CN1233783C - 一种新型原油减阻降粘剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于油田稠油开采和原油输运的，能使原油粘度降低的同时使原油在管壁及地层表面粘附力降低的配方。它含有羧基化聚醚、碳酸钠、烷基磺酸钠、PF-C组成。所述羧基化聚醚包括带有活泼氢的有机引发剂引发生成聚氧丙烯聚氧乙烯醚嵌段共聚物；或者带有活泼氢的有机引发剂引发加成共聚环氧乙烷，生成聚氧乙烯醚。在油井中或在原油输送管道中加入一定量的该减阻降粘剂后，不仅能使原油粘度极大降低。并在负性界面(包括钢管、水泥、硅酸盐等界面)粘附力变小，使原油在开采及输运过程中阻力大大降低，而且具有无毒、无害，使用方便的特点。

Description

一种新型原油减阻降粘剂

技术领域：

本发明涉及一种用于油田稠油开采和输运的新型原油减阻降粘剂。

背景技术：

我国的原油60％以上属于含胶质、沥青质的稠油，在原油开采和管道输运过程中，由于原油粘度大，特别是当原油含一定水时，随着原油流动，原油会变的越来越稠，这也是通常所说的含有一定水的稠油具有剪切增稠现象。因为原油粘度大，在流动过程中对地层和管壁强烈吸附，不仅使开采阻力增大，而且严重影响原油采收率。因此，随着我国国民经济的迅速增长和对石油需求量的增大，对降低原油粘度和开采阻力，提高石油采收率提出了更高的要求。现有技术对原油降粘的方法无法满足这种要求，主要原因是：现有技术是采用表面活性剂复配的方法，通过用乳化分散的原理，使原油乳化分散在水中，从而降低原油粘度，但是，一般的表面活性剂水溶液往往容易引起地层中的粘土(特别是蒙脱土)的吸水膨胀，引起出砂，处理不当，在原油开采时会产生更大的阻力，甚至阻塞油井，严重影响原油产量。

因此，很有必要提供一种既能使原油降粘，又能使原油开采和输运阻力降低，同时也能防止地层吸水膨胀，防止出砂的高性能减阻降粘剂。

中国专利97105954公开了“原油高温化学降粘剂”，它是由以下组成(按重量百分数)：十二烷基苯磺酸钠(29-45)、烷基酚聚氧乙烯醚(30-40)、油酸钠(5-16)、碱(10-20)，经混合搅拌而成。

中国专利98120311公开了“一种原油降粘剂”，它是由以下组成(按重量百分数)：木质素(0-55)、AES(12-16)、聚丙烯酰胺(1-10)、三聚磷酸钠(2.5-5)、氢氧化钠(0-5)，经混合搅拌而成。

由以上专利提供的技术是采用表面活性剂复配，使原油乳化分散降粘，没有采用相应的措施阐明该活性剂复配体系可防止地层粘土的吸水膨胀阻止地层出砂，以及没有阐明加入该降粘剂后原油的对地层及管道的吸附力的变化。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述专利技术中存在的缺陷，提供一种不仅能使原油的粘度及原油流动过程中对地层及管道粘附力大大降低，同时又不引起地层粘土膨胀的针对不同的胶质沥青质稠油的减阻降粘剂。该减阻降粘剂加入了一种阳离子聚电解质PF-C，该种阳离子聚电解质与烷基磺酸钠、羧基化聚醚以及少量的碳酸钠在油水混合分散时形成抗摩阻的聚合物复合的活性水连续相，阻碍了原油作为分散介质对于地层和管道的吸附。另外，由于PF-C阳离子聚电解质特有的稳定地层，抑制粘土膨胀的特性，在使用该减阻降粘剂后，能有效的抑制粘土膨胀，防止出砂，同时使原油对地层的吸附力和原油粘度大大降低。从而使原油开采和输运效率提高，成本降低。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：

