一种稠油降粘剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及石油开采技术领域，具体为一种稠油降粘剂及其制备方法。


背景技术：

2.全球稠油占剩余石油资源总量的70％以上，我国也有着丰富的稠油储藏。随着对石油资源开采技术的不断提高，以及轻质原油资源的不断枯竭，稠油开采量及不可动地质储量的开发在不断增加。
3.稠油因胶质、沥青质含量较高、密度大和粘度高，为开采和输送带来极大的困难。利用化学降粘法在原油中添加少量降粘剂以改善稠油的低温流动性能是目前普遍采用的行之有效的方法。化学降粘剂对于稠油可进行有效分散、乳化等作用，能显著降低稠油粘度，对提高稠油采收率具有重要意义。
4.由于油藏地层复杂，很多属于高温、高盐油藏，普通的降粘剂使用范围有限，且乳化性降粘剂使用后期又面临着原油破乳脱水难的困境。针对现有技术中存在的不足，需要一种具有降粘效果好，且能够自动破乳脱水的降粘剂产品，实现稠油的高效开采和输送。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种稠油降粘剂及其制备方法，解决了油田稠油降粘剂使用过程中存在的降粘与破乳之间的矛盾的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种稠油降粘剂，包括3～6份的自来水，2.5～6份的a组分溶液，3～7份的组分b和0.5～1.5的组分c。
9.一种稠油降粘剂的制备方法，制备步骤为：
10.s1.将水将入反应釜内，加热至20～30℃；
11.s2.在加热完毕后保持恒温，利用搅拌设备开启搅拌工作；
12.s3.在进行搅拌的同时，将组分a按比例缓慢均匀地加入反应釜中，持续搅拌至完全溶解；
13.s4.在组分a完全溶解后，加入组分b，搅拌10-30分钟；
14.s5.在组分b搅拌均匀后，再加入组分c，搅拌5-15分钟；
15.s6.在组分c混合均匀后，出釜，桶包装即为产品。
16.优选的，所述组分a为嵌段低分子聚合物，由丙烯酸和自制的功能单体烷基丙烯酸酯共聚而成，所述组分b为碳链数7～9的非离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚液体，所述组分c为工业级有机溶剂甲醇。
17.优选的，所述烷基丙烯酸酯可为十四烷基丙烯酸酯、十六烷基丙烯酸酯、十八烷基丙烯酸酯或二十烷基丙烯酸酯。
18.优选的，所述功能单体的制备步骤为：
19.s1、准确称取50～60份十四～二十烷基醇，0.2～0.3份的对苯二酚和0.8～1.0份的浓硫酸，量取30～40份环已烷，分别加入四口烧瓶中；
20.s2、加热至65℃使烷基醇完全熔化，用恒压滴液漏斗缓慢滴加10～20份丙烯酸，在滴加30～40min后反应0.5～1h，加热到120℃～130℃回流；
21.s3、回流0.5～0.6h后连接分水器，反应6～8h后分离至基本无水停止反应；
22.s4、用稀碱溶液洗涤产品直至对苯二酚颜色消失，并保持ph为7～8；
23.s5、将产品溶解到60～70份丙酮中抽滤，在低于50℃的条件下干燥，得到白色固体长链烷基丙烯酸酯。
24.优选的，所述嵌段低分子聚合物的制备步骤：
25.s1、向1000ml广口瓶中加入550～600份纯水，加入纯碱40～45份，溶解完全后加入精制丙烯酰胺200～220份；
26.s2、另取500ml广口瓶加入200～230份纯水，分别加入总质量0.1％～0.2％的自制单体烷基丙烯酸酯、1.0～1.5％的op-10及1.5％～2.0％的助溶剂，置于磁力搅拌器上70℃～80℃加热搅拌30～40min，溶解透亮后降至室温；
27.s3、降至室温后，将其缓慢加入丙烯酰胺溶液中，溶液混合均匀后降温至11℃～12℃，加入0.1％～0.2％的尿素和0.1％～0.2％的氯化钠，移入杜瓦瓶中；
