CN116240006A - 一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法，采用阳离子交换法对钠基蒙脱土进行有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵改性，将钠基蒙脱土与溶剂十氢萘按比例超声2h，形成稳定的蒙脱土悬浮液；另将有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵与溶剂甲苯按照比例混合，搅拌使之充分溶解，得到混合溶液，然后将混合溶液与蒙脱土悬浮液按比例加入到蒙脱土悬浮液中，在120℃下反应3h，过滤后将沉淀物用热溶剂石油醚洗涤，搅拌2h,过滤，洗涤过程重复5遍，以除去其中残余物，将最终产物于60℃干燥，得到改性纳米蒙脱土基材。本发明可提高油水乳液的水膜强度，形成水包油，从而提高乳液稳定性和降低稠油黏度。
Description
技术领域
本发明属于微生物驱油水技术领域，尤其涉及一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法。
背景技术
石油开采在经历了自然开采、水驱、化学驱等开采之后，各油藏原油开采率只有35％左右，而其余大量原油难以有效开采出。微生物驱油体系是油藏微生物调控的物质基础，具有很强的针对性。同时微生物驱油不是单一菌种作用，涉及注入微生物、环境微生物和油藏微生物，为更好地调控功能微生物驱油，形成高效微生物驱油水，急需开展微生物间相互作用关系、代谢产物间协同作用、微生物与产物协同作用；当前主要是通过地面发酵增加菌浓和产物浓度，进而增加注入量来提升效果；主要面临菌种生存竞争、发酵控制难等技术难题。
微生物驱油技术是应用的基础，相比较而言，菌种低成本的研究潜力更大，该发明高效微生物驱油水从基因工程改造等方面提升菌种性能，降低成本，实现微生物技术创新性和提高采收率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法，所述改性纳米稠油降粘剂的制备步骤为：
步骤一：改性纳米蒙脱土基材的制备：
采用阳离子交换法对钠基蒙脱土进行有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵改性，将钠基蒙脱土与溶剂十氢萘按比例超声2h，形成稳定的蒙脱土悬浮液；另将有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵与溶剂甲苯按照比例混合，搅拌使之充分溶解，得到混合溶液，然后将混合溶液与蒙脱土悬浮液按比例加入到蒙脱土悬浮液中，在120℃下反应3h，过滤后将沉淀物用热溶剂石油醚洗涤，搅拌2h,过滤，洗涤过程重复5遍，以除去其中残余物，将最终产物于60℃干燥，得到改性纳米蒙脱土基材；
步骤二：改性纳米稠油降粘剂的制备：
按100g质量比，称取1.3-1.5g改性纳米蒙脱土基材，7.0-9.0g聚季铵盐单体，14.0-16.0g磺酸盐类单体5－磺酸基－1－戊烯，73-78g蒸馏水于高压反应釜中搅拌30min，使试剂完全溶解，向反应釜中充氮气1h，向反应釜中缓慢加入0.8-1.0g过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，将反应釜升温到60-75℃恒温反应2h-3h，得到改性纳米稠油降粘剂。
进一步的，所述步骤一中钠基蒙脱土与溶剂十氢萘的重量比为1:1-450。
进一步的，所述步骤一中有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵与溶剂甲苯的重量比为1:1-100。
进一步的，所述步骤一中混合溶液与蒙脱土悬浮液的重量比为1:1-250。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)、本发明利用纳米材料，粒径小，渗透分散性能优异；同时在纳米材料表面改性修饰，提高纳米材料分散效果，利用改性后纳米材料形成的特定结构，可提高油水乳液的水膜强度，形成水包油，从而提高乳液稳定性和降低稠油黏度。
