乳化降粘劑及其製備方法和應用以及稠油乳化降粘的方法與流程

2024-01-29 19:27:15 3

本發明涉及乳化降粘領域，具體地，涉及一種乳化降粘劑及該乳化降粘劑的製備方法和應用，以及採用該乳化降粘劑進行稠油乳化降粘的方法。

背景技術：

稠油是指50℃條件下粘度大於50mPa.s的原油。由於稠油粘度大，導致流動性差，給稠油的開採、舉升和集輸過程帶來許多不利的影響。乳化降粘是採用外加表面活性劑將稠油與表面活性劑水溶液形成「水包油」型乳狀液，從而降低原油粘度，改善稠油流動性的一種降粘方法。

稠油開發在我國的油氣開發中佔有一定的比重，遼河油田、勝利油田、新疆油田、中原油田以及江蘇油田均存在稠油分布。稠油開採佔整體石油開採比重也在增加。改善稠油的流動性是稠油開採、舉升以及集輸過程的關鍵技術。乳化降粘能夠實現稠油在低溫條件下的「冷採」，井筒舉升及低溫輸送。乳化降粘對於提高稠油油藏開發效果，提高經濟效益具有重要作用。

CN103320110A公開了一種稠油和超稠油開採用納米複合型耐高溫助採劑及其製備方法。其由改性納米無機助劑、石油磺酸鹽、降粘劑、乳化劑、表面潤溼劑、滲透劑、高分子改性劑、催化劑製備而成。其主要成分為納米SiO2、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑及高分子聚合物。降粘劑可以在高溫條件下進行稠油降粘。

CN102618245A公開了一種乳化降粘劑和用途。降粘劑主要由十二烷基磺酸鈉、磺酸鹽型陰離子表面活性劑、烷基苯磺酸鹽型陰離子表面活性劑和羧酸鹽型陰離子表面活性劑組成。該降粘劑可以實現礦化度20000mg/L條件下對普通稠油和超稠油乳化降粘。

CN102604618A公開了一種稠油冷採地層原油降粘劑，應用於油田稠油冷採的地層原油處理，提高地層原油流動性。降粘劑由N,N-油醯雙牛磺酸鈉、月桂醯基甲基牛磺酸鈉、仲烷基硫酸鈉、乳化劑OPE-12、油酸鈉和氫氧化鈉組成。

含蠟稠油是一種特殊類型的稠油，由於稠油中蠟的含量高，導致這類稠油不僅粘度高，而且凝點高。由於其中含有大量的蠟組分，這類稠油難以乳化降粘，而且更易於形成「油包水」型乳狀液。已有的稠油乳化降粘劑主要是以陰離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑及助表面活性劑以及pH值調節劑、聚合物等組成。這類乳化降粘劑對於相適應的普通稠油及超稠油均具有好的降粘效果，但對於高含蠟稠油乳化降粘適應性差、且不適用於含高鈣、鎂離子地層水的稠油乳化降粘。

技術實現要素：

本發明的目的是為了克服現有技術的上述缺陷，提供一種新的乳化降粘劑，該乳化降粘劑不僅適用於高含蠟稠油乳化降粘，也可應用於含蠟低的普通稠油和超稠油進行乳化降粘，而且對於含高鈣、鎂離子的地層水的稠油具有極好的適應性。

本發明的發明人在研究中發現，乳化降粘劑含有陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、醇和高分子聚合物，可使乳化降粘劑適用於高含蠟稠油乳化降粘，也可應用於含蠟低的普通稠油和超稠油進行乳化降粘，而且對於含高鈣、鎂離子的地層水的稠油具有極好的適應性。

因此，為了實現上述目的，一方面，本發明提供了一種乳化降粘劑，所述乳化降粘劑含有陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、醇和高分子聚合物。

優選地，所述乳化降粘劑還含有水。

優選地，以所述乳化降粘劑的重量為基準，所述陽離子表面活性劑的含量為0.05-5重量％，所述非離子表面活性劑的含量為0.01-1重量％，所述醇的含量為0.01-0.2重量％，所述高分子聚合物的含量為0.01-1重量％，餘量為水；更優選地，以所述乳化降粘劑的重量為基準，所述陽離子表面活性劑的含量為0.1-0.8重量％，所述非離子表面活性劑的含量為0.05-0.2重量％，所述醇的含量為0.05-0.1重量％，所述高分子聚合物的含量為0.05-0.2重量％，餘量為水。

