CN113072921A - 一种用于井筒超稠油的降粘剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田应用化学技术领域，具体涉及一种用于井筒超稠油的降粘剂。所述降粘剂包括以下组分及其重量份：纳米助剂1‑10份，阴非离子高分子表面活性剂10‑100份，阴离子表面活性剂10‑100份，渗透剂1‑10份，分散剂1‑10份，水为以上组分总量的0.1‑2000倍。本发明提供的井筒稠油降粘剂具有耐盐耐温能力强的特点，在微扰动情况下能够高效乳化分散降粘井筒中含胶质和沥青质高的稠油，降粘率在98%以上。

Description

一种用于井筒超稠油的降粘剂

技术领域

本发明属于油田应用化学技术领域，具体涉及一种用于井筒超稠油的降粘剂。

背景技术

超稠油中轻组分含量低，沥青质和胶质含量较高，直链烃含量少，从而导致大部分超稠油具有高粘度和高密度的特性，开采和运输相当困难。尤其是集输过程中，超稠油由井筒举升至地面时，随着温度下降等因素的影响，超稠油粘度迅速增大，导致通道堵塞，目前，国内外常用的井筒超稠油降粘方法有加热法、掺稀油法及化学药剂降粘法。其中添加乳化降粘剂是一种较新的井筒超稠油降粘技术，乳化降粘剂的主要组分是表面活性剂，通过降低油水界面张力，使井筒中的超稠油从油包水的乳化状态转变为以水为外相的乳化状态，从而使超稠油粘度大幅度降低，可以大大节省能耗和操作成本。

自20世纪90年代，许多稠油油藏通过加表面活性剂实现稠油管输的现场试验，并且得到了许多宝贵的经验，在稠油的开采以及输送方面均取得很大的进步，稠油的乳化降粘率超过90％。同时也研究了原油乳状液的破乳脱水技术，为实现稠油乳化常温输送提供了宝贵的技术支持。关于稠油降粘的研究，已经发表了很多文章和专利，但是目前仍然存在不少问题，比如降粘剂普适性、耐温抗盐性能、降粘后的破乳问题等等。尤其是超稠油的降粘，更是存在很高的难度。以下是典型的降粘研究例子：

最近，国内有人报道了一种新的复合降粘剂，该剂结合了油溶性和水溶性降粘剂的优点。该降粘剂分子链接枝具有较高碳数两亲基团和耐盐的亲水性基团，通过分散和乳化能力降粘。实验测试表明，没有水，降粘剂可以实现超稠油50％的粘度降低。该剂可以实现超低界面张力，形成较稳定的O/W乳状液。

中国专利申请CN 102140909 A公开一种稠油乳化降粘的方法，包括将A剂选自炼厂馏分油、轻质油或中质油中的一种或几种与稠油混合；将B剂加入到稠油与A剂的混合物中，混合后形成水包油乳状液，所述B剂由阴离子表面活性剂、非离子-阴离子表面活性剂和水组成。本发明的乳化降粘方法不使用碱，抗矿盐能力强，特别是能乳化50℃粘度大于500000mPa.s的超高粘度稠油，且乳化后的稠油粘度低，乳化成本适中。该方法比较复杂，成本较高，实际上第一步已经使用轻质油降粘了。

中国专利CN 105001847 B公开一种抗盐型稠油分散减阻剂及制备方法，所述抗盐型稠油分散减阻剂的各组分重量百分比为：中间体5～10％，脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚5～10％，EDY20～30％，其余为水；中间体各组分重量百分比为：改性丙烯酸5～10％，丙烯酰胺80～90％，脂肪醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯5～10％，改性丙烯酸配比为十二烷基苯胺75～85％，丙烯酸15～25％。该发明适用于油田稠油开采，抗盐型稠油分散减阻剂能在无搅拌或微搅拌的情况下渗透到原油中的胶质沥青质分子当中，分散堆叠的胶质沥青质分子结构，其中的反相组分可以改变胶质沥青质分子的亲水亲油平衡，从而降低稠油的生产粘度，增加原油产量。该方法没有述及粘度超过50000mP.s的超稠油原油降粘情况。

CN100516164C公开一种抗高温高盐型纳米乳化降粘剂。该降粘剂是由非离子表面活性剂、阴离子型表面活性剂、改性纳米助剂、NaOH、促进剂、水组成。其制法是：在常温常压下加入OP-10 5～7％、促进剂2～5％、改性纳米助剂0.5～2％，并搅拌均匀；后加入阴离子型表面活性剂30～45％、平平加1～3％；最后加入NaOH 20～30％与水20～40％，再以60～120r/min的转速连续搅拌60～90min，制得本纳米乳化降粘剂产品。该降粘剂体系稳定性好，存放不会发生聚结；形成的水包油颗粒更小、更均匀，提高了渗流能力；能大幅度降低界面张力，提高驱油效率，可用于稠油开采和输送领域。该方法存在乳化降粘后破乳难度加大问题，不利于后期的油水分离。