(2)、本发明合成材料单一，减少复配，且纳米材料具有异相成核作用，因其刚性耐热性能，可以提高油藏工况条件下的耐温抗盐性。
(3)、本发明纳米材料表面性能及极性高，能更容易渗入到稠油沥青中，从而达到乳化降黏的作用。
(4)、本发明与常规降粘剂相比较，具备静态渗入能力，能够嵌入稠油的沥青及胶质中，破坏稠油内部结构，能够解决普通稠油和特稠油在储层无剪切条件下降黏效果差及静置后黏度反弹严重的问题。
附图说明
图1是本发明的实施例1与常规降粘剂的性能对比示意图；
图2是本发明的实施例2与常规降粘剂的性能对比示意图；
图3是本发明的实施例3与常规降粘剂的性能对比示意图；
图4是本发明的实施例4与常规降粘剂的性能对比示意图；
图5是本发明的实施例5与常规降粘剂的性能对比示意图；
图6是本发明的实施例6与常规降粘剂的性能对比示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例1：
一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法：
步骤一：改性纳米蒙脱土基材的制备：
采用阳离子交换法对钠基蒙脱土进行有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵改性，将钠基蒙脱土与溶剂十氢萘按重量比1:1-450的比例超声2h，形成稳定的蒙脱土悬浮液；另将有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵与溶剂甲苯按照重量比1:1-100的比例混合，搅拌使之充分溶解，然后将此溶液按与蒙脱土的悬浮液1:1-250的重量比加入到蒙脱土悬浮液中，在120℃下反应3h，过滤后将沉淀物用热溶剂石油醚洗涤，搅拌2h,过滤，洗涤过程重复5遍，以除去其中残余物，将最终产物于60℃干燥，形成性纳米蒙脱土基材。
步骤二：改性纳米稠油降粘剂的制备：
按100g质量比，称取1.35g改性纳米蒙脱土基材，7.50g聚季铵盐单体，15.50g磺酸盐类单体－磺酸基－1－戊烯，蒸馏水75.65g于高压反应釜中搅拌30min使试剂完全溶解，向反应釜中充氮气1h，向反应釜中缓慢加入0.80g过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，将反应釜升温到60℃恒温反应3h，得到新型改性纳米稠油降粘剂。
选取大港油田某区块，50℃下稠油黏度为13330mPa·s，含蜡18.2％的脱水原油，原油含水率小于0.5％，以标准《Q/SLCG 0255-2018稠油冷采吞吐降粘剂技术要求》评价无剪切静态降粘性能；称取35g脱水原油油样于烧杯中，加入70g配制的降粘剂样品溶液，无须搅拌，放入60℃条件下的恒温水浴中，用保鲜膜密封烧杯口，恒温静止8h，用注射器析出下层降粘剂溶液约70g，剩余油水混合物待用，低转速下，用粘度计测定油水混合物60℃放入黏度。
如附图1所示，与常规降粘剂相比较，改性纳米稠油降粘剂具备静态渗入能力，能够嵌入稠油的沥青及胶质中，破坏稠油内部结构，能够解决普通稠油和特稠油在储层无剪切条件下降黏效果差，静置后黏度反弹严重的问题。
实施例2：
一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法：
步骤一：改性纳米蒙脱土基材的制备
采用阳离子交换法对钠基蒙脱土进行有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵改性，将钠基蒙脱土与溶剂十氢萘按重量比1:1-450的比例超声2h，形成稳定的蒙脱土悬浮液；另将有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵与溶剂甲苯按照重量比1:1-100的比例混合，搅拌使之充分溶解，然后将此溶液按与蒙脱土的悬浮液1:1-250的重量比加入到蒙脱土悬浮液中，在120℃下反应3h，过滤后将沉淀物用热溶剂石油醚洗涤，搅拌2h,过滤，洗涤过程重复5遍，以除去其中残余物，将最终产物于60℃干燥，形成性纳米蒙脱土基材。
