CN106318357A - 一种稠油降粘剂及其应用和稠油降粘的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种稠油降粘剂，该稠油降粘剂含有烯类酰胺聚合物、烷基芳基磺酸和低级醇，所述烯类酰胺聚合物、所述烷基芳基磺酸和所述低级醇的重量比为1：0.5-3：1-5，所述低级醇的碳原子数为1-4，所述稠油降粘剂用于降粘高金属含量稠油，所述高金属含量稠油30℃时的粘度≥10000mPa·s，沥青质的含量≥10％，金属Ni+V的含量≥260mg/kg；本发明还涉及上述稠油降粘剂在高金属含量稠油降粘中的应用；本发明还涉及一种稠油降粘的方法。本发明的稠油降粘剂以及稠油降粘方法针对高金属含量稠油具有较高的降粘率，具体地，降粘率可高达75-95％。

Description

一种稠油降粘剂及其应用和稠油降粘的方法
技术领域
本发明涉及一种稠油降粘剂，一种稠油降粘剂在高金属含量稠油降粘中的应用，以及一种稠油降粘的方法。
背景技术
随着世界经济的快速发展，对石油的需求不断增加，全球石油储量日益减少，原油重质化，劣质化趋势明显。美国《世界炼油》杂志预测，世界原油的平均API度将由2000年的32.5下降到2015年的32.3，稠油的开采越来越受到人们的重视。
然而稠油具有粘度高，密度大，流动性差等特点，这些特点给稠油的开采和集输带来了巨大的困难，例如，稠油粘度高，流动性差导致稠油在油层中渗流阻力大，使得稠油不能从油藏流入井底，从而难以开采，目前开发了许多技术用于稠油的开采，例如热力降粘，超声波降粘，微生物降粘等方法，但各种方法都有应用的局限性，热力降粘和超声波降粘耗能大，微生物降粘对油藏条件要求高。
稠油与其他普通稀油的主要差别在于其中含有更多的胶质和沥青质，这也是稠油粘度较大的主要因素。胶质、沥青质分子是稠油中相对分子质量最大且极性最强的组分，研究发现，沥青质分子在原油中以三维缔合网络结构形式存在，形成规整度很高的聚集体。胶质分子吸附在沥青质聚集体上，形成了沥青质粒子与液态油之间的过渡层，使沥青质粒子悬浮在油中，形成石油胶体。当原油分子间发生相对位移时会产生很大的内摩擦力，从而表现出原油的高粘度。此外，高金属含量稠油的胶质，沥青质中的金属(如V，Ni等)90％以卟啉化合物形式存在，其以配位键结合在一起，其在一定程度上也造成了沥青质分子聚集在一起，从而造成了高金属含量稠油的粘度比普通稠油的粘度更大，因此，高金属含量的稠油的降粘难度更大。
近年来稠油降粘的方法主要采用化学降粘法，化学降粘法包括乳化降粘和油溶性降粘，其对稠油降粘具有一定的效果。但是，现有的化学降粘法对高金属含量稠油的降粘率仍然不高。
因此，现在急需一种能够针对性降粘高金属含量稠油的稠油降粘剂。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中稠油降粘剂对高金属含量稠油的降粘率不高的缺陷，提供一种稠油降粘剂，一种稠油降粘剂在高金属含量稠油降粘中的应用，以及一种稠油降粘的方法。
本发明的发明人在研究中发现，将烯类酰胺聚合物、烷基芳基磺酸和低级醇配合使用，并控制烯类酰胺聚合物、烷基芳基磺酸和低级醇的重量比为1：0.5-3：1-5，低级醇的碳原子数为1-4，在稠油降粘剂用于降粘高金属含量稠油(高金属含量稠油30℃时的粘度≥10000mPa·s，沥青质的含量≥10重量％，金属Ni+V的含量≥260mg/kg)时，能够显著降低高金属含量稠油的粘度。
因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种稠油降粘剂，该稠油降粘剂含有烯类酰胺聚合物、烷基芳基磺酸和低级醇，所述烯类酰胺聚合物、所述烷基芳基磺酸和所述低级醇的重量比为1：0.5-3：1-5，所述低级醇的碳原子数为1-4，所述稠油降粘剂用于降粘高金属含量稠油，所述高金属含量稠油30℃时的粘度≥10000mPa·s，沥青质的含量≥10重量％，金属Ni+V的含量≥260mg/kg。
另一方面，本发明还提供了上述稠油降粘剂在高金属含量稠油降粘中的应用。
第三方面，本发明还提供了一种稠油降粘的方法，该方法包括：将高金属含量稠油与稠油降粘剂在20-100℃下混合均匀，所述高金属含量稠油30℃时的粘度≥10000mPa·s，沥青质的含量≥10重量％，金属Ni+V的含量≥260mg/kg，所述稠油降粘剂为上述稠油降粘剂。
