CN1310221A - 一种稠油乳化降粘的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种稠油乳化降粘的方法,包括:将含有石油磺酸盐缩合物的乳化剂、水与稠油接触乳化,形成o/w型乳液。其中,以稠油重量为基准,乳化剂浓度为0.01～1%,水量为10～100%。本发明方法采用的乳化剂是以催化裂解或蒸汽裂解的副产物为原料合成的石油磺酸盐缩合物,降低了成本,同时石油磺酸盐缩合物具有良好的亲油性,而且还具有抗高温和抗硬水的能力,提高了对稠油和超稠油的乳化降粘效果,可满足深井稠油的开采要求。

Description

一种稠油乳化降粘的方法
本发明涉及粘稠原油的乳化降粘方法。
随着原油开采的不断进行，油井中的原油粘度逐渐增大，常规的开采方法已不能满足要求，需要借助于乳化剂降低稠油粘度，达到提高采收率的目的。目前常用的稠油乳化降粘方法是将碱液、乳化剂和矿化水混合，然后从套管加入，与从地层渗流到井筒的稠油混合，乳化剂使油水界面张力大大降低，形成以稠油为分散相，水为连续相的O/W型乳状液体系，阻止了油滴的聚集。由于连续相水的粘度很低，稠油内摩擦变为水与管壁间的摩擦，大大降低了井筒内的流动阻力，流体粘度大幅降低，井口回压也显著降低，动力消耗减少，从而大幅度提高了采收率。
其中，文献报道和实际应用较多的乳化剂是非离子型表面活性剂，例如：
CN1064498A报道了用聚氧乙烯聚氧丙烯烷基苯酚醚作为乳化剂的实例，稠油形成O/W型乳状液后粘度比原来降低几十甚至几百倍。该文献称，此乳化剂能使生产效率提高10％，抽油机负荷降低25％，检泵周期延长2-4倍，油井产量递减幅度降低50-80％。
CN88105018A报道了以聚氧乙烯烷基酚醚作为稠油乳化剂的方法。此外，其它专利还报道了以聚氧乙烯醇醚、聚氧乙烯失水山梨糖醇酯、聚氧乙烯氧丙烯多乙烯多胺、聚氧乙烯氧丙烯丙二醇醚等非离子表面活性剂作为稠油乳化剂的方法。这些非离子型表面活性剂的成本较高，而且温度较高时，乳化降粘效果明显变差甚至失效。
阴离子表面活性剂的生产成本低，但抗硬水能力较差。为了降低乳化剂的成本，人们试图使用阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的复合剂或者使用带有两种基团的乳化剂，如脂肪醇聚氧乙烯和氧丙烯的硫酸(酯)盐等。但这种结构复杂的乳化剂进一步提高了成本。
US4147638报道了以未缩合的石油磺酸盐作为乳化剂的采油方法，但不适用于开采稠油和超稠油，因为稠油的开采条件比较特殊，地下水的矿化度很高，在配合蒸汽驱油时，温度可达350℃以上。在这样的条件下，未缩合的低分子量石油磺酸盐是无效的。
本发明的目的在于提供一种稠油乳化降粘的新方法，该方法成本低，乳化降粘效果好，可抗高温和硬水。
本发明提供的稠油乳化降粘方法包括：将含有石油磺酸盐缩合物的乳化剂和水与稠油接触乳化，形成o/w型乳液。其中，以稠油重量为基准，乳化剂浓度为0.01～1％，优选0.05～0.5％，水量为10～100％，优选20～80％。
所说石油磺酸盐缩合物的分子量可以是500～3000，优选1000～3000，更优选1000～2500，可以是市售商品，也可以按照CN1168360公开的方法制备。
所说乳化剂中还可以含有非离子表面活性剂，以增加抗硬水能力，如烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、有机羧酸聚氧乙烯醚、有机酰胺聚氧乙烯醚等。非离子表面活性剂在乳化剂中的含量可以是0～90％，优选10～70％。
乳化剂水溶液中还可以含有碱，如氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠等，碱的存在可以中和稠油中的部分酸，从而改善乳化降粘效果。碱在乳化剂水溶液中的浓度可以是0～0.5％，优选0.05～0.2％。
所说乳化用水可以是普通水质，如自来水、井水、蒸馏水，也可以是矿化度不高于60000mg/L，钙镁离子浓度不大于1000mg/L的高矿化度的矿化水。