28.s4、用99.999％以上的高纯氮除氧5～10min，加入0.01％～0.015％的edta，除氧15～20min后加入单体am用量0.15％～0.2％的链增剂，继续除氧15～20min后加入0.18％～0.2％的氧化剂过硫酸钠，1～5min后加入0.09％～0.1％的还原剂亚硫酸氢钠，继续通氮至溶液变粘稠后封口；
29.s5、待溶液温度升至最高值并自然降温1.5～2h后，从杜瓦瓶中取出胶体，放入70℃～80℃的恒温水浴中水解9～10小时后取出，造粒后放入烘箱并于60～70℃条件下干燥1.5-2h，取出粉碎过筛后即得成品。
30.优选的，上述制备过程采用的反应釜为用常见的实验室用容积0.2～2l反应釜。
31.(三)有益效果
32.本发明提供了一种稠油降粘剂及其制备方法。具备以下有益效果：
33.1、本发明制备的降粘剂以嵌段低分聚合物中的亲油基团为作用核心点，配合非离子表面活性剂和有机溶剂的协同增效作用，利用低分聚合物的分散性和表活剂的渗透性及降低界面张力的作用，以嵌段式低分聚合物为主剂，配合具有高渗透性、具有耐耐温抗盐性的非离子型表面活性剂和有机溶剂，通过三者的协同作用，具有在稠油中更加有效渗透、分散和剥离的作用。
34.2、本发明的降粘剂对稠油具有较好的分散阻聚作用，便于随石油运移采出，经静置后可实现油水自动分离，分离出的水因含有大部分稠油降粘剂，解决了油田稠油降粘剂使用过程中存在的降粘与破乳之间的矛盾，可再次用于稠油开采，节约了药剂使用量，同时省去了后期的破乳过程，比传统乳化性降粘剂节约成本30％以上，具有更高的经济效益。
具体实施方式
35.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
36.实施例一：
37.本发明实施例提供一种稠油降粘剂及其制备方法：
38.(1)取自来水3份，组分a溶液(配制浓度2000ppm)2.5份，组分b(有效含量30～40％)7份，组分c(纯物质)0.5份。制备方法：向反应釜中加入一定量的自来水，加热至20～30℃并恒温，开启搅拌，将组分a按比例缓慢均匀地加入反应釜中搅拌至完全溶解，加入组分b，搅拌10分钟，再加入组分c，搅拌5分钟，出釜，桶包装即为产品。
39.(2)其中组分a由以下步骤制备：
40.a.功能单体的制备
41.准确称取50份十四醇，0.2份对苯二酚，0.8份浓硫酸，量取30份环已烷，加入四口烧瓶中，加热至65℃使十四醇完全熔化；用恒压滴液漏斗缓慢滴加10份丙烯酸，滴加30min后反应0.5h加热到120℃回流，回流0.5h后装分水器，反应6小时后分离至基本无水时停止反应；用稀碱溶液洗涤产品直至对苯二酚颜色消失，并保持ph为7；将产品溶解到60份丙酮中抽滤，在低于50℃的条件下干燥，得到白色蜡状固体物十四烷基丙烯酸酯。
42.b.聚合物的制备
43.向1000ml广口瓶中加入550g纯水，加入纯碱40g，溶解完全后加入精制丙烯酰胺200g；另取500ml广口瓶加入200ml纯水，加入自制单体十四烷基丙烯酸酯1.0g,加入op-1010g，加入助溶剂15g，置于磁力搅拌器上80℃加热搅拌30min，溶解透亮后慢慢全部加入丙烯酰胺溶液当中；溶液搅拌混合均匀后降温至12℃，加入尿素2g,氯化钠2g；移入杜瓦瓶中，用99.999％以上的高纯氮除氧10min，加入edta0.1g，除氧20min后加入单体am用量0.2％的链增剂，继续除氧20min后加入引发剂过硫酸钠(浓度1％)1.8ml，2min后加入还原剂亚硫酸氢钠(浓度1％)0.9ml，继续通氮至溶液变粘稠后封口；待溶液温度升至最高值并自然降温2h后，从杜瓦瓶中取出胶体，放入80℃的恒温水浴中水解9小时后取出，造粒后放入烘箱并于60℃条件下干燥1.5h，取出粉碎过筛后即得成品。
