CN101117574A - 一种耐高温的特稠油降粘剂及其制备与使用方法 - Google Patents

一种耐高温的特稠油降粘剂及其制备与使用方法 Download PDF

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高晋生
张宗兵
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Abstract

本发明提供了一种在常温和高温下均适用的耐高温高效特稠油降粘剂及其制备使用方法，降粘剂由表面活性剂、促进剂、调节剂按一定质量比例复合而成。使用本降粘剂约50～1500ppm，使50℃粘度分别为26200.0mPa.s和33300.0mPa.s的特稠油粘度降低99％以上。降粘剂的耐温性能好，能在地层或井筒内20～350℃温度下形成稳定的水包油乳状液。乳状液可用加破乳剂方法破乳。本降粘剂对原油管输过程和原油炼制过程无任何影响。本发明的降粘剂用量少，降粘效果好，生产成本低，无三废，制备工艺简单，适合批量生产。

Description

一种耐高温的特稠油降粘剂及其制备与使用方法
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，涉及一种用于特稠油开采和输送的降粘剂及其制备使用方法。
背景技术
稠油含胶质、沥青质高，粘度高，比重大，流动性差，给油田的开采和集输带来很大困难。国内外开采稠油的常用方法是蒸汽吞吐和蒸汽驱等热采技术，能耗高、成本高。而且油田还面临着对固井质量不好的稠油井无法注气开采及过热蒸汽驱油法还受油层深度限制而对深层稠油的开采效果太差等难题。降低稠油粘度除蒸汽驱方法外，还有乳化分散降粘法，通过加入乳化降粘剂，使原油形成低粘度的O/W型乳状液，从而使原油流动性大为改善，提高原油采收率，使其便于正常开采，是一条简单、经济、有效的途径，而且，这种降粘剂加到采出的稠油中还可实现常温低粘度输送。针对目前缺少能随蒸汽注入的耐高温高效特稠油降粘剂及既能在常温下使用，又能在高温下有效的降粘剂的问题，本发明提供的一种高效特稠油降粘剂，既能耐高温可随蒸汽注入有效降粘开采特稠油，降低注入蒸汽压力，节省成本，又能够保持常温下特稠油乳状液的低粘度，可实现特稠油的常温低粘度输送。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在常温和高温下均适用的特稠油降粘剂及其制备使用方法。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种特稠油降粘剂，其特征在于，所述的降粘剂由表面活性剂、促进剂、调节剂复合而成，其组成及重量份数比如下：
表面活性剂    1
促进剂        0-2
调节剂        8-60
所说的表面活性剂为有机酸与碱中和反应新生成的盐，具有通式为：X-Y-Z，其中X为烃基，具有的结构为：CnH2n+1-，CnH2n-1-，CnH2n-1-(CH2)n-，
Figure A20071004388100051
Figure A20071004388100052
n＝8～30，优选n＝12～20，
Y为酸性基团，具有的结构为：-COOH，-COO-，-SO3H，-SO3-，-OSO3H，-OSO3 -，-OPO3H，-OPO3-O-(-CH2CH2O-)n-OSO3，-O-(-CH2CH2O-)n-OSO3-，
Z为碱性基团，具有的结构为：K+，Na+，NH4，NH2CH2CH2NH2，NH2CH2CH2OH，NH(CH2CH2OH)2，N(CH2CH2OH)3；
所说的促进剂为烃类、烃类氧化物及其衍生物中的一种或两种以上混合物；
所说的调节剂是可调节复合乳化降粘剂的PH值范围而使其PH＝7～9的碱性物质，为选自NaOH，KOH，Na2CO3，NaHCO3，K2CO3，KHCO3，Na3PO4，Na2HPO4，NaH2PO4，K3PO4，K2HPO4，KH2PO一种或一种以上的混合物。
本发明还提供上述特稠油复合降粘剂的制备方法，其特征在于，所说的方法包括以下步骤：1)、将上述带有Y的有机酸和带有Z的碱按摩尔比1∶1的比例中和反应，反应温度10～250℃，优选60～150℃，反应时间为2～6小时，以2～4小时为佳，制得表面活性剂；
2)、将步骤1)制得的表面活性剂与促进剂按重量份数比1∶0-2均匀混合，得到主剂；
3)、将表面活性剂8-60倍(重量份数比)的调节剂加入到步骤2)得到的主剂中，制得复合降粘剂。
本发明同时提供上述复合降粘剂的使用方法，其特征在于，使用时用水将其稀释为0.01～1％浓度，按油水比70∶30的质量比例，在30～90℃温度条件下加入特稠油中进行乳化降粘。
其中所说的水可以是普通水。
本发明的优点在于：1、降粘剂用量少，成本低，降粘效果好，降粘率达到99％以上；2、耐温性能好，最高可达350℃；3、制备工艺简单，无三废，适合批量生产。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明的方法。
