CN117343718B - 一种油田用聚醚类水基降粘剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油田开发用石油化学助剂领域,公开了一种油田用聚醚类水基降粘剂及其制备方法和应用。该降粘剂由聚氧乙烯聚醚、氟碳表面活性剂、油酸二乙醇酰胺、稳定剂及溶剂组成;其制备方法包括制备乳酸甘油酯、制备乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚及配制降粘剂三个步骤。本发明降粘剂具有配伍性好、用量小、降粘率高的突出特点;对油藏的适应性强,可广泛地应用于稠油降粘领域,有效提高稠油的采油速度及采收率;对原油管输过程无任何影响,有效提高输送效率。

Description

一种油田用聚醚类水基降粘剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及油田开发用石油化学助剂领域,具体涉及一种油田用聚醚类水基降粘剂及其制备方法和应用。
背景技术
近年来,随着全国范围内开采原油向重质化和劣质化方向发展,通过各种作业措施开采原难动用储量(如高稠油、超稠油、地质条件较差的油藏),稠油产量越来越大,且有逐年增加的趋势。然而,稠油具有粘度高、密度大、流动性差等特点,这些特点给稠油的开采和集输带来了巨大的困难。稠油与其他普通稀油的主要差别在于其中含有更多的胶质和沥青质,这也是稠油粘度较大的主要因素。胶质、沥青质分子是稠油中相对分子质量最大且极性最强的组分;研究发现,沥青质分子在原油中以三维缔合网络结构形式存在,形成规整度很高的聚集体。胶质分子吸附在沥青质聚集体上,形成了沥青质粒子与液态油之间的过渡层,使沥青质粒子悬浮在油中,形成石油胶体。当原油分子间发生相对位移时会产生很大的内摩擦力,从而表现出原油的高粘度。
现有的稠油降粘方法主要有掺稀降粘、热力降粘和化学降粘。掺稀降粘是向稠油中掺入一定量的稀油来降低稠油的粘度;该方法虽然效果好,但是需要消耗大量的稀油资源。热力降粘是用加热的方法来降低稠油的粘度,但是该方法需要大量的能耗并且效率不高。化学降粘包括水基乳化降粘和油溶性降粘,水基乳化降粘是指利用水基表面活性剂与原油之间形成水包油型乳液从而达到降低粘度的目的;油溶性降粘是通过分子结构中极性基团与沥青质、胶质相互作用,并破坏胶质沥青质聚集体以及空间网状结构,达到降低原油粘度的目的。
水基降粘剂一般是由主剂表面活性剂、辅剂表面活性剂、脂肪醇、无机碱及盐等助剂组成的水基混合物,可用作稠油降粘剂的表面活性剂主要有非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂及两性表面活性剂。目前使用最广泛的降粘剂,其主要组分基本上是由非离子烷基酚醚表面活性剂(OP或NP型)或阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐或石油磺酸盐(AS或PS)等组成。然而,现有的水基降粘剂存在品种少,适用性差,用量大等问题,开展水基稠油降粘剂对提高稠油的采油速度、采收率和输送效率具有重要意义。
发明内容
为克服现有技术的缺陷,本发明提供一种油田用聚醚类水基降粘剂及制备方法和应用,其技术方案如下:
一种油田用聚醚类水基降粘剂,该降粘剂由下述组分及其质量份组成:聚氧乙烯聚醚30~50质量份;氟碳表面活性剂2~4质量份;油酸二乙醇酰胺2~4质量份;稳定剂0.2~0.4质量份;溶剂23~62质量份。
进一步的,所述聚氧乙烯聚醚采用乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚。
进一步的,所述稳定剂采用葡萄糖酸钠。
进一步的,所述溶剂为C1~C2醇类中的任意一种与水的混合物,醇类与水的质量比为1:(0.5~1.5)。
进一步的,所述醇类采用甲醇。
基于以上所述的一种油田用聚醚类水基降粘剂的制备方法,其包括以下步骤:
(1)制备乳酸甘油酯:将原料乳酸、甘油及催化剂对甲苯磺酸投入反应釜内反应制得乳酸甘油酯;
乳酸甘油酯的合成反应式如下:
(2)制备乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚:步骤(1)将制得的乳酸甘油酯和环氧乙烷按质量比1:(25~99)聚合反应得到乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚;所述聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa,反应温度保持130~135℃,且所述聚合反应以反应压力不再下降为终点;
