乙醯丙酮鉬環糊精包合物的製備法及在稠油降粘中的應用的製作方法

2023-07-25 01:09:06 1

專利名稱：乙醯丙酮鉬環糊精包合物的製備法及在稠油降粘中的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於稠油油藏開發領域中，能使稠油催化降粘、增加採收率的包合物的製備方法及在稠油降粘中的應用。
背景技術：
稠油是指在油層溫度下脫氣原油粘度大於100mPa·S，相對密度大於0.92的原油。在國外一般稱為重油(包括瀝青砂、軟瀝青)，屬於非常規石油資源。
稠油開採工藝的研究自稀油開採成功以後就一直沒有停止過，這不僅是稠油流動性差，給開採帶來困難，而且主要是含量豐富，據有關專家估計稠油資源比常規原油資源高數倍至十餘倍，具有替代常規石油能源的戰略地位(胡見義.重油資源的巨大潛力.石油勘探開發，1998(1)1)。從1991年開始，國際重油研討會就提出「稠油及瀝青砂-21世紀的烴能源」。稠油油藏開發的迫切性還在於稠油埋層相對較淺，輕烴不斷揮發造成不可再生資源嚴重流失。正是由於輕組分的揮發，隨著時間的加大，稠油成分中重組分將越來越大，也就是說開採將越來越困難。
稠油油藏一般採用熱力開採，就是把熱流體注入地層，如熱水、蒸汽吞吐、蒸汽驅等。不論是水驅、蒸汽吞吐還是蒸汽驅開採稠油雖然都具有①能夠降低原油粘度；②起到高溫解堵作用；③能夠降低界面張力；④對流體及巖石具有熱膨脹作用；⑤在高溫下稠油能夠發生裂解。但是，也存在問題①井底蒸汽幹度低；②回採水低；③生產汽油比高，泵效低，排量少；④砂害嚴重，事故多；⑤原油採收率低；⑥熱利用效率低，注入熱量僅有35％左右用於油層的加熱；⑦油氣比較低。因此，沒有從根本上解決稠油粘度高、流動困難等由高粘度所導致的一系列開採難的問題。
科學工作者們試圖從各種角度使井下稠油就地改質，把稠油中的大分子變為小分子，進而使稠油粘度下降。這其中最早也是最長時間研究的就是水熱裂解稠油開採工藝(包括水熱催化稠油改質)。
水熱裂解是在注入蒸汽的條件下，藉助於蒸汽與稠油之間發生化學反應來降低稠油粘度，從而達到井下降粘的目的。縱觀半個多世紀以來水熱裂解的研究成果，純粹水熱裂解都要求油藏有相當高的溫度(340℃左右)，這對於複雜的地層來說，要實現整個油藏都達到這樣高的溫度是相當難的。
催化水熱裂解似乎解決了這個問題，不論是金屬鹽(Fan Hongfu，Liu Yongjun.Downhole catalytic upgrades of heavy oil.Oil Gas Journal.200218)還是金屬配合物(鄒長軍，黃志宇，羅平亞.[MoO2(acac)2]/t-BuOOH/H3PO4催化氧化體系對稠油中重組分的降解作用，化工學報，2005(5)852)，離子液體(鄒長軍，黃志宇，羅平亞.離子液體介質中瀝青砂內重組分的降解過程研究，化工學報，2004(12)2095)等都能顯著降低稠油水熱裂解的溫度，但是，隨之而來的問題是催化劑容易停留在井口地帶，很難隨注入流體進入油藏內部。
為了改善上述問題，本發明將催化劑組裝在環糊精或羥丙基環糊精內腔中。環糊精或羥丙基環糊精具有較好的水溶性，能夠隨驅替流體一起進入稠油油藏。由於環糊精的內腔具有親脂性，雖然乙醯丙酮鉬具有親脂性，但是，與油藏中的油相小分子來說親脂性要小的多，故環糊精內腔中的催化劑很容易被稠油油相分子趕出。離開環糊精內腔的乙醯丙酮鉬催化劑正好在油藏中發揮催化降解作用，而不是僅僅停留在井筒附近。

