CN111205843A - 一种稠油降粘剂、其制备方法及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低成本稠油降粘剂、其制备方法及使用方法。本发明提供的稠油降粘剂包括：聚氧乙烯烷基苯酚醚0.2％～2％；聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯0.1％～1.5％；烷基苯磺酸钠0.2％～5％；碱性物质0.1％～1.5％；水余量。本发明提供的稠油降粘剂中，碱性物质与稠油本身自带的石油酸反应形成特定的表面活性剂，其与本发明降粘剂中的其它三种表面活性剂协同作用，有效降低稠油粘度，提高其流动性；且上述特定表面活性的形成能够降低其它表面活性剂用量，有利于降低成本。本发明的降粘剂组分还能吸附在岩石孔隙内壁和管壁上形成一层亲水膜，降低稠油的流动摩阻，从而提升其流动性。

Description

一种稠油降粘剂、其制备方法及使用方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种稠油降粘剂、其制备方法及使用方法。

背景技术

随着常规原油越来越少和石油开采技术的进步，稠油的高效开发具有愈发明显的意义。稠油是一类沥青质及胶质含量较高、粘度较大的原油，通常把相对密度大于0.92(20℃)、地下粘度大于50mPa.s的原油称为稠油。稠油由于含有较多胶质、沥青质、蜡等，导致其粘度大、在储层和井筒等中的流动性差，开发困难，因此，稠油降粘是其开发过程中的必需环节。

现有的稠油降粘方法包括：稠油热力降粘、掺稀降粘、化学降粘或者将以上方法组合使用。其中，稠油热力降粘和掺稀降粘的采油成本较高，尤其是对于异常低温地层(如稠油油藏深度为2000m，地层温度只有65℃)的采油成本更高，难以满足油田低成本高效开发稠油的要求。化学降稠是利用降粘剂，将油水混合物的粘度降低，从而使稠油在地层、井筒或者运输管线中能够顺利流动，成为一种主要的降粘方式。

降粘剂根据溶解性分为水溶性降粘剂和油溶性降粘剂，根据主要成分可分为阴离子型降粘剂和非离子型降粘剂。然而，现有降粘剂，降粘效果不佳，或者成本较高，难以兼具降粘效果及满足低成本的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种稠油降粘剂、其制备方法及使用方法。本发明提供的稠油降粘剂能够有效降低稠油粘度，且成本较低。

本发明提供了一种稠油降粘剂，以质量百分比计，包括以下组分：

优选的，所述碱性物质选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或几种。

优选的，所述聚氧乙烯烷基苯酚醚为聚氧乙烯辛基苯酚醚和/或聚氧乙烯壬基苯酚醚。

优选的，所述聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯为吐温80和/或吐温60。

优选的，所述烷基苯磺酸钠为十二烷基苯磺酸钠。

优选的，所述水包括工业用水和/或地层水。

本发明还提供了一种上述技术方案中所述的稠油降粘剂的制备方法，包括：

将聚氧乙烯烷基苯酚醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、烷基苯磺酸钠、碱性物质和水混合，得到稠油降粘剂。

优选的，所述混合的搅拌速度为200～600r/min，搅拌时间为5～30min。

本发明还提供了一种稠油降粘剂的使用方法，包括：

将稠油降粘剂与稠油混合，进行降粘反应；

所述稠油降粘剂为上述技术方案中所述的稠油降粘剂或按照上述技术方案中所述的制备方法制得的稠油降粘剂。

优选的，所述稠油降粘剂的用量与稠油降粘剂及稠油总量的质量比为≥25％。

本发明提供了一种稠油降粘剂，包括：聚氧乙烯烷基苯酚醚0.2％～2％；聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯0.1％～1.5％；烷基苯磺酸钠0.2％～5％；碱性物质0.1％～1.5％；水余量。本发明提供的稠油降粘剂中，碱性物质与稠油本身自带的石油酸反应形成特定的表面活性，其与本发明降粘剂中的其它三种表面活性剂协同作用，共同起到在地层及井筒中乳化降粘、吸附降粘、输油管线中破乳降粘等多种降粘作用，从而有效降低稠油粘度，提高其流动性；本发明的降粘剂组分还能吸附在岩石孔隙内壁和管壁上形成一层亲水膜，降低稠油的流动摩阻，从而提升其流动性。而且，本发明的降粘剂中，碱性物质与稠油自带的石油酸反应生成表面活性剂，能够降低表面活性剂的用量，有利于降低成本。

