CN113621358B - 特稠原油降粘驱油剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种特稠原油降粘驱油剂及其制备方法和应用，属于油田化学技术领域。本发明提供的原油降粘驱油剂，以质量百分计，包括25‑35％的阴离子表面活性剂、20‑30％的两性离子表面活性剂、5‑10％的水溶性乳化剂、15‑20％的助剂，其余为水。本发明提供的特油降粘驱油剂可对粘度为10000mPa.s的特稠油的降粘效果显著，可提高降粘率至97.9％以上，有效适用于原油的开采，有利于提高采收率。
Description
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，尤其涉及一种特稠原油降粘驱油剂及其制备方法和应用。
背景技术
伴随着原油的不断开采，易开采原油逐渐减少，稠油开采逐渐成为趋势，这也对驱油剂的性能要求越来越严格。利用表面活性剂的乳化降粘特性，提高油水流度比的表面活性剂已成为稠油开采最具发展潜力的技术。
为提高稠油的开采效率，在国内外蒸汽驱已成为大规模应用化的稠油热采技术，而国内稠有油藏深、注气压力高、地层温度高、干度低、储层厚度薄、边低水活跃，严重影响了稠油蒸汽驱的开采效率。因此，利用降粘驱油剂降低原油粘度，提高原油的流动性从而提高稠油采出率，已经成为稠油开采最具有发展的新技术。
专利申请CN104531123A公开了一种稠油泡沫驱油剂，由两性离子表面活性剂、阴非离表面活性剂、氟碳表面活性剂、阳离子表面活性剂组成，虽然该体系能提高稠油采出率，但是由氟碳表面活性剂组成，成本较高，经济性差。专利申请CN110684519A公开了一种普通稠油油藏用低界面张力降粘起泡剂，由三联阴非离子表面活性剂、阴非离子表面活性剂、非离子表面活性剂、虽然该体系的降粘率能达到95％以上，但其只针对普通稠油，无法适用于粘度更大、温度更高的稠油降粘。因此，目前尚未有适用于上述技术且经济性好的特稠原油降粘驱油剂。
发明内容
本发明提出一种特稠原油降粘驱油剂及其制备方法和应用，该驱油剂可在地层温度为70℃、原油粘度为10000mPa.s下，将特稠原油的降粘率提高至95％以上，有效适用于原油的开采中；此外其制备方法操作简单、绿色环保无污染。
本发明提供一种特稠原油降粘驱油剂，以质量百分计，包括25-35％的阴离子表面活性剂、20-30％的两性离子表面活性剂、5-10％的水溶性乳化剂、15-20％的助剂，其余为水。
作为优选，所述水溶性乳化剂具有如下式(I)结构式：
其中，m取值为1、2、3，n取值为4、7、9、10、12、15、20、30。
作为优选，所述水溶性乳化剂通过以下合成方法得到：
将苯酚熔化后加入硫酸，升温至135-145℃后，开始缓慢滴加苯乙烯，并于反应温度(140±5)℃下反应4-5h；
对反应体系进行降温，并投入KOH脱去水分，在氮气置换下，通入环氧乙烷，于反应温度(140±10)℃、压力0.2-0.3Mpa下反应1.5-2.5h，得到所述水溶性乳化剂。
在上述方案中，所加入的苯酚与苯乙烯的摩尔比为1:3，所加入的苯酚与环氧乙烷的摩尔比为1:2。
作为优选，所述阴离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、异构十醇聚氧乙烯醚硫酸钠、异辛醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠、月桂醇醚硫酸钠和十二烷基硫酸钠中的至少一种。
作为优选，所述两性表面活性剂选自椰油酰胺丙基氧化铵、十二烷基二甲基氧化铵、牛脂基双羟乙基氧化铵和十四烷基二甲基氧化铵中的至少一种。
可以理解的是，本发明所使用的阴离子表面活性剂、两性表面活性剂均为绿色环保类表面活性剂，不会对地层造成污染，且各组分间具有协同乳化作用，可有效提高降粘率。
作为优选，所述助剂为乙醇。
本发明提供了一种根据上述任一项技术方案所述的特稠原油降粘驱油剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按配方需求量称取各组分，并按照阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、水溶性乳化剂和助剂的顺序依次加入反应釜中，在温度为50-60℃的条件下加入水搅拌1-2小时，混合均匀后得到驱油剂。
可以理解的是，上述制备方法中各反应组分的加入顺序是不可以调整的，这主要是因为顺序的变化会影响该降粘剂的稳定性，会使降粘率达不到理想效果。
本发明提供一种根据上述技术方案所述的特稠原油降粘驱油剂在温度为70℃、原油粘度为10000mPa.s的特稠油开采中的应用。
作为优选，使用时，将所述特稠原油降粘驱油剂配制成使用质量浓度为0.3％的水溶液。
作为优选，所述特稠原油降粘驱油剂的降粘率≥97.9％，界面张力＜4.2×10-2mN/m。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明提供的驱油剂体系选用阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂与水溶性乳化剂复配而成。其中，所使用的水溶性乳化剂分子可使表面活性剂在原油从油包水转化为水包油乳液，尤其对于粘度超过10000mPa.s的特特稠油的降粘效果显著，可提高降粘率至97.9％以上，相比于标准95％又达到了一个新的高度，因此该体系更适用于原油的开采，有利于提高采收率。
2、本发明提供的驱油剂体系与联合站的破乳剂配合好，不影响降粘后的原油脱水，稳定性好，适用于低渗透油藏的稠油开采。