本发明的稠油降粘剂和稠油降粘方法能够针对性地降粘高金属含量稠油(30℃时的粘度≥10000mPa·s，沥青质的含量≥10重量％，金属Ni+V的含量≥260mg/kg)，降粘率可高达75-95％。
本发明的稠油降粘剂能够针对性降低高金属含量稠油粘度，可能是由于：烯类酰胺聚合物可能能够与高金属含量稠油中沥青质分子间的极性基团反应，破坏沥青质分子间相互作用的氢键，同时低级醇可能能够破坏金属离子与沥青质芳香片层的缔合，使其游离出来，破坏了沥青质聚集体结构，总之，烯类酰胺聚合物与低级醇以及烷基芳基磺酸相互协同，相互促进，实现了针对性降低高金属含量稠油粘度的目的。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
一方面，本发明提供了一种稠油降粘剂，该稠油降粘剂含有烯类酰胺聚合物、烷基芳基磺酸和低级醇，所述烯类酰胺聚合物、所述烷基芳基磺酸和所述低级醇的重量比为1：0.5-3：1-5，所述低级醇的碳原子数为1-4，所述稠油降粘剂用于降粘高金属含量稠油，所述高金属含量稠油30℃时的粘度≥10000mPa·s，沥青质的含量≥10重量％，金属Ni+V的含量≥260mg/kg
根据本发明所述的稠油降粘剂，只要稠油降粘剂含有重量比为1：0.5-3：1-5的烯类酰胺聚合物、烷基芳基磺酸和低级醇，低级醇的碳原子数为1-4，将所述稠油降粘剂用于降粘上述特定的高金属含量稠油，即可提高稠油降粘剂的降粘率。但是，所述低级醇优选为甲醇、乙醇、丙醇和乙二醇中的至少一种，更优选为甲醇、乙醇和丙醇中的至少一种，能够进一步提高稠油降粘剂的降粘率。
根据本发明所述的稠油降粘剂，其中，所述高金属含量稠油可以为上述特定组成的高金属含量稠油，优选地，所述高金属含量稠油30℃时的粘度为11000-40000mPa·s，沥青质的含量为10-25重量％，金属Ni+V的含量为300-800mg/kg，更优选地，所述高金属含量稠油30℃时的粘度为16000-34000mPa·s，沥青质的含量为18-25重量％，金属Ni+V的含量为300-800mg/kg，从而能够进一步提高稠油降粘剂的降粘率。
根据本发明所述的稠油降粘剂，其中，优选地，所述烯类酰胺聚合物、所述烷基芳基磺酸和所述低级醇的重量比为1：0.5-1：1-3时，能够进一步提高稠油降粘剂的降粘率。
根据本发明所述的稠油降粘剂，其中，烷基芳基磺酸可以为本领域常规的烷基芳基磺酸，优选地，所述烷基芳基磺酸含有1个或2个烷基碳链，更优选地，所述烷基碳链的碳原子数小于25，进一步优选为1-18。
根据本发明所述的稠油降粘剂，其中，烯类酰胺聚合物可以为本领域常规的烯类酰胺聚合物，所述烯类酰胺聚合物的聚合度优选为10-40，更优选为20-30，能够更进一步提高稠油降粘剂的降粘率。更优选地，所述烯类酰胺聚合物为聚丙烯酰胺和/或聚丁烯酰胺，能够更进一步提高稠油降粘剂的降粘率。
另一方面，本发明提供了上述稠油降粘剂在高金属含量稠油降粘中的应用。
本发明中，高金属含量稠油30℃时的粘度≥10000mPa·s，沥青质的含量≥10重量％，金属Ni+V的含量≥260mg/kg，优选地，高金属含量稠油30℃时的粘度为11000-40000mPa·s，沥青质的含量为10-25重量％，金属Ni+V的含量为300-800mg/kg，更优选地，高金属含量稠油30℃时的粘度为16000-34000mPa·s，沥青质的含量为18-25重量％，金属Ni+V的含量为300-800mg/kg。
第三方面，本发明还提供了一种稠油降粘的方法，该方法包括：将高金属含量稠油与稠油降粘剂在20-100℃下混合均匀，所述高金属含量稠油30℃时的粘度≥10000mPa·s，沥青质的含量≥10重量％，金属Ni+V的含量≥260mg/kg，所述稠油降粘剂为上述稠油降粘剂。
根据本发明所述的方法，其中，优选地，所述高金属含量稠油30℃时的粘度为11000-40000mPa·s，沥青质的含量为10-25重量％，金属Ni+V的含量为300-800mg/kg，更优选地，所述高金属含量稠油30℃时的粘度为16000-34000mPa·s，沥青质的含量为18-25重量％，金属Ni+V的含量为300-800mg/kg，能够进一步提高稠油降粘剂的降粘率。
根据本发明所述的方法，其中，高金属含量稠油与稠油降粘剂的重量比可以本领域常规的重量比，优选地，高金属含量稠油与所述稠油降粘剂的重量比为1：0.005-0.01。
实施例