实例1～6所针对降粘的特稠油1#，其密度0.9586g/cm3(20℃)，凝点19℃，含胶质30.22％，沥青质1.17％，蜡含量0.38％，50℃粘度26200.0mPa.s，25℃粘度为202700.0mPa.s。
实例1
称取35g氢氧化钠水溶液加入带搅拌的反应釜中，再加入88g平均分子量为245的C12～C18的混合有机酸(可以是工业生产副产物)，边搅拌边升温，在常压、80～100℃反应2～4h；停止加热，冷至常温，灌装，即为主剂产品。
使用时，取约50g特稠油1#于带塞玻璃瓶中，于75℃下的恒温水浴恒温1h；取实例1主剂产品3～5g，向其中加入调节剂碳酸钠水溶液，使其PH＝7～9，配制成复合降粘剂，用水将复合降粘剂稀释为0.1～1％浓度，于75℃下的恒温水浴恒温0.5h；在75℃操作温度下，按实例1复合降粘剂用量为1016.8ppm、油水比为70∶30的质量比例将稀释复合降粘剂逐渐加入到特稠油1#中，边加入边用玻璃棒搅拌5～10分钟，使其混合均匀，形成特稠油乳状液。然后置室温下放置48小时后用旋转粘度计测其粘度，并观察其均匀稳定性。降粘效果见表1。
实例2
称取50g氢氧化钠水溶液加入带搅拌的反应釜中，再加入100g平均分子量为250的C12～C18的混合有机酸(可以是工业生产副产物)，边搅拌边升温，在常压、80～100℃反应2～3h；停止加热，边搅拌边加入150g促进剂为甲苯及二甲苯的混合物(可以是工业生产副产物)，继续搅拌0.5～1h；冷至常温，灌装，即为主剂产品。其对特稠油1#进行乳化降粘的操作方法与实例1同，具体操作温度90℃，实例2复合降粘剂的用量为434.8ppm，降粘效果见表1。
实例3
称取50g氢氧化钠水溶液加入带搅拌的反应釜中，再加入100g平均分子量为265的C12～C18的混合有机酸(可以是工业生产副产物)，边搅拌边升温，在常压、80～100℃反应2～3h；停止加热，边搅拌边加入150g促进剂为沸程200～350℃的工业溶剂油(可以是工业生产副产物)，继续搅拌0.5～1h；冷至常温，灌装，即为主剂产品。其对特稠油1#进行乳化降粘的操作方法与实例1同，具体操作温度75℃，实例3复合降粘剂的用量为556.3ppm，降粘效果见表1。
实例4
取实例3主剂产品对特稠油1#进行乳化降粘，操作方法与实例1同，具体操作温度30℃，实例4复合降粘剂的用量为918.3ppm，降粘效果见表1。
实例5
取实例3主剂产品对特稠油1#进行乳化降粘，操作方法与实例1同，具体操作温度60℃，实例5复合降粘剂的用量为648.4ppm，降粘效果见表1。
实例6
取实例3主剂产品对特稠油1#进行乳化降粘，操作方法与实例1同，具体操作温度75℃，实例6复合降粘剂的用量为613.9ppm，降粘效果见表1。
表1
  特稠油1#粘度(mPa.s)(25℃)     操作温度℃     降粘剂用量ppm   特稠油1#乳状液粘度(mPa.s，25℃) 降粘率(％)  降粘倍数
实施例1   202700.0     75     1016.8    121.1  99.940  1673.8
实施例2   202700.0     90     434.8    87.4  99.957  2319.2
实施例3   202700.0     75     556.3    184.2  99.909  1100.4
实施例4   202700.0     30     918.3    73.4  99.964  2761.6
实施例5   202700.0     60     648.4    162.1  99.920  1250.5
实施例6   202700.0     75     613.9    165.8  99.918  1222.6
实施例7～8所针对降粘的特稠油2#，其密度0.9562g/cm3(20℃)，凝点15℃，含胶质16.25％，沥青质3.87％，蜡含量1.99％，50℃粘度33300.0mPa.s，30℃粘度192400.0mPa.s。
实例7
取约50g特稠油2#于带塞玻璃瓶中，于75℃下的恒温水浴恒温1h；取实例3主剂产品3～5g，向其中加入调节剂碳酸钠水溶液，使其PH＝7～8，配制成复合降粘剂，用水将复合降粘剂稀释为0.01～0.05％浓度，于75℃下的恒温水浴恒温0.5h；在75℃操作温度下，按实例7复合降粘剂用量为33.1ppm、油水比为70∶30的质量比例将稀释复合降粘剂逐渐加入到特稠油2#中，边加入边用玻璃棒搅拌5～10分钟，使其混合均匀，形成特稠油乳状液。然后置室温下放置48小时后用旋转粘度计测其粘度，并观察其均匀稳定性。降粘效果见表2。
实例8
取实例3主剂产品对特稠油2#进行乳化降粘，操作方法与实例7同，具体操作温度75℃，实例8复合降粘剂的用量为42.4ppm，降粘效果见表2。
表2
 特稠油2#粘度(mPa.s)(30℃)    操作温度℃   降粘剂用量ppm   特稠油2#乳状液粘度(mPa.s，30℃) 降粘率(％) 降粘倍数
 实施例7  192400.0    75   33.1   142.4 99.926  1351.1
 实施例8  192400.0    75   42.4   66.9 99.965  2875.9

