐的工艺需求。
本发明的技术方案如下：
一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其由以下成分及其所占质量百分比浓度组成：α-烯烃磺酸钠占10%-15%，烷基硫酸钠占0.5%-2%，椰油酰胺二乙醇胺占1%-3%，聚乙二醇单丁醚占5%-10%，余量为水。
上述技术方案可以进一步优化为：
一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，由以下成分及其所占质量百分比浓度组成：α-烯烃磺酸钠占12%，烷基硫酸钠占1%，椰油酰胺二乙醇胺占2%，聚乙二醇单丁醚占7%-9%，余量为水。
所述稠油为原油粘度在1000mPa·s-30000mPa·s的稠油；进一步，所述稠油为原油粘度在20000mPa·s的稠油。
所述α-烯烃磺酸钠是碳链长为C14-C16烯烃磺酸钠。
所述烷基硫酸钠是碳链长为C14-C16烷基硫酸钠。
所述椰油酰胺二乙醇胺是椰油酸与二乙醇胺的反应物。
所述聚乙二醇单丁醚中乙二醇的单体数量为2-5。
所述水包括本区域油田采出水和/或工业用净化水。
一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂的制备方法，其包括以下步骤：
（1）水溶剂准备：取用50℃的本区域油田采出水或50℃的工业用净化水；
（2）溶质加入：将α-烯烃磺酸钠、烷基硫酸钠、椰油酰胺二乙醇胺、聚乙二醇单丁醚按其所占质量百分比浓度计算出的质量加入到步骤（1）的水溶剂中；
（3）均匀搅拌：在搅拌速度为300～400r/min的条件下搅拌30min～60min，均匀混合后即形成稳定的稠油降粘冷采吞吐用降粘剂。
具体来讲，与现有技术相比，本发明主要以下显著优势：
1.本发明降粘剂具有优异的降粘性能，粘度为10000mPa·s-30000mPa·s的原油降粘率超过98%。
2.本发明降粘剂耐温性能好，100℃条件下老化24小时后降粘率保持率在90%以上，适用于多轮次热采后周期效果逐渐变差且地层余温较高的稠油储层。
3.本发明降粘剂具有良好的自然沉降脱水能力，1小时自然沉降脱水率超过80%
4.本发明降粘剂亲水亲油基团共存，具有很好的分散性能，能够充分分散在原油和地层水中，增加与原油的接触面积。
5.通过现场试验表明，使用本发明降粘剂的稠油降粘冷采吞吐措施有效率高，增产效果好。
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、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
为了方便本领域技术人员更好地理解本发明实施例，在介绍实施例之前，首先将有关降粘剂性能的测试方法简介如下：
一、降粘率测试方法
1.将稠油在50℃的恒温水浴中恒温1 h，搅拌去除其中的游离水和气泡，在20 s内用粘度计测定其50 ℃时的粘度μ0。
2.配制含3％NaCl和0.3％CaCl2的盐溶液，用盐溶液将降粘剂样品配成质量分数为1％的溶液。
3.称取280g（精确至0.01g）稠油油样于烧杯中，加入120g（精确至0.01g）配制的样品溶液；放入50℃的恒温水浴中，恒温1h；将搅拌桨置于烧杯中心，并距底部（2～3）mm处，调节转速为250r/min，在恒温的条件下搅拌2min。在20s内迅速用旋转粘度计测定50℃时的粘度μ。
4.结果按式计算：f=（（μ0-μ）/μ0）×100%
f —— 降粘率；
μ0 —— 50℃时稠油油样的粘度，mPa·s；
μ—— 加入样品溶液后稠油乳液的粘度，mPa·s。
二、降粘剂的耐温性能测试方法
1.用量筒量取120.0mL用上述盐溶液配制的1%样品溶液，倒入高温高压热处理容器中，密封后置于恒温箱中，在（100±2）℃下烘24h 取出，冷却后得到老化处理试样备用。
2.用上述降粘率测试方法测试降粘剂老化后的降粘率。
3.结果按式计算：k=f1/f0×100%
k——降粘率保持率；
f1 ——样品溶液100℃高温老化后的降粘率；
f0 ——样品溶液常温下的降粘率。
