稠油降凝降粘组合物、稠油降凝降粘剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种稠油降凝降粘组合物、稠油降凝降粘剂及其制备方法，属于石油开采技术领域。本发明的稠油降凝降粘组合物，包括如下重量份数的组分：25‑55份的表面活性剂、5‑20份的分散剂、15‑20份的抑制剂、20‑50份的助乳化剂；所述分散剂包括聚氧乙烯烷基胺，所述聚氧乙烯烷基胺在分散剂中所占的质量百分含量不低于9％。本发明的稠油降凝降粘组合物对胶质沥青质含量为40％、凝固点为40℃的稠油起到很好的乳化降粘作用，仅添加质量分数为0.5％的本降凝降粘剂产品，降粘率可达99％以上，降凝幅度可达15℃以上，能够很好的解决原油进泵阻力大以及井筒举升困难的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种稠油降凝降粘组合物、稠油降凝降粘剂及其制备方法，属于石油开采技术领域。

背景技术

高粘度的重质原油，国际上又称重油(Heavy Oil)，我国俗称稠油。稠油与普通原油相比，既具有石油的共性，又具有独特的性质。稠油中轻质组分含量低，直链烃含量少，沥青质和胶质含量较高，从而导致大部分稠油具有高黏度和高密度的特性，开采较为困难。原因主要有两个方面：一方面因稠油的粘度高，流动性差，在油层中渗流阻力大，从油藏流入井筒较为困难；另一方面是在井筒举升过程中，由于稠油脱气及温度降低，导致稠油举升至地面困难。

目前，普通稠油一般采用注水开采，高黏稠油一般采用热力法开采，即蒸汽吞吐和蒸汽驱，我国通常采用蒸汽吞吐技术进行开采。然而热力法开采对于埋藏较浅的稠油开发具有很大的优势，但对于埋藏较深的稠油油藏，在蒸汽吞吐开采过程中，由于井筒沿程热损失较大，热利用较低，导致开发效果比较差。如果油藏埋藏过深则不适于该方法开采，如位于泌阳凹陷深凹区的白云岩油藏，50℃下原油粘度高达23000mPa.s，原油凝点高达40℃，油藏埋深1900-2100m，采用上述蒸汽吞吐方法开采效果非常差。

为了克服上述热力法采油的局限性，一般采用辅助降粘剂的方式来降低原油粘度，主要通过向地层注入或者向井筒添加降粘剂来降低原油的粘度，减小其原油流动的阻力，改善其流动性，提高原油采收率。在化学降粘方面，乳化降粘由于其降粘率高、成本低，易于操作的特点，而受到欢迎。

公开号为CN 1221650A的中国发明专利申请(公开日为1999年7月7日)公开了一种主要用于油田稠油降粘的表面活性剂，其配方中按重量计有15％-20％的木质素，5-15％的火碱，2-8％的皂粉或1-6％的肥皂，10-15％的合成洗涤剂，其余为水。该稠油降粘组合物随具有耐高温的能力，但耐矿盐、耐碱性能较差。

公开号为CN 101906295 A的中国发明专利申请(公开日为2010年4月21日)公开了一种水溶性稠油降黏剂，包括重量份为0.01-1.0份的表面活性剂、0.01-1.0份的分散剂和 0.01-0.6份的破乳剂；其中表面活性剂是选自OP-10、TX100、Span80、Tween80的非离子型表面活性剂，分散剂是选自聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜胶、纤维素的水溶性高分子材料，破乳剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯的嵌段共聚物。该水溶降粘剂脱水率高，但对于高凝点稠油降凝效果较差。

公开号为CN 102732241A的中国发明专利申请(公开日为2012年5月29日)公开了一种易降解无碱型稠油降粘剂及其制备方法，并具体公开了其易降解无碱型稠油降粘剂由丙二醇嵌段聚醚、脂肪醇硫酸铵、脂肪醇、渗透剂和水组成，其中丙二醇嵌段聚醚、脂肪醇硫酸铵、脂肪醇、渗透剂的质量百分比之和为45wt％-60wt％。该水溶降粘剂乳化降粘效果好，但对于高凝点稠油降凝效果较差。

公开号为CN 102352228 A的中国发明专利申请(公开日为2011年8月17日)公开了一种伴蒸汽用耐高温特超稠油降粘剂及制备方法，该降粘剂由如下重量份配比的原料组成：石油磺酸钠甲醛缩合物40-65、壬基酚聚氧乙烯醚磺酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠10-30、碳酸氢钠1.0-2.0、水10.0-30.0、高温薄膜扩展剂2.0-5.0。该水溶降粘剂乳化降粘效果好，但对于高凝点稠油降凝效果较差。