但现有乳化降粘技术用于井筒超稠油降粘存在几个问题，一是表面活性剂耐温耐盐性能较差，对于蒸汽驱后耐受井筒高温条件无法满足；二是乳化降粘后形成的乳状液体系难以破乳；三是在井筒中没有剧烈扰动，降粘剂与采出液混合，降粘效果不行。

发明内容

为克服以上所述技术缺陷，本发明提供一种用于井筒超稠油的降粘剂。本发明制备的稠油降粘剂具有降粘率高，使用浓度低，耐温耐盐性能好。在微扰动情况下，本发明化学剂能有效与井筒中的超稠油充分作用，降低粘度，改善流动性。

本发明主要目的，提供一种用于井筒超稠油的降粘剂，所述化学剂包括以下组分及其重量份：纳米助剂1-10份，阴非离子高分子表面活性剂10-100份，阴离子表面活性剂10-100份，渗透剂1-10份，分散剂1-10份，水为以上组分总量的0.1-2000倍。

优选地，包括以下组分及其重量份：纳米助剂1份，阴非离子高分子表面活性剂20-90份，阴离子表面活性剂20-90份，渗透剂2-9份，分散剂2-9份，水为以上组分总量的0.2-1500倍。

优选地，所述纳米助剂为改性纳米二氧化硅。

优选地，所述改性纳米二氧化硅粒径在10～100nm，表面由硅烷偶联剂K570改性处理。

优选地，所述阴-非离子高分子表面活性剂为酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物的磷酸酯盐或硫酸酯盐。

优选地，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。该阴离子表活剂便宜易得，并且易于与稠油中的胶质和沥青质发生作用。

优选地，渗透剂为耐高温的高碳醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐类。

优选地，分散剂为水溶性聚合物聚乙烯醇、聚丙烯酸盐或聚丙烯酰胺。

优选地，所述阴-非离子高分子表面活性剂中酚醛树脂聚合度为2～10，嵌段聚醚为三嵌段聚合物，顺序分别为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷，聚合度分别为3～90、3～90、3～90。

优选地，所述渗透剂为高碳醇的碳原子数为8～18，聚氧乙烯聚合度为3～20。

酚醛树脂以及嵌段聚醚的聚合度越高，渗透剂碳原子数和聚合度越高，相应降粘效率越高，但是过高的聚合度在生产中难以实现，过高的碳原子数易产生凝固，本发明所述范围内的聚合度应用效果最佳。

本发明提供的井筒稠油降粘剂具有耐盐耐温能力强的特点，在微扰动情况下能够高效乳化分散降粘井筒中含胶质和沥青质高的稠油，降粘率在98％以上。

本发明稠油降粘剂适用于普通稠油、特稠油以及超稠油的井筒降粘，含水要求在30％以上，适用于各种矿化度地层条件下的超稠油的降粘。乳化降粘后的分散体系有利于管输，并且不影响后续破乳工作。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例1

取改性纳米二氧化硅1g，烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚硫酸盐(酚醛树脂聚合度为10，嵌段聚醚为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷，聚合度分别为90)30g，十二烷基苯磺酸钠20g，十二醇聚氧乙烯醚(聚合度10)磷酸酯1g，聚丙烯酸盐1g，水47g，在30℃下在250mL三口瓶中搅拌30min，即得降粘剂。

实施例2

取改性纳米二氧化硅0.5g，烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚硫酸盐(酚醛树脂聚合度为10，嵌段聚醚为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷，聚合度分别为90)20g，十二烷基苯磺酸钠10g，十二醇聚氧乙烯醚(聚合度10)磷酸酯0.5g，聚丙烯酸盐1g，水68g，在30℃下在250mL三口瓶中搅拌30min，即得降粘剂。

实施例3

取改性纳米二氧化硅0.1g，烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚硫酸盐(酚醛树脂聚合度为10，嵌段聚醚为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷，聚合度分别为90)10g，十二烷基苯磺酸钠5g，十二醇聚氧乙烯醚(聚合度10)磷酸酯0.4g，聚丙烯酸盐0.5g，水84g，在30℃下在250mL三口瓶中搅拌30min，即得降粘剂。

实施例4

取改性纳米二氧化硅0.05g，烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚硫酸盐(酚醛树脂聚合度为10，嵌段聚醚为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷，聚合度分别为90)5g，十二烷基苯磺酸钠3g，十二醇聚氧乙烯醚(聚合度10)磷酸酯0.25g，聚丙烯酸盐0.2g，水91.5g，在30℃下在250mL三口瓶中搅拌30min，即得降粘剂。

实施例5

取改性纳米二氧化硅0.5g，烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚硫酸盐(酚醛树脂聚合度为2，嵌段聚醚为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷，聚合度分别为3)20g，十二烷基苯磺酸钠10g，辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯(聚氧乙烯聚合度为3)0.5g，聚丙烯酸盐1g，水68g，在30℃下在250mL三口瓶中搅拌30min，即得降粘剂。

