CN116083068B - 一种稠油降粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种稠油降粘剂及其制备方法，属于降粘剂技术领域。包括：聚合物、非离子表面活性剂、烃油、β‑环糊精、醇、水；所述聚合物的结构式如下所示，式中，a=10‑100；b=10‑100；c=10‑100；d=10‑100。本发明制得的稠油降粘剂降粘效果佳，具有很好的耐温、耐盐、耐剪切效果，成本低，用量小，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及降粘剂技术领域，具体涉及一种稠油降粘剂及其制备方法。
背景技术
随着石油需求的不断增加，普通原油不断消耗，稠油资源越来越为人们所重视。稠油在世界范围内的储量相当丰富，巨大的资源量使稠油有望成为21世纪的主要能源，然而稠油资源的开发利用仍面临诸多难题，其中之一就是稠油中的胶质和沥青质含量高，使其粘度大、流动性差，导致开采困难、采收率较低。
掺稀降粘是一种广泛使用的稠油开采工艺。这种工艺以馏分油、稀原油或其它有机溶剂为稀释剂，注入井筒与稠油混合，使其粘度大幅降低、流动性提高，达到可开采的程度。根据现有研究，原油粘度通常在400mPa·s以下才能进行开采和输送。对于一些超稠油、特稠油，例如塔河稠油，其粘度大多在50000mPa·s以上，需要加入大量稀释剂才能达到正常生产所要求的粘度。稀释剂的用量是决定稠油开采经济性的一个重要指标。以降低稀释剂用量为目的的油溶性降粘剂的研制已广泛开展，但大多仅限于实验室研究和现场试验阶段。工业生产要求油溶性降粘剂具有较高的替代效率，加入少量的降粘剂就可替代大量稀释剂，已有报道的油溶性降粘剂大都无法满足要求。
CN101875838A公开了一种油溶性降粘剂及其制备方法，该油溶性降粘剂的原料组成包括主剂和溶剂，该主剂包括质量比3：1：1至3：3：3的动物脂、芳烃和含有酸酐的烯烃。该油溶性降粘剂能够一定程度上降低稠油粘度，但是降粘剂的主剂合成过程涉及到聚合反应，比较难控制反应程度，反应产物的聚合度对降粘剂的效果影响较大。
CN102618245A公开了一种新型乳化降粘剂，由石油磺酸盐63-65份，阴离子表面活性剂9-15份，pH值调节剂20-30份，所述pH值调节剂是烧碱与水按照重量份配比为50:50混合而制成。该乳化降粘剂虽然一定程度上克服了油溶性降粘剂的缺点，具有抗矿盐能力强，能使稠油从油包水的乳化状态转变为水包油乳液，乳化后的稠油粘度低，但是，形成的水包油型乳液增加了采出液后续破乳的难度，并且碱的加入容易对注入设备产生腐蚀。
发明内容
本发明的目的在于提出一种稠油降粘剂及其制备方法，降粘效果佳，具有很好的耐温、耐盐、耐剪切效果，成本低，用量小，具有广阔的应用前景。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种稠油降粘剂，包括：聚合物、非离子表面活性剂、烃油、β-环糊精、醇、水；
所述聚合物的结构式如式I所示：
式中，a=10-100；b=10-100；c=10-100；d=10-100。
作为本发明的进一步改进，由以下原料按重量份制备而成：聚合物12-15份、非离子表面活性剂2-3份、烃油30-100份、β-环糊精3-7份、醇2-4份、水30-40份。
作为本发明的进一步改进，所述烃油选自甲苯、乙苯、丙苯、甲乙苯、二甲苯和三甲苯中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述非离子表面活性剂选自辛醇聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、环己醇中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述聚合物的制备方法如下：将苯乙烯、2-丙烯酰胺基十六烷磺酸、甲基丙烯酸甲酯、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐溶于甲苯中，搅拌升温，加入引发剂，惰性气体保护下，搅拌反应，加入乙醇沉淀，过滤，洗涤，干燥，制得聚合物。
作为本发明的进一步改进，所述苯乙烯、2-丙烯酰胺基十六烷磺酸、甲基丙烯酸甲酯、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐、引发剂的质量比为10-15:7-12:5-7:3-5:0.001-0.003。
作为本发明的进一步改进，所述搅拌升温至温度为60-70℃，时间为30-50min。
作为本发明的进一步改进，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二甲酰胺中的至少一种；所述惰性气体选自氮气、氩气、氦气中的至少一种。
