CN1297625C

CN1297625C - 稠油化学助采剂及应用

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Publication number: CN1297625C
Application number: CNB2004100271527A
Authority: CN
Inventors: 刘玉勤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-08
Filing date: 2004-05-08
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2024-05-08
Also published as: CN1570017A

Abstract

本发明公开了一种稠油化学助采剂，助采剂是具有如下成份及重量份数的混合物：表面活性剂1份，碳酸钠或碳酸氢钠0.1～1.0份，水30～70份，表面活性剂可用非离子型表面活性剂：C₈～C₁₂烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐酯类、聚氧乙烯山梨糖醇酐酯类，阴离子表面活性剂C₈～C₁₈烷基芳基磺酸钠，使用上述化合物的任意一种或多种任意比例的混合物作为助采剂，通过稠油井的井筒或套管将助采剂注入地层，具有制造简单、使用方便、使用效果好等优点，降粘率达97%以上，能有效地改善稠油的流动性，使降粘后的“稠油”容易流动到井筒，顺利实现冷采，广泛适合于开采石油稠油使用。

Description

稠油化学助采剂及应用

技术领域本发明涉及一种稠油化学助采剂及应用，更具体地说，涉及一种用来降低稠油的地层粘度以实现稠油冷采的稠油化学助采剂及应用。

背景技术在现有技术中，尚未发现稠油化学助采剂。在石油开采过程中，稠油中的胶质和沥青质含量高，因而其粘度高流动性差，难以用普通的采油技术进行开采，故往往采用蒸汽驱油、蒸汽吞吐、轻油稀释等物理方法处理，以降低稠油粘度来提高其流动性来实现稠油开采。上述方法虽然成熟，但其应用受到诸多制约，如：油层超过一定深度，蒸汽温度降低，达不到热力溶解稠油降低稠油粘度的目的；高压蒸汽锅炉的投资额大，耗能高，辅助配套装置多；轻油稀释成本高且效率低。

发明内容本发明的目的在于提供一种稠油化学助采剂，通过其物理化学作用，降低稠油的表面张力，将稠油乳化成水包油(O/W)的低粘度乳状液体以降低稠油的粘度，提高稠油在地层的流动性，有效实现稠油冷采。

为了达到上述目的，本发明提供了如下的技术方案：研制一种稠油化学助采剂，该助采剂是具有如下成份及重量份数的混合物：表面活性剂1份，碳酸钠或碳酸氢钠0.1～1.0份，水30～70份，所述的表面活性剂是C₈～C₁₂烷基酚聚氧乙烯醚类、山梨糖醇酐酯类、聚氧乙烯山梨糖醇酐酯类和C₈～C₁₈烷基芳基磺酸钠类四类化合物中至少两类任意比例的混合物。

表面活性剂在稠油的界面上吸附、铺展、润湿降低其表面张力、乳化稠油，显著降低稠油的粘度而提高其流动性；碳酸钠或碳酸氢钠的作用是调节地层的PH值，协同表面活性剂对稠油进行洗脱、湿润、乳化和分散，从而起到降低稠油粘度的目的。本发明所述的“表面活性剂为上述化合物的两种或多种任意比例的混合物”是指：表面活性剂可以用上述非离子型表面活性剂或阴离子表面活性剂的任意一种或两种混合使用；非离子型表面活性剂可以用C₈～C₁₂烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐酯类、聚氧乙烯山梨糖醇酐酯类的任意一种或几种混合使用；阴离子表面活性剂可以用C₈～C₁₈烷基芳基磺酸钠的各种化合物的任意一种或几种混合使用；只要在所述的计量范围内，均可以起到较好的技术效果。本发明的助采剂制备方法十分简单，将所述的成份按计量混合搅拌即可。

本发明较好的技术方案可以是：助采剂中的表面活性剂由C₈～C₁₂烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐酯类(斯盘类)或聚氧乙烯山梨糖醇酐酯类(吐温类)和C₈～C₁₈烷基芳基磺酸钠三类化合物的组合，从各类中任意选取一种或几种，其含量多少均可。如此组合的表面活性剂的优点是：为水溶性，可在不同成份的稠油中使用，其乳化降粘率高、成本最低，对地层无伤害且使用方便。

本发明较好的技术方案也可以是：助采剂中的表面活性剂由C₈～C₁₂烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐酯类、聚氧乙烯山梨糖醇酐酯类和C₈～C₁₈烷基芳基磺酸钠四类化合物的的组合，从各类中任意选取一种或几种，其含量多少均可。如此组合的表面活性剂的优点是：为水溶性，可在不同成份的稠油中使用，并可在较大温度范围内使用，其乳化降粘率高、用量小、成本低，对地层无伤害且使用方便。