3、本发明提供的驱油剂体系制备方法操作简单、绿色环保无污染，是一种新型特稠油降粘驱油剂产品。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的阐述，所阐述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例以及对比例中所测定的参数分别依据Q/SLCG 0257-2018稠油降粘驱油剂技术要求、SY/T 0520原油粘度测定旋转粘度计平衡法、SY/T5370-1999表面及界面张力测定方法测定得到。
结合上述测定方法，标准的降粘率参考值≥95％，界面张力参考值＜5.0×10-2mN/m。
实施例1
原油降粘驱油剂，以质量百分比计，其体系组分包括：阴离子表面活性剂25％(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠)、两性表面活性剂20％(椰油酰胺丙基氧化铵)、水溶性乳化剂(m为1，n为4)5％，助剂乙醇(15％)、其余为水(35％)。
制备方法：常温常压下，依次将阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、水溶性乳化剂、助剂和水依次加入反应釜中，温度控制在60℃，搅拌均匀，得到上述产品。
将实施例1得到的产品配成0.3％的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 4.0×10<sup>-2</sup>mN/m |
| 降粘率 | 98.5％ |
实施例2
原油降粘驱油剂，以质量百分比计，其体系组分包括：阴离子表面活性剂30％(异构十醇聚氧乙烯醚硫酸钠)、两性表面活性剂25％(十二烷基二甲基氧化铵)、水溶性乳化剂(m为1，n为4)6％、助剂乙醇15％、其余为水(24％)。
制备方法同实施例1。
将实施例2所得到的产品配成0.3％的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 3.8×10<sup>-2</sup>mN/m |
| 降粘率 | 97.9％ |
实施例3
原油降粘驱油剂，以质量百分比计，其体系组分包括：阴离子表面活性剂35％(异辛醇聚氧乙烯醚硫酸钠)、两性表面活性剂30％(牛脂基双羟乙基氧化铵)、水溶性乳化剂(m为2，n为7)7％、助剂乙醇17％、其余为水(11％)。
制备方法同实施例1。
将实施例3所得到的产品配成0.3％的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 4.2×10<sup>-2</sup>mN/m |
| 降粘率 | 98.2％ |
实施例4
原油降粘驱油剂，以质量百分比计，其体系组分包括：阴离子表面活性剂28％(脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠)、两性表面活性剂24％(十四烷基二甲基氧化铵)、水溶性乳化剂(m为2，n为10)8％、助剂乙醇20％、其余为水20％。
制备方法同实施例1。
将实施例4所得到的产品配成0.3％的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 3.3×10<sup>-2</sup>mN/m |
| 降粘率 | 98.6％ |
实施例5
原油降粘驱油剂，以质量百分比计，其体系组分包括：阴离子表面活性剂32％(月桂醇醚硫酸钠)、两性表面活性剂26％(椰油酰胺丙基氧化铵)、水溶性乳化剂(m为3，n为12)9％、助剂乙醇19％、其余为水14％。
制备方法同实施例1。
将实施例5所得到的产品配成0.3％的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 3.6×10<sup>-2</sup>mN/m |
| 降粘率 | 98.9％ |
实施例6
原油降粘驱油剂，以质量百分比计，其体系组分包括：阴离子表面活性剂34％(十二烷基硫酸钠)、两性表面活性剂28％(十二烷基二甲基氧化铵)、水溶性乳化剂(m为3、n为15)10％、助剂乙醇20％、其余为水。
制备方法同实施例1。
将实施例6所得到的产品配成0.3％的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 3.1×10<sup>-2</sup>mN/m |
| 降粘率 | 99.4％ |
对比例1
将实施例5中的水溶性乳化剂去除，去除的分量用水补足，其余组分和制备方法均一样。
将对比例1所得到的产品配成0.3％的质量浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 4.2×10<sup>-2</sup>mN/m |
| 降粘率 | 89.7％ |
对比例2
将实施例5中的水溶性乳化剂改为如下结构(m为3)，其余组分和制备方法均一样。
将对比例2所得到的产品配成0.3％的质量浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 4.4×10<sup>-2</sup>mN/m |
| 降粘率 | 92.5％ |
对比例3
将实施例1中的阴离子表面活性剂去除，去除的分量用水补足，其余组分和制备方法均一样。
将对比例3所得到的产品配成0.3％的质量浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 0.14mN/m |
| 降粘率 | 95.8％ |
对比例4
将实施例2中的两性表面活性剂去除，去除的分量用水补足，其余组分和制备方法均一样。