三、自然沉降脱水率测试方法
1.取测试降粘率同方法制备的稠油乳液300mL，分别迅速加入100mL具塞量筒或具塞刻度试管中，然后在恒温水浴中静置放置60 min，沉降脱水温度应与降粘率试验温度一致。读取量筒下部出水体积V。
2.自然沉降脱水率计算公式：S=（V/30）×100%
式中：
S——自然沉降脱水率；
V—— 稠油乳液静置后的脱水体积，mL；
30——100mL稠油乳液的含水量，mL。
下面具体介绍几个实施例
下列各个实施例中的原料均选自市售常规产品。
实施例1
一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其由以下成分及其所占质量百分比浓度组成：α-烯烃磺酸钠占10%，烷基硫酸钠占0.5%，椰油酰胺二乙醇胺占2%，聚乙二醇单丁醚占7%，余量为水。
其中：
α-烯烃磺酸钠是碳链长为C14-C16烯烃磺酸钠。
烷基硫酸钠是碳链长为C14-C16烷基硫酸钠。
椰油酰胺二乙醇胺是椰油酸与二乙醇胺的反应物。
聚乙二醇单丁醚中乙二醇的单体数量为2-5。
水包括本区域油田采出水和/或工业用净化水。
其制备方法包括以下步骤：
（1）水溶剂准备：取用50℃的本区域油田采出水或50℃的工业用净化水；
（2）溶质加入：将α-烯烃磺酸钠、烷基硫酸钠、椰油酰胺二乙醇胺、聚乙二醇单丁醚按其所占质量百分比浓度计算出的质量加入到步骤（1）的水溶剂中；
（3）均匀搅拌：在搅拌速度为300r/min的条件下搅拌60min，均匀混合后即形成稳定的稠油降粘冷采吞吐用降粘剂。
取制得的降粘剂按照上述降粘率测试方法作用于粘度为10000mPa·s的稠油，降粘后混合液粘度为125mPa·s，降粘率为98.8%。
取制得的降粘剂按照上述老化方法老化后，按照上述降粘率测试方法作用于粘度为10000 mPa·s的稠油，降粘后混合液粘度为245mPa·s，降粘率97.6%，降粘率保持率为98.8%。
将本实例中混合液按照上述自然沉降脱水率的测试方法测自然沉降脱水率为91%。
实例2
一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其由以下成分及其所占质量百分比浓度组成：α-烯烃磺酸钠占12%，烷基硫酸钠占1%，椰油酰胺二乙醇胺占2%，聚乙二醇单丁醚占9%，余量为水。
其中：
α-烯烃磺酸钠是碳链长为C14-C16烯烃磺酸钠。
烷基硫酸钠是碳链长为C14-C16烷基硫酸钠。
椰油酰胺二乙醇胺是椰油酸与二乙醇胺的反应物。
聚乙二醇单丁醚中乙二醇的单体数量为2-5。
水包括本区域油田采出水和/或工业用净化水。
其制备方法包括以下步骤：
（1）水溶剂准备：取用50℃的本区域油田采出水或50℃的工业用净化水；
（2）溶质加入：将α-烯烃磺酸钠、烷基硫酸钠、椰油酰胺二乙醇胺、聚乙二醇单丁醚按其所占质量百分比浓度计算出的质量加入到步骤（1）的水溶剂中；
（3）均匀搅拌：在搅拌速度为300r/min的条件下搅拌60min，均匀混合后即形成稳定的稠油降粘冷采吞吐用降粘剂。
取制得的降粘剂按照上述降粘率测试方法作用于粘度为20000mPa•s的稠油，降粘后混合液粘度为224mPa•s，降粘率为98.9%。
取制得的降粘剂按照上述老化方法老化后，按照上述降粘率测试方法作用于粘度为20000 mPa•s的稠油，降粘后混合液粘度为325mPa•s，降粘率96.8%，降粘率保持率为97.9%。
将本实例中混合液按照上述自然沉降脱水率的测试方法测自然沉降脱水率为92%。
实例3
一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其由以下成分及其所占质量百分比浓度组成：α-烯烃磺酸钠占15%，烷基硫酸钠占0.5%，椰油酰胺二乙醇胺占2%，聚乙二醇单丁醚占7%，余量为水。
其中：
α-烯烃磺酸钠是碳链长为C14-C16烯烃磺酸钠。
烷基硫酸钠是碳链长为C14-C16烷基硫酸钠。
椰油酰胺二乙醇胺是椰油酸与二乙醇胺的反应物。
聚乙二醇单丁醚中乙二醇的单体数量为2-5。
水包括本区域油田采出水和/或工业用净化水。