本发明进一步保护一种上述稠油降粘剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.将聚合物溶于烃油中，得到A料液；
S2.将非离子表面活性剂、β-环糊精、醇和水混合均匀，制得B料液；
S3.将A料液和B料液混合均匀，制得稠油降粘剂。
本发明具有如下有益效果：本发明利用稠油降粘剂破坏稠油当中沥青质和胶质的原油结构，降粘剂分子中的主碳链可以使降粘剂与稠油相互融合，降粘剂的侧链中的极性基团可以与胶质、沥青质中的极性基团相互作用，从而破坏胶质和沥青质的片状结构，将胶质和沥青质从内部分散，破坏它们的聚集体结构，从而降低稠油的粘度。本发明加入的油溶性聚合物，不用考虑后续脱水处理问题，节约成本。但是油溶性聚合物用量较大，降粘效率不够高，很难达到生产要求，因此，油溶性聚合物与非离子表面活性剂复配使用更好，增强降粘效果。
本发明聚合物的制备过程中，引入带有双键的离子液体化合物1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐，提高了聚合物的耐高温稳定性、耐剪切能力以及耐盐性能，另外，在持续剪切下，由于咪唑环结构，该刚性结构有一定的立体效应，作为刚性分子运动产生了更大的空间位阻，表观黏度降低的程度很小，表现出良好的抗剪切强度。
本发明制得的稠油降粘剂降粘效果佳，具有很好的耐温、耐盐、耐剪切效果，成本低，用量小，具有广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明聚合物的合成路线图。
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。
制备例1 聚合物的制备
如图1，制备方法如下：将10重量份苯乙烯、7重量份2-丙烯酰胺基十六烷磺酸、5重量份甲基丙烯酸甲酯、3重量份1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐溶于100重量份甲苯中，搅拌升温至60℃，加入0.001重量份偶氮二甲酰胺，氩气保护下，搅拌反应30min，加入乙醇沉淀，过滤，洗涤，干燥，制得聚合物。
制备例2 聚合物的制备
如图1，制备方法如下：将15重量份苯乙烯、12重量份2-丙烯酰胺基十六烷磺酸、7重量份甲基丙烯酸甲酯、5重量份1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐溶于100重量份甲苯中，搅拌升温至70℃，加入0.003重量份偶氮二异戊腈，氦气保护下，搅拌反应50min，加入乙醇沉淀，过滤，洗涤，干燥，制得聚合物。
制备例3 聚合物的制备
如图1，制备方法如下：将12重量份苯乙烯、10重量份2-丙烯酰胺基十六烷磺酸、6重量份甲基丙烯酸甲酯、4重量份1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐溶于100重量份甲苯中，搅拌升温至65℃，加入0.002重量份偶氮二异丁腈，氮气保护下，搅拌反应40min，加入乙醇沉淀，过滤，洗涤，干燥，制得聚合物。
对比制备例1
与制备例3相比，不同之处在于，未添加2-丙烯酰胺基十六烷磺酸。
制备方法如下：将12重量份苯乙烯、6重量份甲基丙烯酸甲酯、14重量份1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐溶于100重量份甲苯中，搅拌升温至65℃，加入0.002重量份偶氮二异丁腈，氮气保护下，搅拌反应40min，加入乙醇沉淀，过滤，洗涤，干燥，制得聚合物。
对比制备例2
与制备例3相比，不同之处在于，未添加1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐。
制备方法如下：将12重量份苯乙烯、14重量份2-丙烯酰胺基十六烷磺酸、6重量份甲基丙烯酸甲酯溶于100重量份甲苯中，搅拌升温至65℃，加入0.002重量份偶氮二异丁腈，氮气保护下，搅拌反应40min，加入乙醇沉淀，过滤，洗涤，干燥，制得聚合物。
对比制备例3
与制备例3相比，不同之处在于，未添加1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐和2-丙烯酰胺基十六烷磺酸。
制备方法如下：将26重量份苯乙烯、6重量份甲基丙烯酸甲酯溶于100重量份甲苯中，搅拌升温至65℃，加入0.002重量份偶氮二异丁腈，氮气保护下，搅拌反应40min，加入乙醇沉淀，过滤，洗涤，干燥，制得聚合物。
实施例1
本实施例提供一种稠油降粘剂。