本发明提供的这一新型的原油减阻降粘剂，按质量百分比计，其组成为：

组分                                  百分比

羧基化聚醚                            90-80

碳酸钠(工业级一级)                    2-0.5

烷基磺酸钠(44％、工业级)              5-1

PF-C(工业级)                          3-18.5

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

上述予膜减阻降粘剂中，所述的羧基化聚醚的合成配方，按摩尔比计含有：

组分                                   摩尔比

聚醚(工业级、无水)                     1

氯乙酸(工业级、含量99％以上)           0.05-1

NaOH(工业一级)                         0.05-1

上述的系列减阻降粘剂中，羧基化聚醚的制备方法是：

①、在合成釜中，定量加入聚醚，然后加热到40℃至熔化均匀。

②、在上述合成釜中慢慢加入氯乙酸，随加随搅拌，保持温度40℃(±2℃)，加完后保持温度40℃(±2℃)1小时。

③、然后把NaOH配成20％水溶液，慢慢加入上述合成釜中，随加随搅拌，至pH调到8(±0.2)为止，pH调到8之后在40℃(±2℃)保持1小时。

所述的聚醚包括：带有活泼氢的有机引发剂引发的加成共聚环氧丙烷、环氧乙烷，生成聚氧丙烯聚氧乙烯醚嵌段共聚物(PPOEO)；或者带有活泼氢的有机引发剂引发加成共聚环氧乙烷，生成聚氧乙烯醚(PEO)；所述的生成的PPOEO和PEO的引发剂包括：乙二醇、丙三醇、脂肪醇(分别包括12、16、18个碳的脂肪醇或12-18个碳的混合脂肪醇)、有机胺(包括乙二胺和分别包括12、16、18个碳的脂肪胺以及12-18碳的混合脂肪胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺)、有机酚(包括壬基酚、辛基酚)或有机酸(分别包括12、16、18个碳有机脂肪酸和12-18个碳的混合脂肪酸)，所述的引发剂的纯度在99％以上和含水0.1％以下；所述的生成PPOEO中聚氧丙烯醚的分子量控制在500-3000，环氧乙烷占PPOEO质量的10％-30％；引发剂与环氧乙烷的摩尔比为1∶6-30；所述的烷基磺酸钠中的烷基选自十二烷基、十六烷基、12-18混合烷基或二甲苯基中任意一种。

其常规使用方法为，视不同原油的性能，先把减阻降粘剂配成1％-0.1％的活性水溶液，然后用泵加到油中。活性水溶液与油的比例是1∶3。

按上述技术方案用于含胶质沥青稠油后与现有技术相比具有以下优点

1、羧基化聚醚与PF-C及烷基磺酸钠复配后有良好的润湿乳化分散作用，能迅速分散在水中，适当加入少量碳酸钠能使分散作用增强，粘度大大降低。

2、由于本发明中加入PF-C有机胺阳离子聚电解质，与烷基磺酸纳、羧基化聚醚、碳酸钠形成协同效应，形成抗摩阻的聚合物复合的活性水连续相，使原油在流动时降低对地层和管道的吸附力，使原油开采阻力和输运阻力大大降低。

3、该减阻降粘剂中采用的PF-C阳离子聚电解质具有稳定地层、抑制粘土膨胀，防止出砂的性能。这对稳定地层降低开采阻力十分有利。

具体实施方式：

根据原油性质不同，可采用不同的配制比例。

成本较低，效果良好的羧基化聚醚配方和工艺条件如下：

实施例1、

组分                                        (质量百分比)

壬基酚聚氧乙烯醚(PEO)

(其中壬基酚与环氧乙烷摩尔比是1∶30)          99.4

氯乙酸(工业级，含量99％以上)                 0.4

NaOH(工业级，)                               约0.2

工艺条件：

①、在1000L合成釜中，加入994Kg壬基酚聚氧乙烯醚，然后加热到40℃至熔化均匀。

②、慢慢加入氯乙酸4Kg，随加随搅拌，保持温度40℃(±2℃)，加完后保持温度40℃(±2℃)1小时。

③、然后把2Kg NaOH配成20％水溶液，随加随搅拌，慢慢加入合成釜中，至pH调到8(±0.2)为止，pH调到8之后在40℃(±2℃)保持1小时。

实施例2、

组分                                          质量百分比

丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚(PPOEO)

(其中环氧乙烷占PPOEO的25％)                   99.8

氯乙酸(工业级，含量99％以上)                  0.1

NaOH(配成20％水溶液后使用)(工业一级，无水)    约0.1

工艺条件：

①、在1000L合成釜中，加入998Kg丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚，然后加热到40℃至熔化均匀。

②、在上述合成釜中慢慢加入氯乙酸1Kg，随加随搅拌，保持温度40℃(±2℃)，加完后保持温度40℃(±2℃)1小时。

③、然后在上述合成釜中把NaOH配成20％水溶液，随加随搅拌，慢慢加入NaOH约1Kg，至pH调到8(±0.2)为止，pH调到8之后在40℃(±2℃)保持1小时。