優選地，所述陽離子表面活性劑為烷基三甲基氯化胺和/或烷基三甲基溴化胺，所述烷基的碳原子數為3-20，更優選為12-18；所述陽離子表面活性劑更進一步優選為十二烷基三甲基氯化胺、十四烷基三甲基氯化胺，十六烷基三甲基氯化胺和十八烷基三甲基氯化胺中的至少一種。

優選地，所述非離子表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧丙烯醚中的至少一種。烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧丙烯醚的烷基的碳原子數優選為5-15，更優選為7-10，烷基酚聚氧乙烯醚的聚氧乙烯、烷基酚聚氧丙烯醚的聚氧丙烯的聚合度優選為5-20，更優選為7-15；脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚的烷基的碳原子數優選為5-20，更優選為8-14，脂肪醇聚氧乙烯醚的聚氧乙烯、脂肪醇聚氧丙烯醚的聚氧丙烯的聚合度優選為3-20，更優選為7-15。

優選地，所述醇為一元醇，所述醇的碳原子數為1-12，更優選為2-6，所述醇更進一步優選為乙醇和/或丁醇。

優選地，所述高分子聚合物為聚丙烯醯胺、黃原膠、羧甲基纖維素、硬葡聚糖和聚乙烯醇中的至少一種。所述聚丙烯醯胺的粘均分子量優選為500×104-3000×104。

優選地，所述水的礦化度為0-25×104mg/L，鈣鎂離子含量為0-2×104mg/L。

第二方面，本發明提供了如上所述的乳化降粘劑的製備方法，所述方法包括：將陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、醇和高分子聚合物完全溶解在水中。

優選地，所述溶解的方式包括：在攪拌條件下，將高分子聚合物加入部分水中，攪拌至充分溶解，然後再加入陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑和醇，並加入餘量水，攪拌至完全溶解。

第三方面，本發明提供了如上所述的乳化降粘劑在稠油乳化降粘中的應用。

優選地，所述稠油中蠟含量為5-25重量％。

第四方面，本發明提供了一種稠油乳化降粘的方法，所述方法包括：將乳化降粘劑與稠油接觸，所述乳化降粘劑為如上所述的乳化降粘劑。

優選地，所述接觸的條件包括：在25-200℃下，更優選在40-60℃下恆溫2-240min，更優選90-150min，然後攪拌10-20min。

優選地，所述乳化降粘劑的用量為所述稠油的30重量％以上，更優選為30-70重量％。

優選地，所述稠油中蠟含量為5-25重量％。

本發明的乳化降粘劑，能夠有效降低稠油的粘度，尤其適用於高含蠟稠油，也可應用於含蠟低的普通稠油和超稠油，而且對於含高鈣、鎂離子的地層水的稠油具有極好的適應性。

本發明的其它特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。

一方面，本發明提供了一種乳化降粘劑，該乳化降粘劑含有陽離子表面 活性劑、非離子表面活性劑、醇和高分子聚合物。

本領域技術人員應該理解的是，乳化降粘劑在實際使用時，應將各組分充分溶解在水中使用，因此，優選地，本發明的乳化降粘劑還含有水。

本發明中，優選地，以乳化降粘劑的重量為基準，陽離子表面活性劑的含量為0.05-5重量％，非離子表面活性劑的含量為0.01-1重量％，醇的含量為0.01-0.2重量％，高分子聚合物的含量為0.01-1重量％，餘量為水；更優選地，以乳化降粘劑的重量為基準，陽離子表面活性劑的含量為0.1-0.8重量％，非離子表面活性劑的含量為0.05-0.2重量％，醇的含量為0.05-0.1重量％，高分子聚合物的含量為0.05-0.2重量％，餘量為水。在上述優選情況下，能夠更有效地降低稠油的粘度。

本發明中，陽離子表面活性劑優選為烷基三甲基氯化胺和/或烷基三甲基溴化胺，烷基的碳原子數優選為3-20，更優選為12-18；陽離子表面活性劑更優選為十二烷基三甲基氯化胺、十四烷基三甲基氯化胺，十六烷基三甲基氯化胺和十八烷基三甲基氯化胺中的至少一種。在該優選情況下，能夠更有效地降低稠油的粘度。