44.本降粘剂性能实验评价：实验用水为大港油田刘官庄油田回注污水；实验用油为大港油田刘官庄油田油井稠油；实验方法为：将降粘剂用现场污水配制成1000mg/l的溶液，与稠油按体积比7:3混合，置于具塞试管中水平振荡100-150次，分别于50℃、60℃、70℃、80℃下测量粘度，计算降粘率；经测试，降粘率分别为90.5％、91.2％、92.8％、93.7％，具有较好的降粘效果。
45.实施例二：
46.本实施例与实施例一的不同之处在于：(1)取自来水6份，组分a溶液(配制浓度2000ppm)6.0份，组分b(有效含量30～40％)3份，组分c(纯物质)1.5份。制备方法：向反应釜中加入一定量的自来水，加热至20～30℃并恒温，开启搅拌，将组分a按比例缓慢均匀地加入反应釜中搅拌至完全溶解，加入组分b，搅拌10分钟，再加入组分c，搅拌5分钟，出釜，桶包装即为产品。
47.(2)其中组分a由以下步骤制备：
48.a.功能单体的制备
49.准确称取55份十六醇，0.3份对苯二酚，0.8份浓硫酸，量取40份环已烷，加入四口
烧瓶中，加热至65℃使十六醇完全熔化；用恒压滴液漏斗缓慢滴加15份丙烯酸，滴加30min后反应1.0h加热到120℃回流，回流0.5h后装分水器，反应7小时后分离至基本无水时停止反应；用稀碱溶液洗涤产品直至对苯二酚颜色消失，并保持ph为7.5；将产品溶解到60份丙酮中抽滤，在低于50℃的条件下干燥，得到白色蜡状固体物十六烷基丙烯酸酯。
50.b.聚合物的制备
51.向1000ml广口瓶中加入600g纯水，加入纯碱45g，溶解完全后加入精制丙烯酰胺220g；另取500ml广口瓶加入200ml纯水，加入自制单体十六烷基丙烯酸酯2.0g,加入op-1015.0g，加入助溶剂20g，置于磁力搅拌器上80℃加热搅拌40min，溶解透亮后慢慢全部加入丙烯酰胺溶液当中；溶液搅拌混合均匀后降温至12℃，加入尿素2g,氯化钠2g，移入杜瓦瓶中，用99.999％以上的高纯氮除氧10min，加入edta0.1g，除氧20min后加入单体am用量0.2％的链增剂，继续除氧20min后加入引发剂过硫酸钠(浓度1％)2.0ml，2min后加入还原剂亚硫酸氢钠(浓度1％)1.0ml，继续通氮至溶液变粘稠后封口；待溶液温度升至最高值并自然降温2h后，从杜瓦瓶中取出胶体，放入80℃的恒温水浴中水解10小时后取出，造粒后放入烘箱并于60℃条件下干燥2.0h，取出粉碎过筛后即得成品。
52.组分b为脂肪醇聚氧乙烯醚(碳链数为7～9)，有效含量30～40％，。
53.本降粘剂性能实验评价：实验用水为大港油田板桥油田回注污水；实验用油为大港油田板桥油田稠油：实验方法为：将降粘剂用现场污水配制成1000mg/l的溶液，与稠油按体积比7:3混合，置于具塞试管中水平振荡100-150次，分别于50℃、60℃、70℃、80℃下测量粘度，计算降粘率。经计算，降粘率分别为91.6％、92.5％、94.0％、95.1％，具有较好的降粘效果。
54.实施例三
55.本实施例与实施例一和实施例二的不同之处在于：
56.(1)取自来水5份，a溶液(配制浓度2000ppm)4份，组分b(有效含量30～40％)5份，组分c(纯物质)1.2份。制备方法：向反应釜中加入自来水，加热至20～30℃并恒温，开启搅拌，将组分a按比例缓慢均匀地加入反应釜中搅拌至完全溶解，加入组分b，搅拌10分钟，再加入组分c，搅拌5分钟，出釜，桶包装即为产品。
57.(2)其中组分a由以下步骤制备：
58.a.功能单体的制备
59.准确称取60份十八醇，0.2份对苯二酚，0.8份浓硫酸，量取30份环已烷，加入四口烧瓶中，加热至65℃使十八醇完全熔化；用恒压滴液漏斗缓慢滴加20份丙烯酸，滴加30min后反应1.0h加热到120℃回流，回流0.5h后装分水器，反应7.5小时后分离至基本无水时停止反应；用稀碱溶液洗涤产品直至对苯二酚颜色消失，并保持ph为8；将产品溶解到60份丙酮中抽滤，在低于50℃的条件下干燥，得到白色蜡状固体物十八烷基丙烯酸酯。
