CN102585792A

CN102585792A - 一种用于超稠油的低成本环保油溶性降黏剂

Info

Publication number: CN102585792A
Application number: CN201210018499XA
Authority: CN
Inventors: 郭继香; 陈朝刚; 安娜; 于欣
Original assignee: China University of Petroleum Beijing
Current assignee: China University of Petroleum Beijing
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2032-01-20
Also published as: CN102585792B

Abstract

本发明提供一种应用于超稠油的低成本环保油溶性降黏剂，按质量百分比计，该油溶性降黏剂由20-65％的主剂、35-80％的溶剂和0.05～1％的引发剂组成的总量为100％的原料制备而成，其中主剂由质量比为3∶1∶1～3∶3∶3的地沟油、芳香烃和含有酸酐的烯烃组成。本发明的油溶性降粘剂利用环境废弃物(地沟油)，降低了生产成本，实现了废弃资源的充分利用；且能使超稠油黏度大大降低，节约稀油用量、满足稠油开采的需要。

Description

一种用于超稠油的低成本环保油溶性降黏剂

技术领域

本发明涉及原油开采领域，具体涉及一种用于稠油/超稠油开采过程中井筒降黏及管输过程中的低成本环保油溶性降黏剂，国际分类号为C10M或C10G。

背景技术

油层温度下黏度大于5×10⁴mPa·s的脱气原油称为超稠油。我国超稠油资源储量丰富，仅塔河油田的超稠油储量就占我国稠油总储量的40％左右。

长期以来，国内外对超稠油的开采主要采用加热降黏、乳化降黏以及掺稀降黏三种方法。其中加热降黏能耗过高、还带来一定的环境污染；乳化降黏不适用于低含水或不含水油井，在含水低时降黏效果适得其反，反而具有增黏效果，而且后期破乳脱水困难，因此对我国西北部严重缺水的干旱地区普遍不适用；掺稀降黏成本高，且受稀油资源的限制。因此，超稠油开采是目前困扰大多数油田的难题。

目前，我国的稠油油田，例如塔河油田，其稠油不仅重质组分胶质、沥青质含量高，而且油藏埋深达5350～7000m，超深井超稠油在油藏条件下可流动，在井筒举升过程随温度降低，原油黏度增大(如50℃时塔河超稠油黏度高达在100～1000×10⁴mPa s)，逐渐失去流动性，开采难度大。目前超深井超稠油开采的主要问题是井筒掺稀降黏问题。但掺稀油存在以下问题：(1)掺稀油资源不足；(2)随着油井含水上升，混合不匀，影响掺稀效果，对掺稀量的需求增大。为了缓解稀油紧缺问题，提高稠油降黏效果，急需解决稠油掺稀开采问题。

油溶性降黏剂分子可通过改变胶质和沥青质的聚集体结构，形成有降黏剂分子参与的新的聚集体，从而降低稠油黏度，近年来已得到油田的广泛关注。油溶性降黏剂主要适用含水量小于15％的稠油降黏。目前国外关于油溶性降黏剂的报道大多是以降凝剂为主的流动性改进剂成功应用于高凝、高黏原油输送方面，而且降黏率普遍较低，开采成本较高。我国对降黏降凝剂的研究及生产比发达国家落后数十年，1984年才开始见诸文献。油溶性降黏剂在采油工艺中的应用大多仅限于室内研究和现场试验阶段，且降黏效果不显著，降黏开采成本高。

因此，研制一种能节约稀油用量、又能满足稠油开采需要、而且生产过程中对环境无污染、成本低廉的油溶性降黏剂非常有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于超稠油开采中的低成本环保稠油降黏剂，使超稠油黏度大大降低，以节约稀油资源，提高稠油开采量。

本发明的主要技术方案是：提供一种应用于超稠油的低成本环保油溶性降黏剂，按质量百分比计，该油溶性降黏剂由20-65％的主剂、35-80％的溶剂和0.05～1％的引发剂组成的总量为100％的原料制备而成，其中主剂由质量比为3∶1∶1～3∶3∶3的地沟油、芳香烃和含有酸酐的烯烃组成。

所述地沟油是指废弃的动物脂、植物脂或其混合物。

所述芳香烃优选含有一个或多个苯环的烯烃，更优选苯乙烯、苯丁烯；

所述含有酸酐的烯烃优选顺丁烯二酸酐。

所述的溶剂是指石油类溶剂，优选柴油或芳香类有机溶剂；所述的芳香类有机溶剂优选苯、甲苯或3～6个甲基中的一种或多种。

本发明还提供所述低成本环保油溶性降黏剂的制备方法：

先用所述溶剂溶解主剂中的含有酸酐的烯烃，然后依次加入所述主剂中的地沟油和芳香烃，再加入引发剂，在30～90℃的温度以及氮气保护下，反应2～10小时，即得到本发明的油溶性降黏剂。