试验结果表明，本发明的降粘剂能够将新疆某稠油粘度从11600mPa.s降至620mPa.s以下，降粘率达到94％以上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为不同含水率下降粘率的效果图；

图2为不同含水率下的粘度效果图。

具体实施方式

本发明提供了一种稠油降粘剂，以质量百分比计，包括以下组分：

本发明提供的稠油降粘剂中，碱性物质与稠油本身自带的石油酸反应形成特定的表面活性，其与本发明降粘剂中的其它三种表面活性剂协同作用，共同起到在地层及井筒中乳化降粘、吸附降粘、输油管线中破乳降粘等多种降粘作用，从而有效降低稠油粘度，提高其流动性；本发明的降粘剂组分还能吸附在岩石和管壁上形成一层亲水膜，降低稠油的流动摩阻，从而提升其流动性。而且，本发明的降粘剂具有优异的耐温性，在较高和较低温度下依然表现出稳定的降粘效果。另外，本发明的降粘剂中，碱性物质与稠油自带的石油酸反应生成特定的乳状剂，可将地层中的稠油乳化成微小的乳状液并携带至孔喉中，能够降低表面活性剂的用量，有利于降低成本。

本发明中，所述聚氧乙烯烷基苯酚醚优选为聚氧乙烯辛基苯酚醚和/或聚氧乙烯壬基苯酚醚。更优选为聚氧乙烯辛基苯酚醚。本发明对所述聚氧乙烯烷基苯酚醚的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。

本发明中，所述聚氧乙烯烷基苯酚醚在稠油降粘剂中的质量比为0.2％～2％；在本发明的一些实施例中，所述聚氧乙烯烷基苯酚醚在稠油降粘剂中的质量比为0.3％、0.5％、0.8％或1％。

本发明中，所述聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯优选为吐温80和/或吐温60；更优选为吐温80。本发明对所述聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。

本发明中，所述聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯在稠油降粘剂中的质量比为0.1％～1.5％；在本发明的一些实施例中，所述聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯在稠油降粘剂中的质量比为0.1％、0.3％或0.5％。

本发明中，所述烷基苯磺酸钠优选为十二烷基苯磺酸钠。本发明对所述烷基苯磺酸钠的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。

本发明中，所述烷基苯磺酸钠在稠油降粘剂中的质量比为0.2％～5％；在本发明的一些实施例中，所述烷基苯磺酸钠在稠油降粘剂中的质量比为0.5％、1％或2％。

本发明中，所述碱性物质优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或几种；为降低降粘剂成本，更优选为氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或几种。采用上述碱性物质与稠油本身自带的石油酸反应形成特定的O/W型乳状剂，(如上述钠盐与稠油中的石油酸反应形成环氧酸钠皂，上述钾盐与石油酸反应形成环氧酸钾皂)，一方面，该乳状剂能够将地层中的稠油乳化成微小的乳状液并携带到孔喉中，降低其他表面活性剂的用量，有利于降低成本；另一方面，该乳状剂与上述其它三种表面活性剂协同作用，共同起到在地层及井筒中乳化降粘、吸附降粘、输油管线中破乳降粘等多种降粘作用，从而有效降低稠油粘度，可实现异常低温稠油油藏的高效开发。