本发明较好的技术方案又可以是：烷基酚聚氧乙烯醚是辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚。上述三种化合物廉价易得，产品的性能也较好，更加适合采用。

本发明较好的技术方案也可以是：山梨糖醇酐酯类(斯盘类)是山梨糖醇酐单月桂酸酯(斯盘-20)、山梨糖醇酐单棕榈酸酯(斯盘-40)、山梨糖醇酐单硬脂酸酯(斯盘-60)、山梨糖醇酐三硬脂酸酯(斯盘-65)、山梨糖醇酐单油酸酯(斯盘-80)、山梨糖醇酐倍半油酸酯(斯盘-83)、山梨糖醇酐三油酸酯(斯盘-85)。均是较好的乳化剂，适合于制造助采剂使用。

本发明较好的技术方案还可以是：聚氧乙烯山梨糖醇酐酯类(吐温类)是聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯(吐温-20)、聚氧乙烯(4)山梨糖醇酐单月桂酸酯(吐温-21)、聚氧乙烯山梨糖醇酐单棕榈酸酯(吐温-40)、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯(吐温-60)、聚氧乙烯(4)山梨糖醇酐单硬脂酸酯(吐温-61)、聚氧乙烯山梨糖醇酐三硬脂酸酯(吐温-65)、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯(吐温-80，81)、聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯(吐温-85)。上述吐温类化合物均是乳化剂，由斯盘类乳化剂分子中的羟基和氧化乙烯缩合而成，溶于水且易分散，如与斯盘类乳化剂混合使用效果更佳。

本发明较好的技术方案又可以是：烷基芳基磺酸钠为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基萘基磺酸钠。上述两种化合物是最常用的阴离子型表面活性剂，具有优良的湿润性，是较好的湿润剂、乳化剂及分散剂，适合于作为助采剂的成份使用。

本发明助采剂的应用：将稠油乳化成水包油的低粘度的乳状液体，实现石油稠油的冷采。进行稠油的冷采时，通过石油稠油井的井筒或套管将助采剂注入地层。注入地层后，助采剂经与油层接触，在油层表面发生吸附、铺展、渗透、洗脱、乳化，即可将高粘度的稠油乳化成粘度低、流动性好的稀油，使降粘后的“稠油”容易流动到井筒，实现稠油的化学冷采，降粘率达97％以上。

与现有技术相比，本发明具有如下明显的优点：1、本发明的助采剂制造简单且使用效果好：制造时，将所述的表面活性剂、碳酸钠或碳酸氢钠各成份按计量混合搅拌即可，其降粘率达97％以上，能有效地改善稠油的流动性，使降粘后的“稠油”容易流动到井筒，便于冷采；2、使用方便：通过石油稠油井的井筒或套管将助采剂注入地层，助采剂经与油层接触，在油层表面发生吸附、铺展、渗透、洗脱、乳化，即可将高粘度的稠油乳化成粘度低、流动性好的稀油；3、避免了高压蒸汽锅炉及诸多的辅助配套装置，具有显著的节能降耗效果；4、成本低廉，效率高。

具体实施方式以下通过具体的实施方式对本发明进行更加详细的描述：

实施例1助采剂的制备

例1-1 称取表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚2克、斯盘-20(山梨糖醇酐单月桂酸酯)2.5克、吐温-61(聚氧乙烯(4)山梨糖醇酐单硬脂酸酯)0.5克、十八烷基苯基磺酸钠1克、碳酸氢钠3克、水300克，加入500ml容积的烧杯中，搅拌至碳酸氢钠全部溶解即可。

实施例12～1-10 方法同例1-1，具体计量见表1。

表1助采剂成份配比一揽表单位：克

成份	例1-2	例1-3	例1-4	例1-5	例1-6	例1-7	例1-8	例1-9	1-10
成份	例1-2	例1-3	例1-4	例1-5	例1-6	例1-7	例1-8	例1-9	1-10	A		1.4			2.2
B			6.0							A		1.4			2.2
B			6.0							C	1.0		3.2
D				2.0						C	1.0		3.2
D				2.0						E		0.6				3.1
F	1.5	3.0								E		0.6				3.1
F	1.5	3.0								G				2.3
H				1.8				1.5		G				2.3
H				1.8				1.5		S-20	2.5
S-40			3.5							S-20	2.5
S-40			3.5							S-60					2.8
S-65		1.0								S-60					2.8
S-65		1.0								S-80				0.7
S-83						1.4				S-80				0.7
S-83						1.4				S-85					1.0
T-20	1.0				0.8					S-85					1.0