60.b.聚合物的制备
61.向1000ml广口瓶中加入580g纯水，加入纯碱42g，溶解完全后加入精制丙烯酰胺210g；另取500ml广口瓶加入200ml纯水，加入自制单体十八烷基丙烯酸酯1.5g,加入op-10 12.5g，加入助溶剂17g，置于磁力搅拌器上80℃加热搅拌30min，溶解透亮后慢慢全部加入丙烯酰胺溶液当中；溶液搅拌混合均匀后降温至12℃，加入尿素2g,氯化钠2g；移入杜瓦瓶中，用99.999％以上的高纯氮除氧10min，加入edta0.1g，除氧20min后加入单体am用量
0.2％的链增剂，继续除氧20min后加入引发剂过硫酸钠(浓度1％)1.8ml，2min后加入还原剂亚硫酸氢钠(浓度1％)0.9ml，继续通氮至溶液变粘稠后封口；待溶液温度升至最高值并自然降温2h后，从杜瓦瓶中取出胶体，放入80℃的恒温水浴中水解9小时后取出，造粒后放入烘箱并于60℃条件下干燥2.0h，取出粉碎过筛后即得成品。
62.本降粘剂性能实验评价：实验用水为大港油田刘官庄油田回注污水；实验用油为大港油田刘官庄油田油井稠油；实验方法为：将降粘剂用现场污水配制成1000mg/l的溶液，与稠油按体积比1:1混合，置于具塞试管中水平振荡100-150次，分别于50℃、60℃、70℃、80℃下测量粘度，计算降粘率；经测试，降粘率分别为89.0％、91.1％、、92.4％、93.3％，具有较好的降粘效果。
63.实施例四：
64.本实施例与其他实施例的不同之处在于：
65.(1)取自来水5份，a溶液(配制浓度2000ppm)5份，组分b(有效含量30～40％)3.5份，组分c(纯物质)0.7份。
66.(2)其中组分a由以下步骤制备：
67.a.功能单体的制备
68.准确称取60份二十醇，0.2份对苯二酚，0.8份浓硫酸，量取30份环已烷，加入四口烧瓶中，加热至65℃使二十醇完全熔化；用恒压滴液漏斗缓慢滴加20份丙烯酸，滴加30min后反应1.0h加热到130℃回流，回流0.5h后连接分水器，反应7小时后分离至基本无水时停止反应；用稀碱溶液洗涤产品直至对苯二酚颜色消失，并保持ph为8；将产品溶解到70份丙酮中抽滤，在低于50℃的条件下干燥，得到白色固体二十烷基丙烯酸酯。
69.b.聚合物的制备
70.向1000ml广口瓶中加入580g纯水，加入纯碱42g，溶解完全后加入精制丙烯酰胺210g；另取500ml广口瓶加入200ml纯水，加入自制单体二十烷基丙烯酸酯1.5g,加入op-10 12.5g，加入助溶剂17g，置于磁力搅拌器上80℃加热搅拌30min，溶解透亮后慢慢全部加入丙烯酰胺溶液当中；溶液搅拌混合均匀后降温至12℃，加入尿素2g,氯化钠2g；移入杜瓦瓶中，用99.999％以上的高纯氮除氧10min，加入0.1gedta，除氧20min后加入0.4g链增剂，继续除氧20min后加入引发剂过硫酸钠(浓度1％)1.8ml，2min后加入还原剂亚硫酸氢钠(浓度1％)0.9ml，继续通氮至溶液变粘稠后封口；待溶液温度升至最高值并自然降温2h后，从杜瓦瓶中取出胶体，放入80℃的恒温水浴中水解9小时后取出，造粒后放入烘箱并于60℃条件下干燥2.0h，取出粉碎过筛后即得成品。
71.本降粘剂性能实验评价：实验用水为大港油田孔南区块回注污水；实验用油为大港油田孔南区块稠油；实验方法为：将降粘剂用现场污水配制成1000mg/l的溶液，与稠油按体积比7:3混合，置于具塞试管中水平振荡100-150次，分别于50℃、60℃、70℃、80℃下测量粘度，计算降粘率；经测试，降粘率分别为88.5％、89.2％、、90.8％、91.5％，具有较好的降粘效果。
72.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。