(3)配制降粘剂:将步骤 (2) 制备的乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚、氟碳表面活性剂、油酸二乙醇酰胺、稳定剂、溶剂按其质量份加入到反应器中,在40~50℃温度下搅拌使之成为均匀混合物,即为所述降粘剂。
进一步的,所述步骤(1)具体操作如下:将乳酸90质量份、甘油92~95质量份、对甲苯磺酸2质量份投入反应釜内,反应温度保持80~85℃,反应时间6小时,反应过程中每隔30分钟开启真空脱水5分钟,真空脱水的压力为-0.08~-0.10Mpa。
进一步的,所述步骤(2)加入氢氧化钾作为催化剂,其用量为乳酸甘油酯和环氧乙烷总质量的3‰。
进一步的,所述步骤搅拌(3)搅拌时间为40分钟。
基于以上所述的一种油田用聚醚类水基降粘剂在油田开发中的应用。
与现有技术相比,本发明主要具有以下有益技术效果:
1.本发明降粘剂具有配伍性好、用量小、降粘率高的突出特点。依据水基稠油降粘剂体系性能评价实验,本发明降粘剂稠油降粘率达到90%~95%。
2.本发明降粘剂对油藏的适应性强,可广泛地应用于稠油降粘领域,有效提高稠油的采油速度及采收率。
3.本发明降粘剂对原油管输过程无任何影响,有效提高输送效率。
4.本发明降粘剂制备工艺合理,操作简便,有利于推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述,但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
(1)制备乳酸甘油酯:将乳酸90质量份、甘油92质量份、对甲苯磺酸2质量份投入反应釜内,反应温度保持80℃,反应时间6小时,反应过程中每隔30分钟开启真空5分钟去除水分,真空脱水的压力为-0.08Mpa;
(2)制备乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚:将步骤(1)制备的乳酸甘油酯和环氧乙烷按质量比1:25,并加入乳酸甘油酯和环氧乙烷总质量的3‰的氢氧化钾,聚合反应并得到乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚;所述聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa,反应温度保持130℃,且所述聚合反应以反应压力不再下降为终点;
(3)配制降粘剂:将步骤 (2) 制备的乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚、氟碳表面活性剂、油酸二乙醇酰胺、稳定剂、溶剂按其质量份加入到反应器中,在40℃搅拌40分钟,使之成为均匀混合物,即为所述降粘剂。
降粘剂配方如下:
上述制得的乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚30质量份;
氟碳表面活性剂2质量份;
油酸二乙醇酰胺2质量份;
葡萄糖酸钠0.2质量份;
甲醇15质量份;
水8质量份。
具体的,进行水基稠油降粘剂体系性能评价实验,实验用水为现场水,采用塔河油田12-4接转站稠油,用现场水将降粘剂配制成质量分数为0.1%的溶液,油水比为7:3,60℃恒温30分钟后,用玻璃棒搅拌即可形成水包油乳液,降粘率为93.2%,30分钟后即可自行破乳。
实施例2
(1)制备乳酸甘油酯:将乳酸90质量份、甘油95质量份、对甲苯磺酸2质量份投入反应釜内,反应温度保持85℃,反应时间6小时,反应过程中每隔30分钟开启真空5分钟去除水分,真空脱水的压力为-0.10Mpa;
(2)制备乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚:将步骤(1)制备的乳酸甘油酯和环氧乙烷按质量比1:99,并加入乳酸甘油酯和环氧乙烷总质量的3‰的氢氧化钾,聚合反应得到乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚;所述聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa,反应温度保持135℃,且所述聚合反应以反应压力不再下降为终点;
(3)配制降粘剂:将步骤 (2) 制备的乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚、氟碳表面活性剂、油酸二乙醇酰胺、稳定剂、溶剂按其质量份加入到反应器中,在50℃搅拌40分钟,使之成为均匀混合物,即为所述降粘剂。
降粘剂配方如下:
上述制得的乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚50质量份;
氟碳表面活性剂4质量份;
油酸二乙醇酰胺4质量份;
葡萄糖酸钠0.4质量份;
甲醇15质量份;
水23质量份。