实施例6

取改性纳米二氧化硅0.5g，烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚硫酸盐(酚醛树脂聚合度为10，嵌段聚醚为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷，聚合度分别为90)20g，十二烷基苯磺酸钠10g，十八醇聚氧乙烯醚磷酸酯(聚氧乙烯聚合度为20)0.5g，聚丙烯酸盐1g，水68g，在30℃下在250mL三口瓶中搅拌30min，即得降粘剂。

对比例1

与实施例2的区别在于，所用阴离子表面活性剂为石油磺酸钠甲醛缩合物，其它均与实施例2相同。

对比例2

与实施例2的区别在于，所用阴离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚羧酸钠，其它均与实施例2相同。

应用案例：

选取油田石油开发中心胜凯管理区郑411区块超稠油油样(50℃粘度30万mPa.s,采出水矿化度20000ppm)，采用实施例1-6及对比例1-2配制好的降粘剂，按照油水比3：7的比例，其中降粘剂含量为0.3％，降粘温度为130℃，测定降粘率。各降粘率具体如下表1所示：

表1

选取油田石油开发中心胜凯管理区郑411区块超稠油油样(50℃粘度30万mPa.s,采出水矿化度20000ppm)，采用实施例2配制好的降粘剂，按照油水比3：7的比例，其中降粘剂含量为0.3％，降粘温度为90℃，降粘率为99.5％。

选取油田石油开发中心胜凯管理区郑411区块超稠油油样(50℃粘度30万mPa.s,采出水矿化度20000ppm)，采用实施例2配制好的降粘剂，按照油水比3：7的比例，其中降粘剂含量为0.3％，降粘温度为70℃，降粘率为99.3％。

选取油田石油开发中心胜凯管理区郑411区块超稠油油样(50℃粘度30万mPa.s,采出水矿化度20000ppm)，采用实施例2配制好的降粘剂，按照油水比3：7的比例，其中降粘剂含量为0.3％，降粘温度为60℃，降粘率为93.5％。

选取油田石油开发中心胜凯管理区郑411区块超稠油油样(50℃粘度30万mPa.s,采出水矿化度20000ppm)，采用实施例2配制好的降粘剂，按照油水比3：7的比例，其中降粘剂含量为0.2％，降粘温度为130℃，降粘率为99.6％。

选取油田石油开发中心胜凯管理区郑411区块超稠油油样(50℃粘度30万mPa.s,采出水矿化度20000ppm)，采用实施例2配制好的降粘剂，按照油水比3：7的比例，其中降粘剂含量为0.2％，降粘温度为80℃，降粘率为99.1％。

选取油田石油开发中心胜凯管理区郑411区块超稠油油样(50℃粘度30万mPa.s,采出水矿化度20000ppm)，采用实施例2配制好的降粘剂，按照油水比3：7的比例，其中降粘剂含量为0.15％，降粘温度为80℃，降粘率为89.5％。

将实施例2配制好的降粘剂用于胜利油田石油开发中心胜凯管理区郑411区块平-19#超稠油井井筒降粘。井筒温度在130-150℃，日产液量10m³左右，含水50-60％，该井为乳化严重油井，采出液几乎不出游离水。该井直接采用连续加药方式，日加药量从50kg减少到6kg，历经30天，电加热逐渐由75A降低至20A。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于井筒超稠油的降粘剂，其特征在于，包括以下组分及其重量份：纳米助剂1-10份，阴非离子高分子表面活性剂10-100份，阴离子表面活性剂10-100份，渗透剂1-10份，分散剂1-10份，水为以上组分总量的0.1-2000倍。

2.根据权利要求1所述的降粘剂，其特征在于，包括以下组分及其重量份：纳米助剂1份，阴非离子高分子表面活性剂20-90份，阴离子表面活性剂20-90份，渗透剂2-9份，分散剂2-9份，水为以上组分总量的0.2-1500倍。

3.根据权利要求1或2所述的降粘剂，其特征在于，所述纳米助剂为改性纳米二氧化锌。

4.根据权利要求3所述的化学剂，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅粒径在10～100nm，表面由硅烷偶联剂K570改性处理。

5.按照权利要求1或2所述的降粘剂，其特征在于，所述阴-非离子高分子表面活性剂为酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物的磷酸酯盐或硫酸酯盐。

6.按照权利要求1或2所述的降粘剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

7.按照权利要求1或2所述的降粘剂，其特征在于，渗透剂为耐高温的高碳醇聚氧乙烯醚磷酸酯盐类。

8.按照权利要求1或2所述的降粘剂，其特征在于，分散剂为水溶性聚合物聚乙烯醇、聚丙烯酸盐或聚丙烯酰胺。

9.按照权利要求5所述的降粘剂，其特征在于，酚醛树脂聚合度为2～10，嵌段聚醚为三嵌段聚合物，顺序分别为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷，聚合度分别为3～90、3～90、3～90。

10.按照权利要求7所述的降粘剂，其特征在于，高碳醇的碳原子数为8～18，聚氧乙烯聚合度为3～20。