發明內容
本發明的目的在於將降粘用催化劑乙醯丙酮鉬暫時被保護在環糊精的圓筒型內腔，當遇到親脂性更大的油相分子時，催化劑才適時釋放，適地催化。達到稠油井下降粘開發，特提供一種乙醯丙酮 鉬環糊精包合物的製備法及在稠油降粘中的應用。
為了達到上述目的，本發明採用以下技術方案一種乙醯丙酮鉬環糊精包合物的製備法及在稠油降粘中的應用，其特徵是，先以乙醯丙酮鉬、環糊精或羥丙基環糊為原料，原料比1∶1.06(摩爾比)，在20℃-40℃氣浴搖床中、60-150轉/分培養48小時，製得催化劑乙醯丙酮鉬環糊精包合物或乙醯丙酮鉬羥丙基環糊精包合物；再按1000-5000μg/g、催化劑/稠油的用量，將催化劑乙醯丙酮鉬環糊精包合物或乙醯丙酮鉬羥丙基環糊精包合物與各種粘度的稠油混合；按1000-3600μg/g稠油的用量加入10-33％過氧化氫、過氧化異丁烷或過氧化異丙苯，在120-250℃條件下反應10-24小時；再加入與過氧化物等摩爾比的磷酸、或磷酸二氫鈉，再在120-250℃條件下反應10-24小時，總反應時間為36-48小時，使稠油的粘度大幅度下降。
本發明的技術方案中，將催化劑/稠油混合，優選用量為2500-5000μg/g；以10-33％過氧化物為氧化劑，優選用量為2400-3600μg/g稠油，優選的反應溫度為180-240℃，優選的反應時間為18-24小時；再與過氧化物等摩爾比的磷酸或磷酸二氫鈉反應，優選的反應時間為18-24小時；稠油降粘率能達到58-80％。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果(1)採用乙醯丙酮鉬環糊精包合物催化改質稠油降粘開採方法，克服了稠油降粘催化劑易停留在井筒附近，不能顯著降低稠油油藏深部的稠油的缺點；(2)本發明用於稠油開發，操作方便、成本不高，使稠油採收率大幅度提高，能廣泛應用在稠油油藏的開發領域中。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明作進一步說明。實驗採用的降粘率計算公式如下 實驗所用粘度計為旋轉粘度計。
實例1準確量取濃度為3.0mg/mL的乙醯丙酮鉬溶液15mL於錐形瓶中，置於恆溫培養振蕩箱中，40℃低速順時針振蕩；再按原料比1∶1.06(摩爾比)稱取一定量環糊精，用蒸餾水溶解，然後慢慢地將環糊精溶液逐滴加入到錐形瓶中，在40℃的溫度下，150轉/分攪拌48小時，乙醯丙酮鉬完全溶解，溶液變成藍色或水綠色停止，減壓蒸餾，再乾燥，研磨，得0.185g淺藍色粉末。
實例2準確量取濃度為3.0mg/mL的乙醯丙酮鉬溶液15mL於錐形瓶中，置於恆溫培養振蕩箱中，20℃低速順時針振蕩；再按原料比1∶1.06(摩爾比)稱取一定量羥丙基環糊精，用蒸餾水溶解，然後慢慢地將羥丙基環糊精溶液逐滴加入到錐形瓶中，在20℃的溫度下，60轉/分攪拌48小時，乙醯丙酮鉬完全溶解，溶液變成藍色或水綠色停止，減壓蒸餾，再乾燥，研磨，得0.206g藍色粉末。
實例3按催化劑用量4800μg/g，在遼河油田高升採油廠提供的50℃時稠油粘度為3600mPa·S的33g稠油中，加入1.728g乙醯丙酮鉬環糊精包合物催化劑和5000μg/g稠油的30％過氧化氫氧化劑，在240℃條件下，反應24小時後。再與過氧化物等摩爾比的磷酸反應24小時，稠油降粘率達到61.4％。