步骤二：改性纳米稠油降粘剂的制备：
按100g质量比，称取1.45g改性纳米蒙脱土基材，8.0g聚季铵盐单体，15.85g磺酸盐类单体－磺酸基－1－戊烯，蒸馏水74.7g于高压反应釜中搅拌30min使试剂完全溶解，向反应釜中充氮气1h，向反应釜中缓慢加入0.85g过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，将反应釜升温到60℃恒温反应3h，得到新型改性纳米稠油降粘剂。
选取大港油田某区块，50℃下稠油黏度为13330mPa·s，含蜡18.2％的脱水原油，原油含水率小于0.5％，以标准《Q/SLCG 0255-2018稠油冷采吞吐降粘剂技术要求》评价无剪切静态降粘性能；称取35g脱水原油油样于烧杯中，加入70g配制的降粘剂样品溶液，无须搅拌，放入60℃条件下的恒温水浴中，用保鲜膜密封烧杯口，恒温静止8h，用注射器析出下层降粘剂溶液约70g，剩余油水混合物待用，低转速下，用粘度计测定油水混合物60℃放入黏度。
如附图2所示，与常规降粘剂相比较，改性纳米稠油降粘剂具备静态渗入能力，能够嵌入稠油的沥青及胶质中，破坏稠油内部结构，能够解决普通稠油和特稠油在储层无剪切条件下降黏效果差，静置后黏度反弹严重的问题。
实施例3：
一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法：
步骤一：改性纳米蒙脱土基材的制备
采用阳离子交换法对钠基蒙脱土进行有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵改性，将钠基蒙脱土与溶剂十氢萘按重量比1:1-450的比例超声2h，形成稳定的蒙脱土悬浮液；另将有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵与溶剂甲苯按照重量比1:1-100的比例混合，搅拌使之充分溶解，然后将此溶液按与蒙脱土的悬浮液1:1-250的重量比加入到蒙脱土悬浮液中，在120℃下反应3h，过滤后将沉淀物用热溶剂石油醚洗涤，搅拌2h,过滤，洗涤过程重复5遍，以除去其中残余物，将最终产物于60℃干燥，形成性纳米蒙脱土基材。
步骤二：改性纳米稠油降粘剂的制备：
按100g质量比，称取1.35g改性纳米蒙脱土基材，8.0g聚季铵盐单体，16.0g磺酸盐类单体－磺酸基－1－戊烯，蒸馏水74.65g于高压反应釜中搅拌30min使试剂完全溶解，向反应釜中充氮气1h，向反应釜中缓慢加入0.80g过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，将反应釜升温到75℃恒温反应2h，得到新型改性纳米稠油降粘剂。
选取大港油田某区块，50℃下稠油黏度为13330mPa·s，含蜡18.2％的脱水原油，原油含水率小于0.5％，以标准《Q/SLCG 0255-2018稠油冷采吞吐降粘剂技术要求》评价无剪切静态降粘性能；称取35g脱水原油油样于烧杯中，加入70g配制的降粘剂样品溶液，无须搅拌，放入60℃条件下的恒温水浴中，用保鲜膜密封烧杯口，恒温静止8h，用注射器析出下层降粘剂溶液约70g，剩余油水混合物待用，低转速下，用粘度计测定油水混合物60℃放入黏度。
如附图3所示，与常规降粘剂相比较，改性纳米稠油降粘剂具备静态渗入能力，能够嵌入稠油的沥青及胶质中，破坏稠油内部结构，能够解决普通稠油和特稠油在储层无剪切条件下降黏效果差，静置后黏度反弹严重的问题。
实施例4：
一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法：
步骤一：改性纳米蒙脱土基材的制备
采用阳离子交换法对钠基蒙脱土进行有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵改性，将钠基蒙脱土与溶剂十氢萘按重量比1:1-450的比例超声2h，形成稳定的蒙脱土悬浮液；另将有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵与溶剂甲苯按照重量比1:1-100的比例混合，搅拌使之充分溶解，然后将此溶液按与蒙脱土的悬浮液1:1-250的重量比加入到蒙脱土悬浮液中，在120℃下反应3h，过滤后将沉淀物用热溶剂石油醚洗涤，搅拌2h,过滤，洗涤过程重复5遍，以除去其中残余物，将最终产物于60℃干燥，形成性纳米蒙脱土基材。