本发明中，所述碱性物质在稠油降粘剂中的质量比为0.05％～1.5％；在本发明的一些实施例中，所述碱性物质在稠油降粘剂中的质量比为0.05％、0.1％或0.5％。

本发明中，所述水优选包括工业用水和/或地层水。

本发明中，所述稠油降粘剂中，各组分的质量比如下：

优选的，各组分的质量比如下：

在该配比下，能够将稠油降粘率提升至99％以上。

本发明提供的上述稠油降粘剂中，碱性物质与稠油本身自带的石油酸反应形成特定的表面活性，其与本发明降粘剂中的其它三种表面活性剂协同作用，形成特定的降粘剂溶液，该降粘剂溶液与稠油混合能够形成低粘度的O/W型乳状液，稠油乳状液流动时的内摩擦由油与油之间的摩擦转变为水与水之间的摩擦，极大了降低了流动过程中的阻力；另外，降粘剂体系中的表面活性剂分子吸附于油管管壁上或岩石孔隙壁上，形成一层亲水膜，使管道内壁具有亲水性，稠油乳状液的内摩擦以及与管壁之间的摩擦均为水相摩擦，从而减少摩擦阻力，提高流动性。

本发明还提供了一种上述技术方案中所述的稠油降粘剂的制备方法，包括：

将聚氧乙烯烷基苯酚醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、烷基苯磺酸钠、碱性物质和水混合，得到稠油降粘剂。

其中，所述乙烯烷基苯酚醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、烷基苯磺酸钠、碱性物质和水的种类、用量及来源等均与上述技术方案中所述一致，在此不再一一赘述。

本发明中，所述混合的搅拌速度优选为200～600r/min。所述混合的搅拌时间优选为5～30min。

本发明还提供了一种稠油降粘剂的使用方法，包括：

将稠油降粘剂与稠油混合，进行降粘反应；

所述稠油降粘剂为上述技术方案中所述的稠油降粘剂或按照上述技术方案中所述的制备方法制得的稠油降粘剂。

本发明中，所述稠油优选为50℃脱水稠油粘度≤20000mPa.s的稠油。

本发明中，在进行降粘反应前，优选先将降粘剂与地层水混合进行敏感性试验，确定降粘剂与地层水配伍良好后，再与稠油混合，进行降粘反应。其中，进行敏感性试验的方法没有特殊限制，按照本领域技术人员熟知的方式进行即可。

本发明中，所述稠油降粘剂的用量与稠油降粘剂及稠油总量的质量比优选为≥25％，在该比例下，对稠油的降粘率可达到94％以上。所述质量比更优选为30％～90％，在该比例下，对稠油的降粘率可提升至99％以上。所述质量比进一步优选为30％～50％，在该比例下，不仅能够使稠油的降粘率提升至99％以上，还能够形成稳定的O/W型乳状液，改善开发效果、提升采收率，且不会给后续油水分离造成过高负荷。

本发明中，所述混合后，优选还依次进行恒温水浴处理和搅拌。所述恒温水浴的温度优选为25～100℃，更优选为35～70℃；所述恒温水浴的时间优选为1小时。所述搅拌的速度优选为200～500r/min；搅拌的时间优选为2～5min；所述搅拌的温度优选与恒温水浴时相同。在上述搅拌过程中，降粘剂与稠油之间发生降粘反应，有效降低稠油粘度。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

实施例1～11及对比例1～2

S1、将聚氧乙烯辛基苯酚醚(OP-10)、吐温80、十二烷基苯磺酸钠、氢氧化钠及地层水混合，得到降粘剂。其中，所用地层水为新疆某稠油试验区块的地层水，其矿化度为9543mg/L、水型为NaHCO₃型，其全成分分析参见表1。

表1新疆稠油试验区块地层水的成分分析

S2、取新疆某稠油试验区块稠油280g，在50±1℃的恒温水浴中恒温1h，搅拌去除其中的游离水和气泡，迅速用旋转粘度计测试其50±1℃时的粘度μ₀。

S3、将步骤S2所得稠油置于烧杯中，加入降粘剂120g，放入50±1℃的恒温水浴中恒温1h，将搅拌桨置于烧杯中心、距烧杯底部2～3mm处，调节转速为250r/min，在恒温条件下搅拌2min。