實例4按催化劑用量4800μg/g，在遼河油田高升採油廠提供的50℃時稠油粘度為3600mPa·S的33g稠油中，加入1.728g乙醯丙酮鉬羥丙基環糊精包合物催化劑和5000μg/g稠油的30％過氧化氫氧化劑，在240℃條件下，反應24小時後。再與過氧化物等摩爾比的磷酸反應24小時，稠油降粘率達到70.1％。
實例5按催化劑用量4800μg/g，在遼河油田高升採油廠提供的50℃時稠油粘度為3600mPa·S的33g稠油中，加入1.728g乙醯丙酮鉬環糊精包合物催化劑和5000μg/g稠油的過氧化氫叔丁烷氧化劑，在240℃條件下，反應24小時後。再與過氧化物等摩爾比的磷酸反應24小時，稠油降粘率達到73.6％。
實例6按催化劑用量4800μg/g，在遼河油田高升採油廠提供的50℃時稠油粘度為3600mPa·S的33g稠油中，加入1.728g乙醯丙酮鉬羥丙基環糊精包合物催化劑和5000μg/g稠油的過氧化氫叔丁烷氧化劑，在240℃條件下，反應24小時後。再與過氧化物等摩爾比的磷酸反應36小時，稠油降粘率達到78.4％。
權利要求
1.一種乙醯丙酮鉬環糊精包合物的製備法及在稠油降粘中的應用，其特徵是先以乙醯丙酮鉬、環糊精或羥丙基環糊精為原料，原料比1∶1.06為摩爾比，在20℃-40℃氣浴搖床中、60-150轉/分培養48小時，製得催化劑乙醯丙酮鉬環糊精包合物或乙醯丙酮鉬羥丙基環糊精包合物；催化劑與稠油按1000-5000μg/g的用量，將催化劑乙醯丙酮鉬環糊精包合物或乙醯丙酮鉬羥丙基環糊精包合物與各種粘度的稠油混合；按1000-3600μg/g稠油的用量加入10-33％過氧化氫、過氧化異丁烷或過氧化異丙苯，在120-250℃條件下反應10-24小時；再加入與過氧化物等摩爾比的磷酸或磷酸二氫鈉，再在120-250℃條件下反應10-24小時，總反應時間為36-48小時，使稠油粘度大幅度下降。
2.根據權利要求1所述的包合物的製備法及在稠油降粘中的應用，其特徵是將催化劑與稠油混合，優選用量為2500-5000μg/g；以10-33％過氧化物為氧化劑，優選用量為2400-3600μg/g稠油，優選的反應溫度為180-240℃，優選的反應時間為18-24小時；再與過氧化物等摩爾比的磷酸或磷酸二氫鈉反應，優選的反應時間為18-24小時；稠油降粘率能達到58-80％。
全文摘要
本發明涉及一種用於稠油油藏開發領域中，能使稠油催化降粘，增加採收率的乙醯丙酮鉬環糊精包合物的製備法及在稠油降粘中的應用。它將催化劑被保護在環糊精內，當遇到親脂性更大的油相分子時，適時釋放，適地催化，達到稠油井下降粘開發。本發明的技術方案是以乙醯丙酮鉬、環糊精或羥丙基環糊精為原料，在氣浴搖床中轉動培養一定小時得此包合物；按1000－5000μg/g稠油的用量將此包合物與各種稠油混合；按1000－3600μg/g稠油的用量加入10－33％過氧化物在120－250℃條件下反應10－36小時；再加入與過氧化物等摩爾比的磷酸，在120－250℃條件下反應10－24小時。本發明能使稠油粘度大幅度下降，有利於提高稠油油藏採收率，能廣泛應用在稠油油藏的開發領域中。
文檔編號C09K8/58GK1948349SQ20061002225
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月9日 優先權日2006年11月9日
發明者鄒長軍, 黃志宇, 羅平亞 申請人:西南石油大學