水溶性超稠原油乳化降粘劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田采油用一種化學(xué)品，具體涉及一種水溶性超稠原油乳化降粘劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 在中國(guó)能源緊缺的今天，稠油資源無(wú)疑是我國(guó)不可忽視的能源之一。中國(guó)的大部 分稠油油藏基本上都是小斷塊稠油油藏，這類(lèi)油藏屬于低品位石油資源，原-油物性差，開(kāi) 發(fā)、采油、地面集輸與處理難度大。稠油的突出特點(diǎn)是膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高，從而導(dǎo)致其具 有極高的粘度，進(jìn)而使開(kāi)發(fā)的難度大大增加 。一般認(rèn)為，當(dāng)溫度為50°c時(shí)，動(dòng)力粘度介于 I X IO4~5 X 10 4mPa · S之間的稠油稱(chēng)為特稠油，而超過(guò)5 X 104mPa · S之間的稠油則成為超 稠油。
[0003] 超稠油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，石蠟含量低。膠質(zhì)和瀝青質(zhì)具有烷基支鏈和含雜 原子的多環(huán)芳核或環(huán)烷芳核形成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，其分子含有可形成氫鍵的羥基、酯基、氨基、 羧基和硫羥基等極性基團(tuán)，因此膠質(zhì)分子之間，瀝青質(zhì)分子之間及兩者相互之間有強(qiáng)烈的 氫鍵作用。瀝青質(zhì)分子的芳雜稠環(huán)平面相互重疊堆砌在一起并被極性基團(tuán)之間的氫鍵所固 定，堆積起來(lái)成微粒，再聚集為大小不同的瀝青質(zhì)膠束；膠質(zhì)分子以芳雜稠環(huán)平面在瀝青 質(zhì)粒子表面重疊堆砌，被氫鍵固定，形成瀝青質(zhì)粒子的包覆層。這種粒子也可通過(guò)氫鍵相 互連接，形成分子量很大的膠束，造成了原油的高粘度。
[0004] 目前常使用稠油降粘技術(shù)，包括加熱降粘、摻稀油降粘、水熱催化裂解降粘、微生 物降粘、超聲波降粘等。若能通過(guò)化學(xué)方法破壞膠質(zhì)、瀝青質(zhì)中的氫鍵作用，拆開(kāi)平面重疊 堆砌結(jié)構(gòu)，可降低特稠油的粘度?；瘜W(xué)乳化劑降粘的方法，具有成本低、操作簡(jiǎn)便、降粘效 率高等優(yōu)點(diǎn)，是目前常用的降粘方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種降低粘度大于50000mPa · s的超稠原油的粘度，改善 其流動(dòng)性的水溶性超稠原油降粘劑。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的水溶性超稠原油乳化降粘劑，由下述重量百分比的 組分制備而成（各組分的重量百分比之和為百分之百）：
[0007] 吉米奇季銨鹽表面活性劑 0.1~0.2%， 非離子表面活性劑 0.1~0.2%， 増溶劑 ().3-0.5%, 無(wú)機(jī)堿 0.5~1%， 氧化劑 0.1~0'2%， 余?為水。
[0008] 其中：
[0009] 所述吉米奇季銨鹽類(lèi)表面活性劑為丙撐基[(十二酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙 基二甲基）氯/溴化銨]、順丁烯二酸二乙酯撐基雙[(十八烷基二甲基）氯/溴化銨]、乙 撐基[(十六酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二甲基）氯/溴化銨]或丙撐基雙[(十八酰 胺丙基二甲基）氯/溴化銨]。
[0010] 所述吉米奇季銨鹽（即Gemini季銨鹽）是由兩個(gè)單鏈單頭基普通表面活性劑在 離子頭基處通過(guò)化學(xué)鍵聯(lián)接而成，因而阻抑了表面活性劑有序聚集過(guò)程中的頭基分離力， 極大地提高了表面活性。
[0011] 所述非離子表面活性劑為所述非離子表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚、十八胺聚 氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚或十六醇聚氧乙烯醚。
[0012] 所述表面活性劑可以降低油水間的界面張力，在一定溫度下經(jīng)過(guò)攪拌，油就會(huì)以 顆粒狀形式分在在乳化降粘劑溶液中，形成o/w型乳狀液，表面活性劑分子吸附于油珠周 圍，形成定向單分子保護(hù)膜，防止了油珠重新聚合，在乳狀液流動(dòng)過(guò)程中能減弱液體對(duì)管壁 的摩擦力和分子內(nèi)摩擦力。
[0013] 該水溶性超稠原油乳化降粘劑采用吉米奇季銨鹽與非離子表面活性劑復(fù)配的而 成，所述兩種表面活性劑具有協(xié)同增效的作用，產(chǎn)生更加良好的降粘效果。
[0014] 優(yōu)選地，所述增溶劑為乙醇、丙酮或異丙醇，均為水溶性良好的有機(jī)物，可增加表 面活性劑的溶解速度，也可以溶解部分超稠原油中芳烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，是優(yōu)良的降粘助 劑。