将对比例4所得到的产品配成0.3％的质量浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 5.5×10<sup>-2</sup>mN/m |
| 降粘率 | 96.2％ |
对比例5
将实施例1中的阴离子表面活性剂含量调整为23％，两性表面活性剂的用量调整为20％，水溶性乳化剂用量调整为5％，助剂乙醇用量为15％，其余为水。
将对比例5所得到的产品配成0.3％的质量浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 3.2×10<sup>-2</sup>mN/m |
| 降粘率 | 93.2％ |
对比例6
将实施例3中的阴离子表面活性剂含量调整为37％，两性表面活性剂的用量调整为30％，水溶性乳化剂用量调整为7％，助剂乙醇用量为17％，其余为水。
将对比例6所得到的产品配成0.3％的质量浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 5.2×10<sup>-2</sup> |
| 降粘率 | 96.2％ |
对比例7
将实施例1中的阴离子表面活性剂用量调整为25％，两性表面活性剂用量调整为18％，水溶性乳化剂用量调整为5％，助剂乙醇为15％，其余为水。
将对比例7中的产品配成0.3％的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
对比例8
将实施例3中的阴离子表面活性剂用量调整为35％，两性表面活性剂用量调整为32％，水溶性乳化剂用量调整为7％，助剂乙醇为17％，其余为水。
将对比例8中的产品配成0.3％的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 4.6×10<sup>-2</sup> |
| 降粘率 | 92.7％ |
对比例9
将实施例1中的阴离子表面活性剂用量调整为25％，两性表面活性剂用量调整为20％，水溶性乳化剂用量调整为3％，助剂乙醇为15％，其余为水。
将对比例9中的产品配成0.3％的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 4.2×10<sup>-2</sup> |
| 降粘率 | 93.2％ |
对比例10
将实施例6中的阴离子表面活性剂用量调整为34％，两性表面活性剂用量调整为28％，水溶性乳化剂用量调整为12％，助剂乙醇为20％，其余为水。
将对比例10中的产品配成0.3％的浓度进行性能测试，测试条件：
1、测试仪器：DV-3T流变仪，恒温水浴，TX-500C型全量程旋转滴界面张力仪；
2、实验温度：70℃；
3、实验用油：胜利油田某区块脱水原油(粘度10000mPa.s)；
实验结果如下表所示：
| 界面张力 | 3.6×10<sup>-2</sup> |
| 降粘率 | 92.4％ |
通过对比例1-10分别从各组分单一空白、各组分的超高/过低使用量以及水溶性乳化剂的替换角度进行了设置，结合实施例与对比例数据对比可知，对比例所得驱油剂的界面张力和降粘率要么不能双重满足要求，要么两个指标参数均明显低于标准或达不到实施例所能到达到的效果，通过验证可说明本发明实施例提供的原油降粘驱油剂存在组分上的协同作用，缺少任一组分或者换用水溶性乳化剂或者使用量不在所设定的范围内，均会对产品最终的界面张力和降粘率产生较大影响。
Claims (7)
1.特稠原油降粘驱油剂，其特征在于，以质量百分计，包括25-35％的阴离子表面活性剂、20-30％的两性离子表面活性剂、5-10％的水溶性乳化剂、15-20％的助剂，其余为水；
所述水溶性乳化剂具有如下式(I)结构式：
其中，m取值为1、2、3，n取值为4、7、9、10、12、15、20、30；
所述两性表面活性剂选自椰油酰胺丙基氧化铵、十二烷基二甲基氧化铵、牛脂基双羟乙基氧化铵和十四烷基二甲基氧化铵中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的特稠原油降粘驱油剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂选自异构十醇聚氧乙烯醚硫酸钠、异辛醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧丙烯醚硫酸钠、月桂醇醚硫酸钠和十二烷基硫酸钠中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的特稠原油降粘驱油剂，其特征在于，所述助剂选自乙醇。
4.根据权利要求1-3任一项所述的特稠原油降粘驱油剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按配方需求量称取各组分，并按照阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、水溶性乳化剂和助剂的顺序依次加入反应釜中，在温度为50-60℃的条件下加入水搅拌1-2小时，混合均匀后得到驱油剂。
5.根据权利要求1-3任一项所述的特稠原油降粘驱油剂在温度为70℃、原油粘度为10000mPa.s的特稠油开采中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，使用时，将所述特稠原油降粘驱油剂配制成使用质量浓度为0.3％的水溶液。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述特稠原油降粘驱油剂的降粘率≥97.9％，界面张力＜4.2×10-2mN/m。
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