Claims (6)

1.一种耐高温的特稠油降粘剂，其特征在于，所述的降粘剂由表面活性剂、促进剂、调节剂复合而成，其组成及重量份数比如下：
表面活性剂    1
促进剂        0-2
调节剂        8-60
所说的表面活性剂为有机酸与碱中和反应新生成的盐，具有通式为：X-Y-Z，
其中X为烃基，具有的结构为：CnH2n+1-，CnH2n-1-，
CnH2n-1-(CH2)n-，
Figure A2007100438810002C1
n＝8～30，
Y为酸性基团，具有的结构为：-COOH，-COO-，-SO3H，-SO3-，-OSO3H，-OSO3 -，-OPO3H，-OPO3-O-(-CH2CH2O-)n-OSO3，-O-(-CH2CH2O-)n-OSO3-，
Z为碱性基团，具有的结构为：K+，Na+，NH4，NH2CH2CH2NH2，NH2CH2CH2OH，NH(CH2CH2OH)2，N(CH2CH2OH)3；
所说的促进剂为烃类、烃类氧化物及其衍生物中的一种或几种的混合物；
所说的调节剂为选自NaOH，KOH，Na2CO3，NaHCO3，K2CO3，KHCO3，Na3PO4，Na2HPO4，NaH2PO4，K3PO4，K2HPO4，KH2PO一种或几种的混合物。
2.如权利要求1所述的耐高温的特稠油降粘剂，其特征在于，所述的表面活性剂的烃基结构中n＝10～20。
3.如权利要求1所述的耐高温的特稠油降粘剂的制备方法，其特征在于，所说的方法包括以下步骤：
1)、将上述带有Y的有机酸和带有Z的碱溶液按摩尔比1∶1的比例中和反应，反应温度10～250℃，反应时间为2～6小时，制得表面活性剂；
2)、将步骤1)制得的表面活性剂与促进剂按重量份数比1∶0-2均匀混合，得到主剂；
3)、按重量份数比，将表面活性剂8-60倍的调节剂加入到步骤2)得到的主剂中，制得复合降粘剂。
4.如权利要求3所述的耐高温的特稠油降粘剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中反应温度为60～150℃，反应时间为2～4小时。
5.如权利要求1所述的耐高温的特稠油降粘剂的使用方法，其特征在于，使用时，用水将所述的特稠油降粘剂按质量稀释为0.01～1％浓度，按油水比70∶30的质量比例，在30～90℃温度条件下加入特稠油中进行乳化降粘。
6.如权利要求5所述的耐高温的特稠油降粘剂的使用方法，其特征在于，所说的水为普通水。
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