其制备方法包括以下步骤：
（1）水溶剂准备：取用50℃的本区域油田采出水或50℃的工业用净化水；
（2）溶质加入：将α-烯烃磺酸钠、烷基硫酸钠、椰油酰胺二乙醇胺、聚乙二醇单丁醚按其所占质量百分比浓度计算出的质量加入到步骤（1）的水溶剂中；
（3）均匀搅拌：在搅拌速度为300r/min的条件下搅拌60min，均匀混合后即形成稳定的稠油降粘冷采吞吐用降粘剂。
取制得的降粘剂按照上述降粘率测试方法作用于粘度为30000mPa•s的稠油，降粘后混合液粘度为421mPa•s，降粘率为98.6%。
取制得的降粘剂按照上述老化方法老化后，按照上述降粘率测试方法作用于粘度为30000 mPa•s的稠油，降粘后混合液粘度为525mPa•s，降粘率98.3%，降粘率保持率为99.7%。
将本实例中混合液按照上述自然沉降脱水率的测试方法测自然沉降脱水率为92%。
实施例4
一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其由以下成分及其所占质量百分比浓度组成：α-烯烃磺酸钠占10%，烷基硫酸钠占0.5%，椰油酰胺二乙醇胺占1%，聚乙二醇单丁醚占5%，余量为水。
其中：
α-烯烃磺酸钠是碳链长为C14-C16烯烃磺酸钠。
烷基硫酸钠是碳链长为C14-C16烷基硫酸钠。
椰油酰胺二乙醇胺是椰油酸与二乙醇胺的反应物。
聚乙二醇单丁醚中乙二醇的单体数量为2-5。
水包括本区域油田采出水和/或工业用净化水。
其制备方法包括以下步骤：
（1）水溶剂准备：取用50℃的本区域油田采出水或50℃的工业用净化水；
（2）溶质加入：将α-烯烃磺酸钠、烷基硫酸钠、椰油酰胺二乙醇胺、聚乙二醇单丁醚按其所占质量百分比浓度计算出的质量加入到步骤（1）的水溶剂中；
（3）均匀搅拌：在搅拌速度为400r/min的条件下搅拌30min，均匀混合后即形成稳定的稠油降粘冷采吞吐用降粘剂。
取制得的降粘剂按照上述降粘率测试方法作用于粘度为10000mPa·s的稠油，降粘后混合液粘度为165mPa·s，降粘率为98.3%。
取制得的降粘剂按照上述老化方法老化后，按照上述降粘率测试方法作用于粘度为10000 mPa·s的稠油，降粘后混合液粘度为266mPa·s，降粘率97.3%，降粘率保持率为99.0%。
将本实例中混合液按照上述自然沉降脱水率的测试方法测自然沉降脱水率为88%。
实施例5
一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其由以下成分及其所占质量百分比浓度组成：α-烯烃磺酸钠占10%，烷基硫酸钠占2%，椰油酰胺二乙醇胺占3%，聚乙二醇单丁醚占5%，余量为水。
其中：
α-烯烃磺酸钠是碳链长为C14-C16烯烃磺酸钠。
烷基硫酸钠是碳链长为C14-C16烷基硫酸钠。
椰油酰胺二乙醇胺是椰油酸与二乙醇胺的反应物。
聚乙二醇单丁醚中乙二醇的单体数量为2-5。
水包括本区域油田采出水和/或工业用净化水。
其制备方法包括以下步骤：
（1）水溶剂准备：取用50℃的本区域油田采出水或50℃的工业用净化水；
（2）溶质加入：将α-烯烃磺酸钠、烷基硫酸钠、椰油酰胺二乙醇胺、聚乙二醇单丁醚按其所占质量百分比浓度计算出的质量加入到步骤（1）的水溶剂中；
（3）均匀搅拌：在搅拌速度为400r/min的条件下搅拌30min，均匀混合后即形成稳定的稠油降粘冷采吞吐用降粘剂。
取制得的降粘剂按照上述降粘率测试方法作用于粘度为20000mPa·s的稠油，降粘后混合液粘度为277mPa·s，降粘率为98.6%。
取制得的降粘剂按照上述老化方法老化后，按照上述降粘率测试方法作用于粘度为20000 mPa·s的稠油，降粘后混合液粘度为302mPa·s，降粘率97.7%，降粘率保持率为99.1%。
将本实例中混合液按照上述自然沉降脱水率的测试方法测自然沉降脱水率为90%。
实施例6
一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其由以下成分及其所占质量百分比浓度组成：α-烯烃磺酸钠占10%，烷基硫酸钠占2%，椰油酰胺二乙醇胺占1%，聚乙二醇单丁醚占10%，余量为水。