步骤二：改性纳米稠油降粘剂的制备：
按100g质量比，称取1.45g改性纳米蒙脱土基材，8.5g聚季铵盐单体，16.0g磺酸盐类单体－磺酸基－1－戊烯，蒸馏水73.55g于高压反应釜中搅拌30min使试剂完全溶解，向反应釜中充氮气1h，向反应釜中缓慢加入0.85g过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，将反应釜升温到75℃恒温反应2h，得到新型改性纳米稠油降粘剂。
选取大港油田某区块，50℃下稠油黏度为13330mPa·s，含蜡18.2％的脱水原油，原油含水率小于0.5％，以标准《Q/SLCG 0255-2018稠油冷采吞吐降粘剂技术要求》评价无剪切静态降粘性能；称取35g脱水原油油样于烧杯中，加入70g配制的降粘剂样品溶液，无须搅拌，放入60℃条件下的恒温水浴中，用保鲜膜密封烧杯口，恒温静止8h，用注射器析出下层降粘剂溶液约70g，剩余油水混合物待用，低转速下，用粘度计测定油水混合物60℃放入黏度。
如附图4所示，与常规降粘剂相比较，改性纳米稠油降粘剂具备静态渗入能力，能够嵌入稠油的沥青及胶质中，破坏稠油内部结构，能够解决普通稠油和特稠油在储层无剪切条件下降黏效果差，静置后黏度反弹严重的问题。
实施例5：
一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法：
步骤一：改性纳米蒙脱土基材的制备
采用阳离子交换法对钠基蒙脱土进行有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵改性，将钠基蒙脱土与溶剂十氢萘按重量比1:1-450的比例超声2h，形成稳定的蒙脱土悬浮液；另将有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵与溶剂甲苯按照重量比1:1-100的比例混合，搅拌使之充分溶解，然后将此溶液按与蒙脱土的悬浮液1:1-250的重量比加入到蒙脱土悬浮液中，在120℃下反应3h，过滤后将沉淀物用热溶剂石油醚洗涤，搅拌2h,过滤，洗涤过程重复5遍，以除去其中残余物，将最终产物于60℃干燥，形成性纳米蒙脱土基材。
步骤二：改性纳米稠油降粘剂的制备：
按100g质量比，称取1.35g改性纳米蒙脱土基材，9.0g聚季铵盐单体，16.0g磺酸盐类单体－磺酸基－1－戊烯，蒸馏水73.15g于高压反应釜中搅拌30min使试剂完全溶解，向反应釜中充氮气1h，向反应釜中缓慢加入0.95g过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，将反应釜升温到75℃恒温反应2h，得到新型改性纳米稠油降粘剂。
选取大港油田某区块，50℃下稠油黏度为13330mPa·s，含蜡18.2％的脱水原油，原油含水率小于0.5％，以标准《Q/SLCG 0255-2018稠油冷采吞吐降粘剂技术要求》评价无剪切静态降粘性能；称取35g脱水原油油样于烧杯中，加入70g配制的降粘剂样品溶液，无须搅拌，放入60℃条件下的恒温水浴中，用保鲜膜密封烧杯口，恒温静止8h，用注射器析出下层降粘剂溶液约70g，剩余油水混合物待用，低转速下，用粘度计测定油水混合物60℃放入黏度。
如附图5所示，与常规降粘剂相比较，改性纳米稠油降粘剂具备静态渗入能力，能够嵌入稠油的沥青及胶质中，破坏稠油内部结构，能够解决普通稠油和特稠油在储层无剪切条件下降黏效果差，静置后黏度反弹严重的问题。
实施例6：
一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法：
步骤一：改性纳米蒙脱土基材的制备