综上所述，目前使用的乳化降粘剂，往往只具备单一的降粘性能，对于高凝点的稠油的降凝效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降凝效果好的稠油降凝降粘组合物。本发明的目的还在于提供一种稠油降凝降粘剂及其制备方法。

为了实现以上目的，本发明的稠油降凝降粘组合物的技术方案如下：

一种稠油降凝降粘组合物，包括如下重量份数的组分：25-55份的表面活性剂、5-20份的分散剂、15-20份的抑制剂、20-50份的助乳化剂；所述分散剂包括聚氧乙烯烷基胺，所述聚氧乙烯烷基胺在分散剂中所占的质量百分含量不低于9％。

本发明的稠油降凝降粘组合物中添加了包括聚氧乙烯烷基胺的分散剂，聚氧乙烯烷基胺结构中具有聚氧乙烯结构而能够溶于油，而且其结构中含有有机胺结构而在水中具有一定溶解度，特别是在偏酸性的水溶液中有较好的溶解性。聚氧乙烯烷基胺能够通过在蜡晶表面的吸附作用，阻止蜡形成遍及整个体系的网状结构，降低其凝固点。该分散剂与表面活性剂及助乳化剂复配，能够形成乳化作用非常强的降凝降粘剂，破坏稠油之间的结合力，降低其凝固点。另外，聚氧乙烯烷基胺的酸碱稳定性非常高，不受体系酸碱性的影响。

本发明的稠油降凝降粘组合物还能通过各组分协同作用，使稠油与水形成O/W型乳状 液，降低稠油黏度，便于其进入抽油泵及在井筒中的流动，提高采油效率。当乳状液温度降低到原油凝固点之后，组合物中的分散剂能够吸附在石蜡微晶表面，阻止蜡晶进一步聚并变大，实现乳液稳定。组合物中的抑制剂能够络合地层水中的部分碱金属离子，降低了金属离子对表面活性剂的影响，同时减少了温度降低后盐、碱结晶的析出，提高了乳液的稳定性。

为了进一步提高本发明的稠油降凝降粘组合物的降凝作用，所述稠油降凝降粘组合物优选为包括如下重量份数的组分：25-50份的表面活性剂、5-18份的分散剂、15-18份的抑制剂、20-30份的助乳化剂。

为了进一步提高本发明的稠油降凝降粘组合物的降凝作用，所述稠油降凝降粘组合物优选为包括如下重量份数的组分：25-50份的表面活性剂、12-18份的分散剂、15-16份的抑制剂、20-25份的助乳化剂。

为了进一步提高本发明的稠油降凝降粘组合物的降凝作用，所述稠油降凝降粘组合物优选为包括如下重量份数的组分：25份的表面活性剂、18份的分散剂、16份的抑制剂、25份的助乳化剂。

为了提高稠油降凝降粘组合物的抗盐和耐高温性能，所述分散剂由石油磺酸钠和聚氧乙烯烷基胺按照重量比0.1-10:1-10混合制成。加入的石油磺酸钠还具有很好的增溶作用，也能减少岩层对原油体系的吸附作用，提高原油采收率。所述分散剂由石油磺酸钠和聚氧乙烯烷基胺的重量比进一步优选为1-5:1-4。所述聚氧乙烯烷基胺在分散剂中所占的质量百分含量不低于9％。进一步优选的，所述聚氧乙烯烷基胺在分散剂中所占的质量百分含量不低于16％。上述聚氧乙烯烷基胺的结构式为H(C₂H₄O)_xRN(C₂H₄O)_yH或者R₁R₂N(C₂H₄O)_nH，其中R、R₁、R₂为碳原子数为12-18的烷基基团，x、y、n的取值为：x+y的值为10-30，n的值为10-30。

为了提高本发明稠油降凝降粘组合物的乳化作用，所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、聚氧乙烯醚烷基硫酸钠中的一种或几种。优选的，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠为辛基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或几种，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠中聚氧乙烯基的聚合度为2-10。优选的，脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠的结构式为RO(CH₂CH₂O)_nSO₃Na，其中R为碳原子数为12-18的烷基基团，n的取值为2或3。进一步优选的，脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠为十五醇聚氧乙烯醚磺酸钠、十八醇聚氧乙烯醚磺酸钠中的一种或几种。聚氧乙烯醚烷基硫酸钠为十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠、十八烷基聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或几种，其 中聚氧乙烯基的聚合度为3。