本發明中，非離子表面活性劑優選為烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧丙烯醚中的至少一種。其中，烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧丙烯醚的烷基的碳原子數優選為5-15，更優選為7-10，烷基酚聚氧乙烯醚的聚氧乙烯、烷基酚聚氧丙烯醚的聚氧丙烯的聚合度優選為5-20，更優選為7-15，例如，可以選用江蘇海安石油化工廠生產的NP-7、NP-10、NP-15、OP-7、OP-10、OP-15等。脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚的烷基的碳原子數優選為5-20，更優選為8-14，脂肪醇聚氧乙烯醚的聚氧乙烯、脂肪醇聚氧丙烯醚的聚氧丙烯的聚合度優選為3-20，更優選為7-15，例如，可以選用江蘇海安石油化工廠生產的AEO-7、AEO-9、AEO-13、JFC-4、JFC-6等。

本發明中，醇優選為一元醇，醇的碳原子數優選為1-12，更優選為2-6，醇更進一步優選為乙醇和/或丁醇。

本發明中，高分子聚合物優選為聚丙烯醯胺、黃原膠、羧甲基纖維素、硬葡聚糖和聚乙烯醇中的至少一種，聚丙烯醯胺的粘均分子量優選為500×104-3000×104。對於羧甲基纖維素、硬葡聚糖和聚乙烯醇，可以採用本領域常用的羧甲基纖維素、硬葡聚糖和聚乙烯醇。

本發明的乳化降粘劑對於含高鈣、鎂離子的地層水的稠油具有極好的適應性，即不會由於地層水中的高含量的鈣、鎂離子而失效，因此，對於本發明的乳化降粘劑中的水的要求比較寬泛，例如，水的礦化度可以為0-25×104mg/L，鈣鎂離子含量可以為0-2×104mg/L。本發明中，鈣鎂離子含量指的是鈣離子和鎂離子的總的含量。本發明的水可以為蒸餾水、油田注入水、油田產出水等。

第二方面，本發明提供了如上所述的乳化降粘劑的製備方法，該方法包括：將陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、醇和高分子聚合物完全溶解在水中。

本發明中，對於溶解的具體方式無特殊要求，可以採用本領域技術人員所能想到的各種方式，只要將陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、醇和高分子聚合物按各自的量完全溶解在水中即可得到本發明的乳化降粘劑。由於高分子聚合物比較難溶，因此，例如，可以採用如下方式進行溶解以製備本發明的乳化降粘劑：在攪拌條件下，將高分子聚合物加入部分水中，攪拌至充分溶解，然後再加入陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑和醇，並加入餘量水，攪拌至完全溶解。

本領域技術人員應該理解的是，「充分溶解」即是指溶解後不存在可見的不溶物，「完全溶解」即是指全部溶解掉。

本發明中，攪拌一般是指在200-400rpm下攪拌。

本領域技術人員應該理解的是，為了使高分子聚合物更好地溶解，在加入高分子聚合物時優選緩慢加入。部分水一般為水總量的1/3-2/3。攪拌至充分溶解，一般在常溫下，例如15-30℃下，攪拌3.5-4.5小時，即可充分溶解。攪拌至完全溶解，一般在常溫下，例如15-30℃下，攪拌20-30min，即可完全溶解。

第三方面，本發明提供了如上所述的乳化降粘劑在稠油乳化降粘中的應用。

本發明的乳化降粘劑不僅能夠對含蠟低的普通稠油和超稠油進行乳化降粘，而且還適用於高含蠟稠油乳化降粘，高含蠟稠油中蠟含量一般為5-25重量％。而且，本發明的乳化降粘劑對於含高鈣、鎂離子的地層水的稠油具有極好的適應性。

第四方面，本發明提供了一種稠油乳化降粘的方法，該方法包括：將乳化降粘劑與稠油接觸，乳化降粘劑為如上所述的乳化降粘劑。

本發明旨在通過特定的乳化降粘劑進行稠油的乳化降粘，因此，對於乳化降粘的具體方法無特殊要求，可以採用本領域常用的各種方法，例如，乳化降粘劑與稠油接觸的條件可以包括：在25-200℃下，優選在40-60℃下恆溫2-240min，優選90-150min，然後攪拌10-20min。