降粘率＝(稠油的初始粘度-降粘后稠油的粘度)/稠油的初始粘度×100％
实施例1
本实施例用于说明本发明的稠油降粘剂及其应用和稠油降粘的方法。
选取高金属含量稠油A(30℃时的粘度为16000mPa·s，沥青质的含量为18重量％，金属Ni+V的含量为300mg/kg)，取50g加入到烧杯中，再加入0.5g稠油降粘剂(聚合度为24的聚丁烯酰胺、壬基苯磺酸和乙醇的重量比为1：0.5：1，聚合度为24的聚丁烯酰胺购自上海鸿菲化工有限公司)，在20℃下混合均匀，静置反应24h，然后用HAAKE VT550测定其在30℃时的粘度为3200mPa·s，降粘率为80％。
实施例2
本实施例用于说明本发明的稠油降粘剂及其应用和稠油降粘的方法。
选取高金属含量稠油B(30℃时的粘度20000mPa·s，沥青质的含量19重量％，金属Ni+V的含量450mg/kg)，取50g加入到烧杯中，再加入0.4g稠油降粘剂(聚合度为20的聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸和甲醇的重量比为1：1：2，聚合度为20的聚丙烯酰胺购自上海鸿菲化工有限公司)，在50℃下混合均匀，静置反应24h，然后用HAAKE VT550测定其在30℃时的粘度为2100mPa·s，降粘率为89.5％。
实施例3
本实施例用于说明本发明的稠油降粘剂及其应用和稠油降粘的方法。
选取高金属含量稠油C(30℃时的粘度为34000mPa·s，沥青质的含量为25重量％，金属Ni+V的含量为800mg/kg)，取50g加入到烧杯中，再加入0.25g稠油降粘剂(聚合度为30的聚丙烯酰胺和聚合度为30的聚丁烯酰胺、丁基苯磺酸和丙醇的重量比为1：1：3，聚合度为30的聚丙烯酰胺和聚合度为30的聚丁烯酰胺的重量比为1：1，聚合度为30的聚丙烯酰胺和聚合度为30的聚丁烯酰胺均购自上海鸿菲化工有限公司)，在100℃下混合均匀，静置反应24h，然后用HAAKE VT550测定其在30℃时的粘度为1900mPa·s，降粘率为94.4％。
实施例4
本实施例用于说明本发明的稠油降粘剂及其应用和稠油降粘的方法。
按照实施例1的方法对高金属含量稠油进行降粘处理，不同的是，将乙醇替换为等重量的乙二醇，用HAAKE VT550测定其在30℃时的粘度为3600mPa·s，降粘率为77.5％。
实施例5
本实施例用于说明本发明的稠油降粘剂及其应用和稠油降粘的方法。
按照实施例1的方法对高金属含量稠油进行降粘处理，不同的是，将聚合度为24的聚丁烯酰胺替换为聚合度为40的聚丁烯酰胺(购自上海鸿菲化工有限公司)，用HAAKE VT550测定其在30℃时的粘度为3800mPa·s，降粘率为76.25％。
实施例6
本实施例用于说明本发明的稠油降粘剂及其应用和稠油降粘的方法。
按照实施例1的方法对高金属含量稠油进行降粘处理，不同的是，将聚合度为24的聚丁烯酰胺替换为聚合度为24的聚戊烯酰胺(购自上海鸿菲化工有限公司)，用HAAKE VT550测定其在30℃时的粘度为4000mPa·s，降粘率为75％。
实施例7
本实施例用于说明本发明的稠油降粘剂及其应用和稠油降粘的方法。
按照实施例1的方法对高金属含量稠油进行降粘处理，不同的是，聚合度为24的聚丁烯酰胺、壬基苯磺酸和乙醇的重量比为1：3：5，用HAAKEVT550测定其在30℃时的粘度为4000mPa·s，降粘率为75％。
实施例8
本实施例用于说明本发明的稠油降粘剂及其应用和稠油降粘的方法。
按照实施例1的方法对高金属含量稠油进行降粘处理，不同的是，将高金属含量稠油A替换为高金属含量稠油D(30℃时的粘度为90000mPa·s，沥青质的含量为46重量％，金属Ni+V的含量为980mg/kg)，用HAAKEVT550测定其在30℃时的粘度为16000mPa·s，降粘率为82.2％。
对比例1
按照实施例1的方法对稠油进行降粘处理，不同的是，将高金属含量稠油A替换为稠油E(30℃时的粘度为16000mPa·s，沥青质的含量为18重量％，金属Ni+V的含量为240mg/kg)，用HAAKE VT550测定其在30℃时的粘度为7800mPa·s，降粘率为51.3％。
对比例2
按照实施例1的方法对高金属含量稠油进行降粘处理，不同的是，将乙醇替换为等重量的正庚醇，用HAAKE VT550测定其在30℃时的粘度为10000mPa·s，降粘率为37.5％。