所述抑制剂为乙二胺四乙酸二钠、氨基三乙酸、柠檬酸铵、酒石酸钾钠中的一种或几种。

所述助乳化剂为石油磺酸钠、木质素磺酸钠、十二醇聚氧乙烯醚磺酸钠中的一种或几种。

本发明的稠油降凝降粘剂的技术方案如下：

一种稠油降凝降粘剂，由如下重量百分比的组分制成：25-55％的表面活性剂、5-20％的分散剂、15-20％的抑制剂、20-50％的助乳化剂，余量为水；所述分散剂包括聚氧乙烯烷基胺，所述聚氧乙烯烷基胺在分散剂中所占的质量百分含量不低于9％。

为了提高本发明稠油降凝降粘组合物的乳化作用，所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸钠、聚氧乙烯醚烷基硫酸钠中的一种或几种。

所述抑制剂为乙二胺四乙酸二钠、氨基三乙酸、柠檬酸铵、酒石酸钾钠中的一种或几种。

所述助乳化剂为石油磺酸钠、木质素磺酸钠、十二醇聚氧乙烯醚磺酸钠中的一种或几种。

进一步优选的，所述聚氧乙烯烷基胺在分散剂中所占的质量百分含量不低于16％。

本发明的稠油降凝降粘剂的制备方法的技术方案如下：

上述的稠油降凝降粘剂的制备方法，包括如下步骤：

将所述抑制剂加入水中，制成溶液，再将所述表面活性剂、分散剂、助乳化剂加入所述溶液中，制成混合液，即得；

本发明的稠油降凝降粘剂在稠油降凝降粘方面的应用，包括如下步骤：

将本发明的稠油降凝降粘剂加水混合得混合液，将所述混合液加入井筒中，形成水包油型乳状液。

所述混合液中表面活性剂、分散剂、抑制剂、助乳化剂的总质量百分含量为5-25％。

所述混合液通过油、套环形空间或者空心抽油杆等持续滴加或者间歇添加到井筒中。

本发明的稠油降凝降粘组合物中的表面活性剂、分散剂、抑制剂、助乳化剂复配，对稠油具有很强的乳化降粘作用，对高凝点的稠油具有良好的降凝作用。对胶质沥青质含量为40％、凝固点为40℃的稠油起到很好的乳化降粘作用，仅添加质量分数为0.5％的本降凝降粘剂产品，降粘率可达99％以上，降凝幅度可达15℃以上，能够很好的解决原油井泵阻力大以及井筒举升困难的问题。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明。

实施例1

本实施例的稠油降凝降粘组合物，由如下重量的组分组成：30g表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、10g分散剂、15g抑制剂乙二胺四乙酸二钠、30g助乳化剂木质素磺酸钠；

分散剂由2g石油磺酸钠与8g十八胺聚氧乙烯醚混合而成；

上述壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠中的聚氧乙烯基聚合度为10，十八胺聚氧乙烯醚中聚氧乙烯基的聚合度为10。

本实施例的稠油降凝降粘剂，由上述稠油降凝降粘组合物与15g的水制成。

本实施例的稠油降凝降粘剂的制备方法包括如下步骤：

将抑制剂加入15g去离子水中，搅拌至抑制剂完全溶解，依次加入表面活性剂、分散剂、助乳化剂，搅拌，即得。

实施例2

本实施例的稠油降凝降粘组合物，由如下重量的组分组成：40g表面活性剂十五醇聚氧乙烯醚磺酸钠、5g分散剂十八胺聚氧乙烯醚、18g抑制剂氨基三乙酸、25g助乳化剂木质素磺酸钠；

上述十五醇聚氧乙烯醚磺酸钠中的聚氧乙烯基聚合度为2，十八胺聚氧乙烯醚中聚氧乙烯基的聚合度为12；

本实施例的稠油降凝降粘剂，由上述稠油降凝降粘组合物与12g的水制成。

本实施例的稠油降凝降粘剂的制备方法包括如下步骤：

将抑制剂加入12g去离子水中，搅拌至抑制剂完全溶解，依次加入表面活性剂、分散剂、助乳化剂，搅拌，即得。

实施例3

本实施例的稠油降凝降粘组合物，由如下重量的组分组成：50g表面活性剂十八醇聚氧乙烯醚磺酸钠、12g分散剂、15g抑制剂柠檬酸铵、20g助乳化剂十二醇聚醚磺酸钠；

分散剂由10g石油磺酸钠与2g十八胺聚氧乙烯醚混合而成；

上述十八醇聚氧乙烯醚磺酸钠中的聚氧乙烯基聚合度为3，十八胺聚氧乙烯醚中聚氧乙烯基的聚合度为30。

本实施例的稠油降凝降粘剂，由上述稠油降凝降粘组合物与3g的水制成。

本实施例的稠油降凝降粘剂的制备方法包括如下步骤：

将抑制剂加入3g去离子水中，搅拌至抑制剂完全溶解，依次加入表面活性剂、分散剂、助乳化剂，搅拌，即得。

实施例4

本实施例的稠油降凝降粘组合物，由如下重量的组分组成：25g表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠、18g分散剂、16g抑制剂酒石酸钾钠、25g助乳化剂石油磺酸钠；