具体的,进行水基稠油降粘剂体系性能评价实验,实验用水为现场水,采用塔河油田12-12接转站稠油,用现场水将降粘剂配制成质量分数为0.1%的溶液,油水比为7:3,70℃恒温30分钟后,用玻璃棒搅拌即可形成水包油乳液,降粘率为94.6%,30分钟后即可自行破乳。
实施例3
(1)制备乳酸甘油酯:将乳酸90质量份、甘油93质量份、对甲苯磺酸2质量份投入反应釜内,反应温度保持83℃,反应时间6小时,反应过程中每隔30分钟开启真空5分钟去除水分,真空脱水的压力为-0.09Mpa;
(2)制备乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚:将步骤(1)制备的乳酸甘油酯和环氧乙烷按质量比1:50,并加入乳酸甘油酯和环氧乙烷总质量的3‰的氢氧化钾,聚合反应得到乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚;所述聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa,反应温度保持133℃,且所述聚合反应以反应压力不再下降为终点;
(3)配制降粘剂:将步骤 (2) 制备的乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚、氟碳表面活性剂、油酸二乙醇酰胺、稳定剂、溶剂按其质量份加入到反应器中,在44℃搅拌40分钟,使之成为均匀混合物,即为所述降粘剂。
降粘剂配方如下:
上述制得的乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚40质量份;
氟碳表面活性剂3质量份;
油酸二乙醇酰胺3质量份;
葡萄糖酸钠0.3质量份;
甲醇15质量份;
水15质量份。
具体的,进行水基稠油降粘剂体系性能评价实验,实验用水为现场水,采用塔河油田12-7接转站稠油,用现场水将降粘剂配制成质量分数为0.1%的溶液,油水比为7:3,70℃恒温30分钟后,用玻璃棒搅拌即可形成水包油乳液,降粘率为90.2%,30分钟后即可自行破乳。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种油田用聚醚类水基降粘剂,其特征在于,该降粘剂由下述组分及其质量份组成:聚氧乙烯聚醚30~50质量份;氟碳表面活性剂2~4质量份;油酸二乙醇酰胺2~4质量份;稳定剂0.2~0.4质量份;溶剂23~62质量份;
所述聚氧乙烯聚醚采用乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚;
所述稳定剂采用葡萄糖酸钠;
所述溶剂为C1~C2醇类中的任意一种与水的混合物,醇类与水的质量比为1:(0.5~1.5);
所述醇类采用甲醇。
2.基于权利要求1所述的一种油田用聚醚类水基降粘剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)制备乳酸甘油酯:将乳酸、甘油、对甲苯磺酸投入反应釜内反应制得乳酸甘油酯;
(2)制备乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚:步骤(1)将制得的乳酸甘油酯和环氧乙烷按质量比1:(25~99)聚合反应得到乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚;所述聚合反应需要控制反应压力≤0.4Mpa,反应温度保持130~135℃,且所述聚合反应以反应压力不再下降为终点;
(3)配制降粘剂:将步骤 (2) 制备的乳酸甘油酯聚氧乙烯聚醚、氟碳表面活性剂、油酸二乙醇酰胺、稳定剂、溶剂按其质量份加入到反应器中,在40~50℃温度下搅拌使之成为均匀混合物,即为所述降粘剂。
3.基于权利要求2所述的一种油田用聚醚类水基降粘剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)具体操作如下:将乳酸90质量份、甘油92~95质量份、对甲苯磺酸2质量份投入反应釜内,反应温度保持80~85℃,反应时间6小时,反应过程中每隔30分钟开启真空脱水5分钟,真空脱水的压力为-0.08~-0.10Mpa。
4.基于权利要求2所述的一种油田用聚醚类水基降粘剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)加入氢氧化钾作为催化剂,其用量为乳酸甘油酯和环氧乙烷总质量的3‰。
5.基于权利要求2所述的一种油田用聚醚类水基降粘剂的制备方法,其特征在于,所述步骤搅拌(3)搅拌时间为40分钟。
6.基于权利要求1所述的一种油田用聚醚类水基降粘剂在油田开发中的应用。
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