S4、用旋转粘度计测试测试步骤S3所得稠油乳液在50±1℃的粘度μ。

S5、根据公式(1)计算稠油的降粘率：

式(1)中，

f为降粘率，％；

μ₀为50℃时稠油试样的粘度，mPa.s；

μ为加入降粘剂进行降粘处理后稠油乳液的粘度，mPa.s。

步骤S1中降粘剂中各组分配比以及步骤S6所得计算结果参见表2。

表2降粘剂配方及降粘效果

由表2测试结果可以看出，与对比例1～2相比，本发明实施例1～11能够明显提升降粘效果，证明，本发明的特定组分以特定比例形成的降粘剂(聚氧乙烯烷基苯酚醚0.2％～2％，聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯0.1％～1.5％，烷基苯磺酸钠0.2％～5％，碱性物质0.05％～1.5％，水余量)，能够显著提升对稠油的降粘效果。实施例1～11中，实施例8～11的降粘效果进一步明显提升，证明，各组分在优选配比下(聚氧乙烯烷基苯酚醚0.5％～1％，聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯0.1％～0.5％，烷基苯磺酸钠1％～2％，碱性物质0.5％，水余量)时，能够更显著地提升对稠油的降粘效果，稠油粘度可降至75mPa.s以下，降粘率达到99％以上。

实施例12～21及对比例3

按照实施例1～11中的降粘过程进行降粘处理，其中，

稠油用量分别为：400g、360g、320g、280g、240g、200g、160g、120g、80g、40g；

降粘剂用量分别为：0g、40g、80g、120g、160g、200g、240g、280g、320g、360g。

所用降粘剂配方如下：OP-10 0.5％、吐温80 0.1％、十二烷基苯磺酸钠2％、氢氧化钠0.5％、地层水余量。

降粘效果参见表3：

表3不同油水比条件下降粘剂的降粘效果

注：表3中，“油水比”指降粘剂用量与稠油用量之比；“含水率”指降粘剂用量/(降粘剂+稠油)总量之比。

将含水率与降粘效果的对应作图，如图1和图2所示，图1为不同含水率下降粘率的效果图，图2为不同含水率下的粘度效果图。

由表3及图1-2可以看出，稠油乳液中含水率越高，稠油粘度越低，降粘效果越好。含水率增加到25％时，稠油粘度由11600mPa.s急剧降至620mPa.s，降粘率为94.66％。含水率增加至30％以后，粘度降低至65mPa.s以下，降粘率达到99.44％以上，粘度较低，更有利于开采。

对降粘效果和形成的乳状液类型进行分析，含水率≤25％的稠油乳液为W/O型乳状液，含水率≥30％的稠油乳液为O/W型乳状液；含水率在25％至30％的区间为过渡区间、即发生乳状液转相的区间。根据实际开采需求，含水率≥30％时，具有较好的降粘效果；30％≤含水率≤50％时，既能够形成稳定的O/W型乳状液，有效降低稠油粘度，改善稠油的开采效果和采收率，还不会给后续油水分离造成过高的负荷。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种稠油降粘剂，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的稠油降粘剂，其特征在于，所述碱性物质选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的稠油降粘剂，其特征在于，所述聚氧乙烯烷基苯酚醚为聚氧乙烯辛基苯酚醚和/或聚氧乙烯壬基苯酚醚。

4.根据权利要求1所述的稠油降粘剂，其特征在于，所述聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯为吐温80和/或吐温60。

5.根据权利要求1所述的稠油降粘剂，其特征在于，所述烷基苯磺酸钠为十二烷基苯磺酸钠。

6.根据权利要求1所述的稠油降粘剂，其特征在于，所述水包括工业用水和/或地层水。

7.一种权利要求1～6中任一项所述的稠油降粘剂的制备方法，其特征在于，包括：

将聚氧乙烯烷基苯酚醚、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、烷基苯磺酸钠、碱性物质和水混合，得到稠油降粘剂。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述混合的搅拌速度为200～600r/min，搅拌时间为5～30min。

9.一种稠油降粘剂的使用方法，其特征在于，包括：

将稠油降粘剂与稠油混合，进行降粘反应；

所述稠油降粘剂为权利要求1～6中任一项所述的稠油降粘剂或按照权利要求7～8中任一项所述的制备方法制得的稠油降粘剂。

10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于，所述稠油降粘剂的用量与稠油降粘剂及稠油总量的质量比为≥25％。

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