分散剂由15g石油磺酸钠与3g十八胺聚氧乙烯醚混合而成；

上述壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠中的聚氧乙烯基聚合度为10，十八胺聚氧乙烯醚中聚氧乙烯基的聚合度为15。

本实施例的稠油降凝降粘剂，由上述稠油降凝降粘组合物与16g的水制成。

本实施例的稠油降凝降粘剂的制备方法包括如下步骤：

将抑制剂加入16g去离子水中，搅拌至抑制剂完全溶解，依次加入表面活性剂、分散剂、助乳化剂，搅拌，即得。

实施例5

本实施例的稠油降凝降粘组合物，由如下重量的组分组成：55g表面活性剂、5g分散剂、16g抑制剂、20g助乳化剂石油磺酸钠；

表面活性剂由25g十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠和30g十八醇聚氧乙烯醚磺酸钠混合得到；

分散剂由3g石油磺酸钠与2g十六烷基胺聚氧乙烯醚混合而成；

抑制剂由8g酒石酸钾钠和8g乙二胺四乙酸二钠混合得到；

上述十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠中的聚氧乙烯基聚合度为3，十八醇聚氧乙烯醚磺酸钠中的聚氧乙烯基聚合度为3，十六烷基胺聚氧乙烯醚中聚氧乙烯基的聚合度为20。

本实施例的稠油降凝降粘剂，由上述稠油降凝降粘组合物与4g的水制成。

本实施例的稠油降凝降粘剂的制备方法包括如下步骤：

将抑制剂加入4g去离子水中，搅拌至抑制剂完全溶解，依次加入表面活性剂、分散剂、助乳化剂，搅拌，即得。

实施例6

本实施例的稠油降凝降粘组合物，由如下重量的组分组成：25g表面活性剂十二烷基酚聚氧乙烯醚磺酸钠、11g分散剂、17g抑制剂乙二胺四乙酸二钠、40g助乳化剂；

分散剂由10g石油磺酸钠与1g十二烷基胺聚氧乙烯醚混合而成；

助乳化剂由20g石油磺酸钠和20g木质素磺酸钠混合得到；

上述十二烷基酚聚氧乙烯醚磺酸钠中的聚氧乙烯基聚合度为3，十二烷基胺聚氧乙烯醚中聚氧乙烯基的聚合度为10。

本实施例的稠油降凝降粘剂，由上述稠油降凝降粘组合物与7g的水制成。

本实施例的稠油降凝降粘剂的制备方法包括如下步骤：

将抑制剂加入7g去离子水中，搅拌至抑制剂完全溶解，依次加入表面活性剂、分散剂、助乳化剂，搅拌，即得。

试验例

按照如下步骤测试实施例1-6中的稠油降凝降粘剂的性能：

1)取安棚油田白云岩稠油(胶质沥青质含量为40％、凝固点为40℃)280g，并置于水浴中恒温加热1h，搅拌去除其中的游离水和气泡。

2)取120g安棚油田地层水，向其中加入0.5％的本发明的稠油降凝降粘剂，制成水溶液。

3)将步骤1)中预热好的稠油和步骤2)中配好的稠油降凝降粘剂水溶液混合，置于50℃水浴中，调节电动搅拌器转速为250r/min，搅拌10分钟，得乳化稠油。

4)用NXS-11A型旋转粘度计测试乳化稠油的粘度，用CGWX-201A石油产品凝点测定仪测试乳化稠油的凝固点，测试结果见表1。

表1实施例1-6中的稠油降凝降粘剂的测试结果

本发明的稠油降凝降粘剂，可以对胶质沥青质含量为40％、凝固点为40℃的稠油起到很好的乳化降粘作用，仅添加质量分数为0.5％的本降凝降粘剂产品，就能使在50℃粘度为23000mPa·s、凝固点为40℃的稠油实现乳化，形成水包油乳状液，降粘率可达99％以上，乳液温度降低至30℃以下依然具有较好的流动性，降凝幅度可达15℃以上，能够很 好的解决原油井泵阻力大以及井筒举升困难的问题。

具体使用时，将本发明的稠油降凝降粘组合物与水搅拌混合，配制成5％～25％的水溶液；通过油、套环形空间或者空心抽油杆等持续滴加或者间歇添加到井筒中(油井日产液量按10～20m³考虑，掺加工艺考虑持续滴加或者每日添加一次)，使其与原油在井筒中接触混合，形成水包油型乳状液，解决原油进泵困难和井筒举升困难的问题。