采用阳离子交换法对钠基蒙脱土进行有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵改性，将钠基蒙脱土与溶剂十氢萘按重量比1:1-450的比例超声2h，形成稳定的蒙脱土悬浮液；另将有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵与溶剂甲苯按照重量比1:1-100的比例混合，搅拌使之充分溶解，然后将此溶液按与蒙脱土的悬浮液1:1-250的重量比加入到蒙脱土悬浮液中，在120℃下反应3h，过滤后将沉淀物用热溶剂石油醚洗涤，搅拌2h,过滤，洗涤过程重复5遍，以除去其中残余物，将最终产物于60℃干燥，形成性纳米蒙脱土基材。
步骤二：改性纳米稠油降粘剂的制备
按100g质量比，称取1.35g改性纳米蒙脱土基材，8.0g聚季铵盐单体，16.0g磺酸盐类单体－磺酸基－1－戊烯，蒸馏水74.65g于高压反应釜中搅拌30min使试剂完全溶解，向反应釜中充氮气1h，向反应釜中缓慢加入1.0g过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，将反应釜升温到75℃恒温反应2h，得到新型改性纳米稠油降粘剂。
选取大港油田某区块，50℃下稠油黏度为13330mPa·s，含蜡18.2％的脱水原油，原油含水率小于0.5％，以标准《Q/SLCG 0255-2018稠油冷采吞吐降粘剂技术要求》评价无剪切静态降粘性能；称取35g脱水原油油样于烧杯中，加入70g配制的降粘剂样品溶液，无须搅拌，放入60℃条件下的恒温水浴中，用保鲜膜密封烧杯口，恒温静止8h，用注射器析出下层降粘剂溶液约70g，剩余油水混合物待用，低转速下，用粘度计测定油水混合物60℃放入黏度。
如附图6所示，与常规降粘剂相比较，改性纳米稠油降粘剂具备静态渗入能力，能够嵌入稠油的沥青及胶质中，破坏稠油内部结构，能够解决普通稠油和特稠油在储层无剪切条件下降黏效果差，静置后黏度反弹严重的问题。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法，其特征在于，所述改性纳米稠油降粘剂的制备步骤为：
步骤一：改性纳米蒙脱土基材的制备：
采用阳离子交换法对钠基蒙脱土进行有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵改性，将钠基蒙脱土与溶剂十氢萘按比例超声2h，形成稳定的蒙脱土悬浮液；另将有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵与溶剂甲苯按照比例混合，搅拌使之充分溶解，得到混合溶液，然后将混合溶液与蒙脱土悬浮液按比例加入到蒙脱土悬浮液中，在120℃下反应3h，过滤后将沉淀物用热溶剂石油醚洗涤，搅拌2h,过滤，洗涤过程重复5遍，以除去其中残余物，将最终产物于60℃干燥，得到改性纳米蒙脱土基材；
步骤二：改性纳米稠油降粘剂的制备：
按100g质量比，称取1.3-1.5g改性纳米蒙脱土基材，7.0-9.0g聚季铵盐单体，14.0-16.0g磺酸盐类单体5－磺酸基－1－戊烯，73-78g蒸馏水于高压反应釜中搅拌30min，使试剂完全溶解，向反应釜中充氮气1h，向反应釜中缓慢加入0.8-1.0g过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈，将反应釜升温到60-75℃恒温反应2h-3h，得到改性纳米稠油降粘剂。
2.如权利要求1所述的一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法，所述步骤一中钠基蒙脱土与溶剂十氢萘的重量比为1:1-450。
3.如权利要求1所述的一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法，其特征在于，所述步骤一中有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵与溶剂甲苯的重量比为1:1-100。
4.如权利要求1所述的一种改性纳米稠油降粘剂及其制备方法，其特征在于，所述步骤一中混合溶液与蒙脱土悬浮液的重量比为1:1-250。
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