本发明方法可以在高温下进行，乳化温度可以是0～400℃，优选10～350℃。
所说乳化剂和水与稠油的接触方式可以根据具体应用场合不同而有所不同。例如，如果是用于井筒降粘，可先以少量水将乳化剂配制成溶液，再将乳化剂水溶液随注水注入井筒；如果是用于蒸汽驱油，则可先以少量水将乳化剂配制成溶液，然后随注入蒸汽一起注入油层(将应注入水量换算成蒸汽量)；如果是用于管道输油，可将全部水与乳化剂配制成水溶液，再与稠油混合。
本发明提供的稠油乳化降粘方法采用的乳化剂是以催化裂解或蒸汽裂解的副产物为原料合成的石油磺酸盐缩合物，成本低廉，同时石油磺酸盐缩合物具有良好的亲油性，而且还具有抗高温和抗硬水的能力，提高了对稠油和超稠油的乳化降粘效果，可满足深井稠油的开采要求。
下面通过实例对本发明作进一步说明。
实例1
称取60℃粘度为22000mP.s的胜利单家寺超稠原油100g,0.2g平均分子量为1500的石油磺酸盐缩合物(PF200A，汇源合成剂厂产品)，0.1g HLB=17.4的壬基酚聚氧乙烯醚(NP-30，旅顺化工厂产品)，0.043g氢氧化钠，43g高矿化度硬水(总矿化度50000mg/l，其中钙镁离子浓度为750mg/l)，60℃下搅拌5分钟后，用NDJ-1型旋转粘度计(100转/分)测试乳化稠油的粘度，测试结果见表1。
实例2
称取60℃粘度为7521mP.s的辽河高升超稠原油100g,0.05g平均分子量为1500的石油磺酸盐缩合物(PF200A，汇源合成剂厂产品)，0.05g HLB=13.3的壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10，旅顺化工厂产品)，0.043g氢氧化钠，43g高矿化度硬水，搅拌5分钟后，用NDJ-1型旋转粘度计测试，乳化稠油粘度见表1。
实例3
称取60℃粘度为22000mP.s的胜利单家寺超稠原油100g,0.2g平均分子量为2500的石油磺酸盐缩合物(PF200A，汇源合成剂厂产品)，0.1g HLB=15的平平加(A-20，天津助剂厂产品)，0.043g氢氧化钠，43g高矿化度硬水(总矿化度50000mg/l，其中钙镁离子浓度为750mg/l)，60℃下搅拌5分钟后，用NDJ-1型旋转粘度计(100转/分)测试乳化稠油的粘度，测试结果见表1。
实例4
称取60℃粘度为22000mP.s的胜利单家寺超稠原油100g,0.2g平均分子量为1500的石油磺酸盐缩合物(PF200A，汇源合成剂厂产品)，0.1g HLB=15.0的油酸酰胺聚氧乙烯醚(SFC905，山东化工厂产品)，0.043g碳酸钠与氢氧化钠的缓冲溶液，43g高矿化度硬水(总矿化度50000mg/l，其中钙镁离子浓度为750mg/l)，60℃下搅拌5分钟后，用NDJ-1型旋转粘度计(100转/分)测试乳化稠油的粘度，测试结果见表1。
实例5
本实例采用不同乳化温度。
乳化温度为90℃，其余条件和乳化步骤同实例1，乳化稠油的粘度见表1。
实例6
本实例稠油来源不同。
称取60℃粘度为140mP.s的新疆粘稠原油100g,0.09g平均分子量为1500的石油磺酸盐缩合物(PF200A，汇源合成剂厂产品)，0.01g壬基酚聚氧乙烯醚(NP-30，旅顺化工厂产品)，0.043g氢氧化钠，43g高矿化度硬水，搅拌5分钟后，用NDJ-1型旋转粘度计测试，乳化稠油粘度见表1。
实例7
本实例采用低矿化度水。
60℃粘度为22000mP.s的单家寺超稠原油100g,0.02g平均分子量为1500的石油磺酸盐缩合物(PF200A，汇源合成合成剂厂产品)，0.01g壬基酚聚氧乙烯醚(NP-30，旅顺化工厂产品)，43g低矿化度水(总矿化度5000mg/l，其中钙镁离子250mg/l)，搅拌5分钟后，用NDJ-1型旋转粘度计测试，乳化稠油的粘度见表1。
实例8
本实例采用不同用量的矿化水。