[0015] 優(yōu)選地，所述無(wú)機(jī)堿為NaOH，、Na2C03S Κ0Η，可以和原油中的石油酸反應(yīng)生成石油 酸鹽，生成皂化作用的脂肪酸鹽類(lèi)產(chǎn)物，起到乳化劑的作用，還可以和外加表面活性劑產(chǎn)生 協(xié)同作用。
[0016] 優(yōu)選地，所述氧化劑為NaClO或NaIO4,在稠油中加入氧化劑可以使瀝青質(zhì)中稠環(huán) 部分連接的碳鏈或含雜原子碳鏈通過(guò)氧化反應(yīng)斷裂，減小瀝青質(zhì)形成結(jié)構(gòu)的能力，達(dá)到稠 油降粘目的。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，該水溶性超稠原油乳化降粘劑：
[0018] 1)可以以較低的加入量，即0. 1~0.5wt%即可有效降低超稠原油粘度，可大大降 低粘度大于50000mPa · s高粘度原油的粘度，改變其流動(dòng)能力差的缺點(diǎn)，尤其在60~70°C 溫度下的降粘率可達(dá)90%以上，且成本低廉，使用方法簡(jiǎn)便；
[0019] 2)適用溫度范圍廣，在40~70°C的溫度條件下均具有有良好的降粘效果；
[0020] 3)各組分性質(zhì)穩(wěn)定，配伍性能良好，對(duì)水的礦化度等因素容忍能力強(qiáng)，具有良好的 抗鹽效果，長(zhǎng)期放置也無(wú)沉淀和不溶物出現(xiàn)；
[0021] 4)可以用于油田生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中稠油的降粘工作，應(yīng)用范圍廣，應(yīng)用前景廣闊。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是在稠油中加入實(shí)施例1的水溶性超稠原油乳化降粘劑與未加入降粘劑隨溫 度變化的粘度變化曲線圖；
[0023] 圖2是在稠油中加入實(shí)施例2的水溶性超稠原油乳化降粘劑與未加入降粘劑隨溫 度變化的粘度變化曲線圖；
[0024] 圖3是在稠油中加入實(shí)施例3的水溶性超稠原油乳化降粘劑與未加入降粘劑隨溫 度變化的粘度變化曲線圖；
[0025] 圖4是在稠油中加入實(shí)施例4的水溶性超稠原油乳化降粘劑與未加入降粘劑隨溫 度變化的粘度變化曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的上述
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將 此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況 下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍 內(nèi)。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] 按照下述組分及重量百分比將原料充分混合均勻，采油過(guò)程中通過(guò)空心桿送入井 內(nèi)，使原油粘度降低后隨栗采出。
[0029] 丙撐基十二酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二甲基)氯/溴化銨] 0.2%， 壬基酚聚氧乙烯醚 0.1%， 乙醇 0.3%, 氫氧化鈉 1%， NaClO 0.!% 余量為水。
[0030] 實(shí)施例2
[0031] 按照下述組分及重量百分比將原料充分混合均勻，采油過(guò)程中通過(guò)空心桿送入井 內(nèi)，使原油粘度降低后隨栗采出。
[0032] 順丁烯二酸二乙酯撐基雙[(十八烷基二甲基)氯/溴化銨] 0.1%, 十八胺聚氧乙烯醚 0.2%, 丙酮 0.4%, 氫氧化鉀 0.5%,
[0033] NaClO 0.1%, 余域.為水。
[0034] 實(shí)施例3
[0035] 按照下述組分及重量百分比將原料充分混合均勻，采油過(guò)程中通過(guò)空心桿送入井 內(nèi)，使原油粘度降低后隨栗采出。
[0036] 乙撐基十六酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二甲基)氯/溴化銨] 0.2%， 月桂醇聚氧乙烯醚 0,1%， 乙醇 0.3%, 碳酸鈉 1%， NaIO4 0.2%， 余量為水。
[0037] 實(shí)施例4
[0038] 按照下述組分及重量百分比將原料充分混合均勻，采油過(guò)程中通過(guò)空心桿送入井 內(nèi)，使原油粘度降低后隨栗采出。
[0039] 丙撐基雙[(十八酰胺丙基二甲基:）氯/溴化銨] αι%， 十六醇聚氧乙烯醚 0.2%, 丙酮 0.5%, 氫氧化鉀 0.5%， NaIO4 0.2%, 余量為水。
[0040] 實(shí)施例5