其中：
α-烯烃磺酸钠是碳链长为C14-C16烯烃磺酸钠。
烷基硫酸钠是碳链长为C14-C16烷基硫酸钠。
椰油酰胺二乙醇胺是椰油酸与二乙醇胺的反应物。
聚乙二醇单丁醚中乙二醇的单体数量为2-5。
水包括本区域油田采出水和/或工业用净化水。
其制备方法包括以下步骤：
（1）水溶剂准备：取用50℃的本区域油田采出水或50℃的工业用净化水；
（2）溶质加入：将α-烯烃磺酸钠、烷基硫酸钠、椰油酰胺二乙醇胺、聚乙二醇单丁醚按其所占质量百分比浓度计算出的质量加入到步骤（1）的水溶剂中；
（3）均匀搅拌：在搅拌速度为400r/min的条件下搅拌30min，均匀混合后即形成稳定的稠油降粘冷采吞吐用降粘剂。
取制得的降粘剂按照上述降粘率测试方法作用于粘度为10000mPa·s的稠油，降粘后混合液粘度为132mPa·s，降粘率为98.7%。
取制得的降粘剂按照上述老化方法老化后，按照上述降粘率测试方法作用于粘度为10000 mPa·s的稠油，降粘后混合液粘度为255mPa·s，降粘率97.4%，降粘率保持率为98.4%。
将本实例中混合液按照上述自然沉降脱水率的测试方法测自然沉降脱水率为87%。
Claims (10)
1.一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其特征在于,由以下成分及其所占质量百分比浓度组成：α-烯烃磺酸钠占10%-15%，烷基硫酸钠占0.5%-2%，椰油酰胺二乙醇胺占1%-3%，聚乙二醇单丁醚占5%-10%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其特征在于,由以下成分及其所占质量百分比浓度组成：α-烯烃磺酸钠占12%，烷基硫酸钠占1%，椰油酰胺二乙醇胺占2%，聚乙二醇单丁醚占7%-9%，余量为水。
3.根据权利要求1所述的一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其特征在于,所述稠油为原油粘度在1000mPa·s-30000mPa·s的稠油。
4.根据权利要求3所述的一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其特征在于,所述稠油为原油粘度在20000mPa·s的稠油。
5.根据权利要求1所述的一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其特征在于,所述α-烯烃磺酸钠是碳链长为C14-C16烯烃磺酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其特征在于,所述烷基硫酸钠是碳链长为C14-C16烷基硫酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其特征在于,所述椰油酰胺二乙醇胺是椰油酸与二乙醇胺的反应物。
8.根据权利要求1所述的一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其特征在于,所述聚乙二醇单丁醚中乙二醇的单体数量为2-5。
9.根据权利要求1所述的一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂，其特征在于,所述水包括本区域油田采出水和/或工业用净化水。
10.根据权利要求9所述的一种稠油降粘冷采吞吐用降粘剂的制备方法，其特征在于,包括以下步骤：
（1）水溶剂准备：取用50℃的本区域油田采出水或50℃的工业用净化水；
（2）溶质加入：将α-烯烃磺酸钠、烷基硫酸钠、椰油酰胺二乙醇胺、聚乙二醇单丁醚按其所占质量百分比浓度计算出的质量加入到步骤（1）的水溶剂中；
（3）均匀搅拌：在搅拌速度为300～400r/min的条件下搅拌30min～60min，均匀混合即形成稳定的稠油降粘冷采吞吐用降粘剂。
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