T-21				1.2
T-21				1.2						T-40		2.5
T-60						0.6				T-40		2.5
T-60						0.6				T-61			1.0
T-65						1.0				T-61			1.0
T-65						1.0				T-80						4.5
T-81					1.0					T-80						4.5
T-81					1.0					T-85				1.0			2.9
I	1.6	0.4	0.6			3.0	3.0		2.2	T-85				1.0			2.9
I	1.6	0.4	0.6			3.0	3.0		2.2	J	1.0		6.0	2.5	0.3	4.2
水	270	200	350	280	220	300	360	410	240	J	1.0		6.0	2.5	0.3	4.2

表中：A-辛基酚聚氧乙烯醚，B-壬基酚聚氧乙烯醚，C-十二烷基酚聚氧乙烯醚，D-十二烷基苯磺酸钠，E-十二烷基萘基磺酸钠，F-辛烷基萘基磺酸钠，G-十八烷基苯磺酸钠，H-十八二烷基萘基磺酸钠，I-碳酸钠，J-碳酸氢钠，S-斯盘类化合物，具体化学名称见前，T-吐温类化合物，具体化学名称见前。

其中，例1-2中助采剂中的表面活性剂由C₈～C₁₂烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐酯类、聚氧乙烯山梨糖醇酐酯类和C₈～C₁₈烷基芳基磺酸钠中的四类化合物组成；例1-3中助采剂中的表面活性剂由C₈～C₁₂烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐酯类和C₈～C₁₈烷基芳基磺酸钠中的三类化合物组成。

实施例2助采剂的应用

例2-1取胜利油田草桥稠油，用布氏粘度计(BROODFIELD)在50℃的温度下测定其粘度为85,000厘帕·秒，用例1-2配制的助采剂自井筒将助采剂注入地层，再取经助采剂降粘的稀油在同样温度下用同一粘度计测定，粘度为425厘帕·秒，降粘率为99.5％。

例2-2取胜利油田孤东稠油，用布氏粘度计(BROODFIELD)在50℃的温度下测定其粘度为30,000厘帕·秒，用例1-5配制的助采剂自井筒将助采剂注入地层，再取经助采剂降粘的稀油在同样温度下用同一粘度计测定，粘度为31厘帕·秒，降粘率为99.89％。

例2-3取胜利油田孤东稠油，用布氏粘度计(BROODFIELD)在50℃的温度下测定其粘度为30,000厘帕·秒，用例1-7配制的助采剂自套管将助采剂注入地层，再取经助采剂降粘的稀油在同样温度下用同一粘度计测定，粘度为450厘帕·秒，降粘率为98.50％。

Claims

1、一种稠油化学助采剂，其特征在于：助采剂是具有如下成份及重量份数的混合物：

表面活性剂 1份

碳酸钠或碳酸氢钠 0.1～1.0份

水 30～70份

所述的表面活性剂是C₈～C₁₂烷基酚聚氧乙烯醚类、山梨糖醇酐酯类、聚氧乙烯山梨糖醇酐酯类和C₈～C₁₈烷基芳基磺酸钠类四类化合物中至少两类任意比例的混合物。

2、根据权利要求1所述的助采剂，其特征在于：助采剂中的表面活性剂由C₈～C₁₂烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐酯类或聚氧乙烯山梨糖醇酐酯类和C₈～C₁₈烷基芳基磺酸钠三类化合物的组合，从各类中任意选取一种或几种，其含量多少均可。

3、根据权利要求1所述的助采剂，其特征在于：助采剂中的表面活性剂由C₈～C₁₂烷基酚聚氧乙烯醚、山梨糖醇酐酯类、聚氧乙烯山梨糖醇酐酯类和C₈～C₁₈烷基芳基磺酸钠四类化合物的组合，从各类中任意选取一种或几种，其含量多少均可。

4、根据权利要求1～3之一所述的助采剂，其特征在于：烷基酚聚氧乙烯醚是辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚。

5、根据权利要求1～3之一所述的助采剂，其特征在于：山梨糖醇酐酯类是山梨糖醇酐单月桂酸酯、山梨糖醇酐单棕榈酸酯、山梨糖醇酐单硬脂酸酯、山梨糖醇酐三硬脂酸酯、山梨糖醇酐单油酸酯、山梨糖醇酐倍半油酸酯、山梨糖醇酐三油酸酯。

6、根据权利要求1～3之一所述的助采剂，其特征在于：聚氧乙烯山梨糖醇酐酯类是聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯(4)山梨糖醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单棕榈酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯(4)山梨糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯。

7、根据权利要求1～3之一所述的助采剂，其特征在于：烷基芳基磺酸钠为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基萘基磺酸钠。

8、权利要求1所述的助采剂的应用，其特征在于：将稠油乳化成水包油的低粘度的乳状液体，实现石油稠油的冷采。

9、根据权利要求8所述的应用，其特征在于：进行稠油的冷采时，通过稠油井的井筒或套管将助采剂注入地层。