将实施例1-8与对比例1比较可以看出，本发明的稠油降粘剂以及稠油降粘方法对高金属含量的稠油(30℃时的粘度≥10000mPa·s，沥青质的含量≥10重量％，金属Ni+V的含量≥260mg/kg)具有较高的降粘率，具体地，降粘率可高达75-95％。
将实施例1-8与对比例2比较可以看出，相比较长链醇，本发明的稠油降粘剂以及稠油降粘方法中由于使用了低级醇，极大地提高了降粘率，这可能是由于低级醇使得高金属含量稠油中金属离子从卟啉化合物中游离出来，避免含有金属离子的卟啉化合物与缩合芳香片层或共轭***缺陷中心发生缔合作用。
将实施例1与实施例4比较可以看出，低级醇为甲醇、乙醇和丙醇中的至少一种时，能够进一步提高稠油降粘剂的降粘率。
将实施例1分别与实施例5和6比较可以看出，烯类酰胺聚合物为聚丙烯酰胺和/或聚丁烯酰胺，且聚合度为20-30时，能够进一步提高稠油降粘剂的降粘率。
将实施例1与实施例7比较可以看出，烯类酰胺聚合物、烷基芳基磺酸和低级醇的重量比为1：0.5-1：1-3时，能够进一步提高稠油降粘剂的降粘率。
将实施例1与实施例8比较可以看出，高金属含量稠油30℃时的粘度为11000-40000mPa·s，沥青质的含量为10-25重量％，金属Ni+V的含量为300-800mg/kg时，能够进一步提高稠油降粘剂的降粘率。
本发明的稠油降粘剂和稠油降粘方法能够针对性地降粘高金属含量的稠油(30℃时的粘度≥10000mPa·s，沥青质的含量≥10重量％，金属Ni+V的含量≥260mg/kg)，降粘率可高达75-95％。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种稠油降粘剂，其特征在于，该稠油降粘剂含有烯类酰胺聚合物、烷基芳基磺酸和低级醇，所述烯类酰胺聚合物、所述烷基芳基磺酸和所述低级醇的重量比为1：0.5-3：1-5，所述低级醇的碳原子数为1-4，所述稠油降粘剂用于降粘高金属含量稠油，所述高金属含量稠油30℃时的粘度≥10000mPa·s，沥青质的含量≥10重量％，金属Ni+V的含量≥260mg/kg。
2.根据权利要求1所述的稠油降粘剂，其中，所述低级醇为甲醇、乙醇、丙醇和乙二醇中的至少一种，优选为甲醇、乙醇和丙醇中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的稠油降粘剂，其中，所述烯类酰胺聚合物、所述烷基芳基磺酸和所述低级醇的重量比为1：0.5-1：1-3。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的稠油降粘剂，其中，所述烷基芳基磺酸含有1个或2个烷基碳链。
5.根据权利要求4所述的稠油降粘剂，其中，所述烷基碳链的碳原子数小于25，优选为1-18。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的稠油降粘剂，其中，所述烯类酰胺聚合物的聚合度为10-40，优选为20-30。
7.根据权利要求6所述的稠油降粘剂，其中，所述烯类酰胺聚合物为聚丙烯酰胺和/或聚丁烯酰胺。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的稠油降粘剂，其中，所述高金属含量稠油30℃时的粘度为11000-40000mPa·s，沥青质的含量为10-25重量％，金属Ni+V的含量为300-800mg/kg。
9.权利要求1-8中任意一项所述的稠油降粘剂在高金属含量稠油降粘中的应用。
10.一种稠油降粘的方法，其特征在于，该方法包括：将高金属含量稠油与稠油降粘剂在20-100℃下混合均匀，所述高金属含量稠油30℃时的粘度≥10000mPa·s，沥青质的含量≥10重量％，金属Ni+V的含量≥260mg/kg，所述稠油降粘剂为权利要求1-8中任意一项所述的稠油降粘剂。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述高金属含量稠油30℃时的粘度为11000-40000mPa·s，沥青质的含量为10-25重量％，金属Ni+V的含量为300-800mg/kg。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述高金属含量稠油与所述稠油降粘剂的重量比为1：0.005-0.01。
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