所述的引发剂可以选自偶氮类化合物或过氧化物中的任意一种。

与现有技术相比，本发明的降粘剂产品的有益效果在于：采用廉价易得且对环境无污染的地沟油替代了现有技术主剂中价格昂贵的动物脂。目前，地沟油的市场价格约为1000～2000元/吨，而羊毛脂市场价格约为40000元/吨，动物脂的市场价格在15000左右，因此本发明提供的油溶性降黏剂可节约成本15000元/吨左右。而且可以使废弃的地沟油再利用，解决了其对环境带来的污染问题，因此本发明在带来较大的经济效益的同时也带来了巨大的环境效益。

另外，本发明提供的低成本环保油溶性降黏剂适用范围比较宽，可直接用于掺稀油降黏生产中，用量按稀油和稠油总质量的1％计算，节约稀油率大于30％。

本发明提供的油溶性降黏剂的应用方法是：首先选定实验稀稠比，室温下将本发明合成的降黏剂加入到稀油中，降黏剂加量为稀油与稠油的质量之和的1％，加药过程中要不断搅拌，使降黏剂与稀油混合均匀。将配好的加有降黏剂的稀油加入到80℃预热15min的超稠油中，在室温下用玻璃棒搅拌均匀，测定体系50℃时的黏度，并计算降黏率。

具体实施方式

以下结合实施例详细说明本发明，但不限定本发明的范围。

实例1油溶性降黏剂

原料组成：

主剂 30％

偶氮二异丁腈(引发剂) 0.5％

甲苯(溶剂) 69.5％；

其中，上述主剂是质量比3∶1∶1的地沟油、苯丁烯和顺丁烯二酸酐。

制备方法：

先在常温下用甲苯将顺丁烯二酸酐充分溶解，然后依次加入地沟油、苯丁烯，再加入引发剂偶氮二异丁腈，在80℃，常压，氮气保护下，连续搅拌反应3小时，得到本发明中的油溶性降黏剂。

实例2油溶性降黏剂

组成：

主剂 37％

偶氮二异丁腈 0.3％

柴油(溶剂) 62.7％；

其中，上述主剂是质量比3∶2∶2的地沟油、苯乙烯和顺丁烯二酸酐。

制备方法：

先在常温下用柴油将顺丁烯二酸酐充分溶解，然后依次加入地沟油、苯乙烯，再加入引发剂偶氮二异丁腈，在80℃，常压，氮气保护下，连续搅拌反应3小时，得到本发明中的油溶性降黏剂。

实例3在塔河油田TH12126井稠油降黏中的应用

塔河TH12126稠油在地层温度140℃时可流动，室温下不流动，50℃时黏度为89×10⁴mPa·s。加入体系质量分数1％的实施例1制备的降黏剂后体系50℃黏度为7650mPa·s，降黏率为99.14％。

实例4在塔河油田TH12312井稠油降黏中的应用

塔河TH12312稠油在地层温度140℃时可流动，室温下不流动，50℃时黏度为58×10⁴mPa·s。加入体系质量分数1％的实施例2制备的降黏剂后体系50℃黏度为6250mPa·s，降黏率为98.92％。

实例5本发明油溶性降黏剂与现有技术中的不同油溶性降黏剂的对比

实验TH12312井稠油，降黏剂加量为混合液质量分数1％，采用Brookfield DV-11+Pro型(美)旋转黏度仪测试混合液体系50℃的黏度，计算降黏率，测试结果见表1。

表1不同降黏剂的降黏效果对比

注：上述市售降粘剂1以质量为1∶3∶4的煤油、芳烃、醇类混合物；市售降粘剂2为质量比3∶2∶1的醋酸乙烯酯、苯丁烯和顺丁烯二酸酐共聚物。

Claims

1.一种应用于超稠油的油溶性降黏剂，其特征在于：按质量百分比计，它由20-65％的主剂、35-80％的溶剂和0.05～1％的引发剂组成的总量为100％的原料制备而成，其中主剂由质量比为3∶1∶1～3∶3∶3的地沟油、芳香烃和含有酸酐的烯烃组成。

2.权利要求1所述的油溶性降黏剂，其特征在于：所述地沟油是选自废弃的动物脂、植物脂或其混合物。

3.权利要求1所述的油溶性降黏剂，其特征在于：所述芳香烃是含有一个或多个苯环的烯烃。

4.权利要求3所述的油溶性降黏剂，其特征在于：所述芳香烃是苯乙烯或苯丁烯。

5.权利要求1所述的油溶性降黏剂，其特征在于：所述含有酸酐的烯烃为顺丁烯二酸酐。

6.权利要求1所述的油溶性降黏剂，其特征在于：所述的溶剂是石油类溶剂。

7.权利要求6所述的油溶性降黏剂，其特征在于：所述的石油类溶剂是柴油或芳香类有机溶剂。

8.权利要求7所述的油溶性降黏剂，其特征在于：所述的芳香类有机溶剂选自苯、甲苯或3～6个甲基的苯中的任意一种或两种以上的混合物。

9.权利要求1所述的油溶性降黏剂的制备方法：是先用所述溶剂溶解主剂中的含有酸酐的烯烃，然后依次加入所述主剂中的地沟油和芳香烃，再加入引发剂，在30～90℃的温度以及氮气保护下，反应2～10小时，即得到所述的油溶性降黏剂。

10.权利要求9所述的制备方法，其特征在：所述的引发剂选自偶氮类化合物或过氧化物中的任意一种。