原料组成（重量份）：制备例1制得的聚合物12份、仲醇聚氧乙烯醚2份、甲苯30份、β-环糊精3份、异丙醇2份、水30份。
制备方法包括以下步骤：
S1.将聚合物溶于甲苯中，得到A料液；
S2.将仲醇聚氧乙烯醚、β-环糊精、异丙醇和水混合均匀，制得B料液；
S3.将A料液和B料液混合均匀，制得稠油降粘剂。
实施例2
本实施例提供一种稠油降粘剂。
原料组成（重量份）：制备例2制得的聚合物15份、辛醇聚氧乙烯醚3份、丙苯100份、β-环糊精7份、环己醇4份、水40份。
制备方法包括以下步骤：
S1.将聚合物溶于丙苯中，得到A料液；
S2.将辛醇聚氧乙烯醚、β-环糊精、环己醇和水混合均匀，制得B料液；
S3.将A料液和B料液混合均匀，制得稠油降粘剂。
实施例3
本实施例提供一种稠油降粘剂。
原料组成（重量份）：制备例3制得的聚合物13.5份、辛醇聚氧乙烯醚2.5份、二甲苯60份、β-环糊精5份、丙醇3份、水35份。
制备方法包括以下步骤：
S1.将聚合物溶于二甲苯中，得到A料液；
S2.将辛醇聚氧乙烯醚、β-环糊精、丙醇和水混合均匀，制得B料液；
S3.将A料液和B料液混合均匀，制得稠油降粘剂。
对比例1
与实施例3相比，不同之处在于，聚合物由对比制备例1制得。
对比例2
与实施例3相比，不同之处在于，聚合物由对比制备例2制得。
对比例3
与实施例3相比，不同之处在于，聚合物由对比制备例3制得。
对比例4
与实施例3相比，不同之处在于，未添加聚合物。
原料组成（重量份）：辛醇聚氧乙烯醚16份、二甲苯60份、β-环糊精5份、丙醇3份、水35份。
对比例5
与实施例3相比，不同之处在于，未添加辛醇聚氧乙烯醚。
原料组成（重量份）：制备例3制得的聚合物16份、二甲苯60份、β-环糊精5份、丙醇3份、水35份。
对比例6
与实施例3相比，不同之处在于，未添加聚合物和辛醇聚氧乙烯醚。
原料组成（重量份）：二甲苯60份、β-环糊精5份、丙醇3份、水35份。
测试例1
将实施例1-3和对比例1-6制得的稠油降粘剂按照0.05wt%的添加量加入粘度为29800mPa·s的稠油中并混合均匀，测量各组的粘度。结果见表1。
表1
由上表可知，本发明实施例1-3制得的稠油降粘剂对稠油有很好的降粘效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种稠油降粘剂，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：聚合物12-15份、非离子表面活性剂2-3份、烃油30-100份、β-环糊精3-7份、醇2-4份、水30-40份；
所述烃油选自甲苯、乙苯、丙苯、甲乙苯、二甲苯和三甲苯中的至少一种；
所述非离子表面活性剂选自辛醇聚氧乙烯醚、仲醇聚氧乙烯醚中的至少一种；
所述聚合物的结构式如式I所示：
式中，a=10-100；b=10-100；c=10-100；d=10-100。
2.根据权利要求1所述稠油降粘剂，其特征在于，所述醇选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、环己醇中的至少一种。
3.根据权利要求1所述稠油降粘剂，其特征在于，所述聚合物的制备方法如下：将苯乙烯、2-丙烯酰胺基十六烷磺酸、甲基丙烯酸甲酯、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐溶于甲苯中，搅拌升温，加入引发剂，惰性气体保护下，搅拌反应，加入乙醇沉淀，过滤，洗涤，干燥，制得聚合物。
4.根据权利要求3所述稠油降粘剂，其特征在于，所述苯乙烯、2-丙烯酰胺基十六烷磺酸、甲基丙烯酸甲酯、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐、引发剂的质量比为10-15:7-12:5-7:3-5:0.001-0.003。
5.根据权利要求3所述稠油降粘剂，其特征在于，所述搅拌升温至温度为60-70℃，时间为30-50min。
6.根据权利要求3所述稠油降粘剂，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二甲酰胺中的至少一种；所述惰性气体选自氮气、氩气、氦气中的至少一种。
7.一种如权利要求1-6任一项所述稠油降粘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将聚合物溶于烃油中，得到A料液；
S2.将非离子表面活性剂、β-环糊精、醇和水混合均匀，制得B料液；
S3.将A料液和B料液混合均匀，制得稠油降粘剂。
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