60℃粘度为22000mP.s的单家寺超稠原油100g,0.02g平均分子量为1500的石油磺酸盐缩合物(PF200A，汇源合成合成剂厂产品)，0.01g壬基酚聚氧乙烯醚(NP-30，旅顺化工厂产品)，66g高矿化度硬水，搅拌5分钟后，用NDJ-1型旋转粘度计测试，乳化稠油的粘度见表1。
实例9
本实例乳化剂中只含有石油磺酸盐缩合物。
60℃粘度为22000mP.s的单家寺超稠原油100g,0.02g平均分子量为1500的石油磺酸盐缩合物(PF200A，汇源合成合成剂厂产品)，43g自来水，搅拌5分钟后，用NDJ-1型旋转粘度计测试，乳化稠油的粘度见表1。
实例10
本实例为抗高温试验。
为了模拟深井底部的高温使用条件，将实例1所述复合乳化剂，在350℃下保温3h后，按照实例1配制乳化稠油，用NDJ-1型旋转粘度计测试，乳化稠油粘度见表1。
对比例1
用市售非离子表面活性剂NP-30(壬基酚聚氧乙烯醚，结构同CN88105018)代替实例1所述复合乳化剂，乳化剂量，乳化条件和乳化步骤同实例1，测试结果见表1。
对比例2
乳化剂为NP-30，按照实例5的方法进行乳化，测试结果见表1。
对比例3
用市售磷酸酯(盐)型表面活性剂CY-2(结构同US4355651)代替实例1所述复合乳化剂，其余条件同实例1，测试结果见表1。
对比例4
乳化剂为CY-2，按照实例10的方法进行乳化，测试结果见表1。
对比例5
按照US4147638的方法制备分子量为350的石油磺酸盐，按实例1所述比例和非离子组分复配成复合乳化剂，并按所述步骤乳化稠油，测试结果见表1。
表1
    实例     乳化温度，℃     乳化稠油粘度，mP.s
    实例1     60     49
    实例2     60     230
    实例3     60     8
    实例4     60     24
    实例5     90     62
    实例6     60     15
    实例7     60     40
    实例8     60     17
    实例9     60     33
    实例10     60     340
    对比例1     60     150
    对比例2     90     不乳化
    对比例3     60     不乳化
    对比例4     60     不乳化
    对比例5     60     不乳化

Claims (11)

1．一种稠油乳化降粘的方法，包括：将含有石油磺酸盐缩合物的乳化剂、水与稠油接触乳化，形成o/w型乳液，其中，以稠油重量为基准，乳化剂浓度为0.01～1％，水量为10～100％。
2．按照权利要求1所说的方法，其特征在于，乳化剂浓度为0.05～0.5％。
3．按照权利要求1所说的方法，其特征在于，水量为20～80％。
4．按照权利要求1所说的方法，其特征在于，所说石油磺酸盐缩合物的分子量为500～3000。
5．按照权利要求1所说的方法，其特征在于，所说石油磺酸盐缩合物的分子量为1000～2500。
6．按照权利要求1所说的方法，其特征在于，所说乳化剂中还含有0～90％选自烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、有机羧酸聚氧乙烯醚、有机酰胺聚氧乙烯醚的非离子表面活性剂。
7．按照权利要求1所说的方法，其特征在于，非离子表面活性剂在乳化剂中的含量为10～70％。
8．按照权利要求1所说的方法，其特征在于，乳化剂水溶液中还含有0～0.5％的碱。
9．按照权利要求1所说的方法，其特征在于，乳化温度为0～400℃。
10．按照权利要求1所说的方法，其特征在于，乳化温度为10～350℃。
11．按照权利要求1所说的方法，其特征在于，乳化用水矿化度不高于60000mg/L，钙镁离子浓度不大于1000mg/L。
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