由於本發明的乳化降粘劑可以在高達200℃的溫度下與稠油接觸進行乳化降粘，因此，本發明的乳化降粘劑能夠適用於高溫稠油的乳化降粘。

本發明中，乳化降粘劑的用量優選為稠油的30重量％以上，更優選為30-70重量％。

如前所述，本發明的乳化降粘劑適用於高含蠟稠油乳化降粘，高含蠟稠油中蠟含量一般為5-25重量％。

實施例

以下的實施例將對本發明作進一步的說明，但並不因此限制本發明。

在以下實施例和對比例中：

粘度的測定：在50℃下採用Brookfield DV-II粘度計，在剪切速率為7.34S-1的條件下進行測定。

實施例1

本實施例用於說明本發明的乳化降粘劑和稠油乳化降粘的方法。

(1)取50g水(礦化度：160000mg/L，其中Ca2+濃度：10000mg/L，Mg2+濃度：10000mg/L)，在400rpm攪拌下緩慢加入0.05g聚丙烯醯胺(粘均分子量為1000×104，水解度為20％)，在25℃下攪拌4h，加入0.1g陽離子表面活性劑十八烷基三甲基氯化胺，加入0.05g壬基酚聚氧乙烯醚(聚氧乙烯的聚合度為10)，再加入0.05g乙醇，加水至100g，攪拌至完全溶解，得到乳化降粘劑A1。

(2)在200mL燒杯中，取30g乳化降粘劑A1加入到70g江蘇油田含蠟稠油(50℃粘度9630mPa.s、蠟含量25重量％，原油中蠟含量按照SY/T0537-2008測定)，將燒杯放置於50℃水浴中恆溫2h，攪拌10分鐘，稠油均勻乳化，然後在50℃下測定粘度為65mPa.s。

實施例2

本實施例用於說明本發明的乳化降粘劑和稠油乳化降粘的方法。

(1)取50g蒸餾水(礦化度：0mg/L，其中Ca2+濃度：0mg/L，Mg2+濃度：0mg/L)，在300rpm攪拌下緩慢加入0.2g聚丙烯醯胺(粘均分子量500×104，水解度為25％)，在15℃下攪拌4.5h，加入0.8g陽離子表面活性劑十二烷基三甲基氯化胺，加入0.2g辛基酚聚氧丙烯醚(聚氧丙烯的聚合度為15)，再加入0.1g丁醇，加水至100g，攪拌至完全溶解，得到乳化降粘劑 A2。

(2)在200mL燒杯中，取30g乳化降粘劑A2加入到70g中原油田含蠟稠油(50℃粘度98000mPa.s、蠟含量13％，原油中蠟含量按照SY/T0537-2008測定)，將燒杯放置於40℃水浴中恆溫2.5h，攪拌15分鐘，稠油均勻乳化，然後在50℃下測定粘度為35mPa.s。

實施例3

本實施例用於說明本發明的乳化降粘劑和稠油乳化降粘的方法。

(1)取50g水(礦化度：250000mg/L，其中Ca2+濃度：18000mg/L，Mg2+濃度：2000mg/L)，在200rpm攪拌下緩慢加入0.1g聚丙烯醯胺(粘均分子量為3000×104，水解度20％)，在30℃下攪拌3.5h，加入0.4g陽離子表面活性劑十六烷基三甲基氯化胺，加入0.1g十二醇聚氧乙烯醚(聚氧乙烯的聚合度為13)，再加入0.08g丁醇，加水至100g，攪拌至完全溶解，得到乳化降粘劑A3。

(2)在200mL燒杯中，取70g乳化降粘劑A3加入到100g中原油田含蠟稠油(50℃粘度36000mPa.s、蠟含量5重量％，原油中蠟含量按照SY/T0537-2008測定)，將燒杯放置於60℃水浴中恆溫1.5h，攪拌20分鐘，稠油均勻乳化，然後在50℃下測定粘度為52mPa.s。

實施例4

本實施例用於說明本發明的乳化降粘劑和稠油乳化降粘的方法。

按照實施例1製備乳化降粘劑，不同的是，陽離子表面活性劑十八烷基三甲基氯化胺的用量為0.05g，得到乳化降粘劑A4。採用乳化降粘劑A4按照實施例1的方法對實施例1中的稠油進行乳化降粘，然後在50℃下測定粘度為160mPa.s。

實施例5

本實施例用於說明本發明的乳化降粘劑和稠油乳化降粘的方法。

按照實施例1製備乳化降粘劑，不同的是，壬基酚聚氧乙烯醚的用量為0.01g，得到乳化降粘劑A5。採用乳化降粘劑A5按照實施例1的方法對實施例1中的稠油進行乳化降粘，然後在50℃下測定粘度為129mPa.s。