[0041] 稠油粘度按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QS/H 0055-2007稠油降粘劑技術(shù)要求，分別稱(chēng)取280g大 港油田自來(lái)屯油田稠油油樣（70°C粘度為51000mPa · s，NDJ-79旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，4號(hào)轉(zhuǎn)子，6r/ min)，按上述比例分別配制實(shí)施例1~4乳化降粘劑樣品溶液，每一種體系在剪切速率為 7. 3s 1，溫度分別為30 °C、40 °C、50 °C、60 °C和70 °C的條件下，恒溫充分?jǐn)嚢?，用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) 測(cè)定其粘度變化。在不同溫度下在280g稠油中加入0. lwt%的實(shí)施例1~4降粘劑與未加 入降粘劑的測(cè)量粘度值，如下表1所示。
[0042]表 1 :
[0044] 由于稠油為超稠油，原油粘度只有60、70°C時(shí)數(shù)據(jù)，從表1中可以看出，在60°C和 70°C的溫度下降粘劑降粘率均超過(guò)90 %。
[0045] 如圖1~4所示為實(shí)施例1~4制備的乳化降粘劑樣品溶液，在7. 3s 1的剪切速 率為，溫度分別為30°C、40°C、50°C、60°C和70°C的條件下與對(duì)應(yīng)未加入降粘劑的對(duì)比圖。
[0046] 結(jié)合圖1~4和表1所示可以看出，該水溶性超稠原油乳化降粘劑降粘性能 好，較低的加入量（〇. 1~〇.5wt% )即可有效降低超稠原油粘度，可大大降低粘度大于 50000mPa · s高粘度原油的粘度，改變其流動(dòng)能力差的缺點(diǎn)，尤其在60~70°C溫度下的降 粘率可達(dá)90%以上，且成本低廉，使用方法簡(jiǎn)便，其中實(shí)施例2制備的水溶性超稠原油乳化 降粘劑的降粘效果最好；適用溫度范圍廣，在40~70°C的溫度條件下均具有有良好的降粘 效果，可以用于油田生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)中稠油的降粘工作，應(yīng)用范圍廣，應(yīng)用前景廣闊。
[0047] 以上所述，僅是本發(fā)明的部分實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依 據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改或等同變化，均在本發(fā)明的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水溶性超稠原油乳化降粘劑，其特征在于，由下述重量百分比的組分制備而 成： 吉米奇季銨鹽表面活性劑 0.1~0.2%， 非離子表面活性劑 0.1~0.2%， 増溶劑 0.3-0.5%, 無(wú)機(jī)堿 0.5~1%, 氧化劑 0.1~0.2%， 余量為水。 其中： 所述吉米奇季銨鹽類(lèi)表面活性劑為丙撐基[(十二酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二 甲基）氯/溴化銨]、順丁烯二酸二乙酯撐基雙[(十八烷基二甲基）氯/溴化銨]、乙撐基 [(十六酰胺丙基二甲基/十八酰胺丙基二甲基）氯/溴化銨]或丙撐基雙[(十八酰胺丙 基二甲基）氯/溴化銨]; 所述非離子表面活性劑為所述非離子表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚、十八胺聚氧乙 烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚或十六醇聚氧乙烯醚。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性超稠原油乳化降粘劑，其特征在于，所述增溶劑為乙 醇、丙酮或異丙醇。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性超稠原油乳化降粘劑，其特征在于，所述無(wú)機(jī)堿為 NaOH,、Na2CO3 或 KOH。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性超稠原油乳化降粘劑，其特征在于，所述氧化劑為 NaClO 或 NaI04。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種鉆井液潤(rùn)滑劑，其配方及制備方法為：將白油、硫化烯烴棉籽油、流型調(diào)節(jié)劑、表面活性劑和泥餅粘附潤(rùn)滑添加劑按照80～90：10～20：0.1～1：1～10：2～7的質(zhì)量比混合于加熱攪拌反應(yīng)釜中，在25-140℃條件下反應(yīng)10-60分鐘，冷卻至室溫，即得最終潤(rùn)滑劑產(chǎn)品。該潤(rùn)滑劑在鉆井液中的加量為0.5％的情況下，泥餅粘附摩阻降低率在60％至80％之間，極壓摩阻降低率在75％至95％之間，同時(shí)該潤(rùn)滑劑抗180℃高溫，熒光級(jí)別小于等于3，滿足目前復(fù)雜井對(duì)鉆井液潤(rùn)滑劑的需要。
【IPC分類(lèi)】C09K8/524
【公開(kāi)號(hào)】CN105062448
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510452168
【發(fā)明人】尹光偉, 韓祥海, 姚展華, 任秋軍, 徐慶祥, 馬金良, 高秀君
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月28日