成本较低，效果良好的减阻降粘剂配方如下：

实施例1、

组分                                            (质量百分比)

羧基化壬基酚聚氧乙烯醚(羧基化PEO)               93.5

碳酸钠(工业级一级)                              0.5

十六烷基磺酸钠(44％、工业级)                    3

PF-C(工业级)                                    3

依次加入，搅拌均匀即可。

实施例2、

组分                                                  质量百分比

羧基化丙二醇聚氧丙烯醚聚氧乙烯醚(羧基化PPOEO)         90

碳酸钠(工业级一级)                                    2

二甲苯磺酸钠(44％、工业级)                            5

PF-C(工业级)                                          3

依次加入，搅拌均匀即可。

表一、用法及效果：

配方	原油名称和黏度mPaS	温度(℃)	油水比油∶水	药剂用量(PPm)	掺药后原油粘度(mPa.S)	乳液类型	沾壁效果
								配方1	胶质沥青原油10000	50	3∶1	500	250	O/W	不粘壁
配方2	沥青原油10000	50	3∶1	500	200	O/W	不粘壁

表二、原油粘度变化与不同降粘剂的比较：

名称	活性剂浓度％	温度℃	油水比油∶水	活性剂用量PPm	活性剂粘附功10-3J/m-2	活性水油珠粘附功10-3J/m-2	乳液类型	粘壁情况	原油粘度mpa	备注
											国外样品	1	50	3∶1	500	82.6	168.3	O/W	粘壁		开始是O/W长时间搅拌反相
OP-20	1	50	3∶1	500	82.6	150.4	O/W	粘壁		搅拌反相
											吐温80	1	50	3∶1	500	82.3	145.8	O/W	粘壁		搅拌反相
AES	1	50	3∶1	500	80.4	138.2	O/W	粘壁		搅拌反相
											OP2486	1	50	3∶1	500	80.3	121.3	O/W	粘壁		油水不混合
配方1	1	50	3∶1	500	83.58	51.1	O/W	不粘壁	100	分散好，长时间搅拌不反相
											配方2	1	50	3∶1	500	70.3	60.5	O/W	不粘壁	450	分散好，长时间搅拌不反相

以上使用的原油是含蜡量在5％以下，粘度12000mpa.s的胶质沥青稠油。

Claims (7)

1、一种新型原油减阻降粘剂，其特征在于它按质量百分比计含有

组分                                  百分比

羧基化聚醚                            90-80

碳酸钠(工业级一级)                    2-0.5

烷基磺酸钠(44％、工业级)              5-1

PF-C(工业级)                          3-18.5。

2、根据权利要求1所述的一种新型原油减阻降粘剂，其特征在于所述的羧基化聚醚的合成配方，按摩尔比计含有：

组分                                  摩尔比

聚醚(工业级、无水)                    1

氯乙酸(工业级、含量99％以上)          0.05-1

氢氧化钠(工业一级)                    0.05-1。

3、根据权利要求2所述的一种新型原油减阻降粘剂，其特征在于所述的聚醚包括：带有活泼氢的有机引发剂引发的加成共聚环氧丙烷、环氧乙烷，生成聚氧丙烯聚氧乙烯醚嵌段共聚物；或者带有活泼氢的有机引发剂引发加成共聚环氧乙烷，生成聚氧乙烯醚。

4、根据权利要求3所述的一种新型原油减阻降粘剂，其特征在于所述的生成的聚氧丙烯聚氧乙烯醚嵌段共聚物和聚氧乙烯醚的引发剂包括：乙二醇、丙三醇、脂肪醇、有机胺、有机酚或有机酸，所述的引发剂的纯度在99％以上和含水0.1％以下。

5、根据权利要求3所述的一种新型原油减阻降粘剂，其特征在于所述的生成聚氧丙烯聚氧乙烯醚嵌段共聚物中聚氧丙烯醚的分子量控制在500-3000，环氧乙烷占聚氧丙烯聚氧乙烯醚嵌段共聚物质量的10％-30％。

6、根据权利要求3所述的一种新型原油减阻降粘剂，其特征在于引发剂与环氧乙烷的摩尔比为1∶6-30。

7、根据权利要求1所述的一种新型原油减阻降粘剂，其特征在于所述的烷基磺酸钠中的烷基选自十二烷基、十六烷基、12-18混合烷基或二甲苯基中任意一种。