實施例6

本實施例用於說明本發明的乳化降粘劑和稠油乳化降粘的方法。

按照實施例1製備乳化降粘劑，不同的是，乙醇的用量為0.01g，得到乳化降粘劑A6。採用乳化降粘劑A6按照實施例1的方法對實施例1中的稠油進行乳化降粘，然後在50℃下測定粘度為167mPa.s。

實施例7

本實施例用於說明本發明的乳化降粘劑和稠油乳化降粘的方法。

按照實施例1製備乳化降粘劑，不同的是，聚丙烯醯胺的用量為0.01g，得到乳化降粘劑A7。採用乳化降粘劑A7按照實施例1的方法對實施例1中的稠油進行乳化降粘，然後在50℃下測定粘度為220mPa.s。

實施例8

本實施例用於說明本發明的乳化降粘劑和稠油乳化降粘的方法。

按照實施例1製備乳化降粘劑，不同的是，將十八烷基三甲基氯化胺替換為十烷基三甲基氯化胺，得到乳化降粘劑A8。採用乳化降粘劑A8按照實施例1的方法對實施例1中的稠油進行乳化降粘，然後在50℃下測定粘度為460mPa.s。

實施例9

本實施例用於說明本發明的乳化降粘劑和稠油乳化降粘的方法。

按照實施例1製備乳化降粘劑，不同的是，將壬基酚聚氧乙烯醚(聚氧乙烯的聚合度為10)替換為己基酚聚氧乙烯醚(聚氧乙烯的聚合度為5)，得到乳化降粘劑A9。採用乳化降粘劑A9按照實施例1的方法對實施例1中的稠油進行乳化降粘，然後在50℃下測定粘度230mPa.s。

實施例10

本實施例用於說明本發明的乳化降粘劑和稠油乳化降粘的方法。

按照實施例3製備乳化降粘劑，不同的是，將十二醇聚氧乙烯醚(聚氧乙烯的聚合度為13)替換為庚醇聚氧乙烯醚(聚氧乙烯的聚合度為5)，得到乳化降粘劑A10。採用乳化降粘劑A10按照實施例3的方法對實施例3中的稠油進行乳化降粘，然後在50℃下測定粘度為280mPa.s。

實施例11

本實施例用於說明本發明的乳化降粘劑和稠油乳化降粘的方法。

按照實施例1製備乳化降粘劑，不同的是，將聚丙烯醯胺(粘均分子量為1000×104，水解度為20％)替換為聚丙烯醯胺(粘均分子量為300×104，水解度為20％)，得到乳化降粘劑A12。採用乳化降粘劑A12按照實施例1的方法對實施例1中的稠油進行乳化降粘，然後在50℃下測定粘度為160mPa.s。

將實施例1分別與實施例4-7進行比較可以看出，以乳化降粘劑的重量為基準，陽離子表面活性劑的含量為0.1-0.8重量％，非離子表面活性劑的含量為0.05-0.2重量％，醇的含量為0.05-0.1重量％，高分子聚合物的含量為 0.05-0.2重量％，餘量為水，能夠進一步降低稠油的粘度。

將實施例1與實施例8進行比較可以看出，陽離子表面活性劑為十二烷基三甲基氯化胺、十四烷基三甲基氯化胺，十六烷基三甲基氯化胺和十八烷基三甲基氯化胺中的至少一種，能夠進一步降低稠油的粘度。

將實施例1與實施例9進行比較，將實施例3與實施例10進行比較，可以看出，非離子表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧丙烯醚中的至少一種，其中，烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧丙烯醚的烷基的碳原子數為7-10，烷基酚聚氧乙烯醚的聚氧乙烯、烷基酚聚氧丙烯醚的聚氧丙烯的聚合度為7-15，脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚的烷基的碳原子數為8-14，脂肪醇聚氧乙烯醚的聚氧乙烯、脂肪醇聚氧丙烯醚的聚氧丙烯的聚合度為7-15，能夠進一步降低稠油的粘度。

將實施例1與實施例11進行比較可以看出，高分子聚合物為聚丙烯醯胺、黃原膠、羧甲基纖維素、硬葡聚糖和聚乙烯醇中的至少一種，聚丙烯醯胺的粘均分子量優為500×104-3000×104，能夠進一步降低稠油的粘度。

本發明的乳化降粘劑，能夠有效降低稠油的粘度，尤其適用於高含蠟稠油，也可應用於含蠟低的普通稠油和超稠油，而且對於含高鈣、鎂離子的地層水的稠油具有極好的適應性。

以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本發明的保護範圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。