專利名稱：一種稠油乳化降粘劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稠油乳化降粘劑，不僅適用于普通稠油的乳化降粘，而且適用于超高礦鹽地層條件下高膠質(zhì)或高瀝青質(zhì)含量的稠油的乳化降粘。
背景技術(shù)：
乳化降粘法是目前開采稠油常用的方法，通過乳化降粘劑在油水界面的吸附，降低油水界面張力，使稠油從油包水的乳化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗腿闋钜海蠓冉档驼扯?，便于正常開采，乳化降粘劑配方中一般都加入堿，以減少外加表面活性劑的用量，但這一方法并不適用于堿敏地層。
隨著稠油開采深度的增加，地質(zhì)條件日益復(fù)雜化。乳化降粘劑的使用效果通常還會受到地層水質(zhì)礦化度的影響，尤其是水中鈣鎂離子濃度過高時(shí)，易于與陰離子型表面活性劑發(fā)生反應(yīng)，形成沉淀，電解質(zhì)濃度的增加甚至?xí)顾腿闋钜恨D(zhuǎn)型為高粘度的油包水乳狀液。另一方面，我國的新疆、勝利等油田已發(fā)現(xiàn)的油藏，有相當(dāng)一部分稠油的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量很高，它們在油水界面形成很強(qiáng)的吸附膜，界面膜的強(qiáng)度很高，乳化降粘劑分子很難在油水界面取而代之使稠油乳狀液發(fā)生轉(zhuǎn)相從而降低粘度。
目前，市售的乳化降粘劑，當(dāng)遇到鈣鎂離子濃度高于7000mg/L的地層水時(shí)，大都失去降粘作用。而國內(nèi)新疆、中原等油田的地層水中鈣鎂離子濃度高達(dá)2000mg/L-30000mg/L，在此高礦化水條件下，膠質(zhì)含量超過60％或者瀝青質(zhì)含量超過20％的稠油的乳化降粘更是沒有先例。
目前，油田常用的乳化降粘劑中，文獻(xiàn)報(bào)道和實(shí)際應(yīng)用較多的乳化劑是非離子表面活性劑，例如CN 88105018A報(bào)道了以聚氧乙烯烷基酚醚和堿復(fù)配作為稠油乳化劑的方法。此外，其它專利還報(bào)道了以聚氧乙烯醇醚、聚氧乙烯失水山梨糖醇酯、聚氧乙烯氧丙烯多乙烯多胺、聚氧乙烯氧丙烯丙二醇醚等非離子表面活性劑作為稠油乳化劑的方法。上述非離子型表面活性劑的生產(chǎn)成本較高，耐礦鹽的能力一般小于1000mg/L，在更高的礦化度下，乳化降粘效果明顯變差甚至失效。US5934303報(bào)道了一種用萘磺酸甲醛縮合物的鈉鹽、鎂鹽或銨鹽作為稠油乳化降粘劑的方法，在總離子濃度為38000mg/L(鈣鎂為6200mg/L)的地層水中適用。
US 4016932報(bào)道了以未縮合的石油磺酸鹽、壬基酚聚氧乙烯醚和堿復(fù)配作為驅(qū)油劑的方法，可用于總離子濃度為125000mg/L(Ca2+、Mg2+為5800mg/L)的地層水。但不適用于開采稠油和超稠油。因?yàn)槌碛椭泻写罅康臑r青質(zhì)和膠質(zhì)，開采條件比較特殊。而且對于地層水中的鈣鎂濃度大于10000mg/L時(shí)，也失去作用。
CN 1340589A報(bào)道了一種芳基封頭的聚氧乙烯醚型非離子表面活性劑與取代的芳酸和芳磺酸陰離子表面活性劑的縮合物，在堿存在下適用于瀝青質(zhì)和膠質(zhì)含量高的稠油的乳化降粘，但當(dāng)?shù)貙铀械拟}鎂濃度大于2000mg/L時(shí)，則失去作用。
在我國中原油田和新疆的塔河油田、吐哈油田等，地層水的鈣鎂離子濃度有時(shí)會大于10000mg/L。CN1504529報(bào)道了用于此類高礦化度條件下的稠油乳化降粘劑，是陰離子表面活性劑和非離子-陰離子表面活性劑的復(fù)配物。雖然具有很高的抗鹽性能，但是對于一些膠質(zhì)含量大于60％或者瀝青質(zhì)含量超過20％的稠油，加劑量高達(dá)4％，成本很高，這種復(fù)配物的應(yīng)用有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種復(fù)配型稠油乳化降粘劑，具有不含堿、抗礦鹽能力強(qiáng)，能乳化膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量高的稠油，且乳化后的稠油粘度低，乳化成本適中等優(yōu)點(diǎn)。
相比于CN1504529，本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是在稠油乳化降粘劑中加入了破乳劑。在稠油乳化降粘領(lǐng)域，現(xiàn)有技術(shù)從未使用過破乳劑。因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員一般認(rèn)為，稠油乳化降粘的主要任務(wù)是乳化，目的是使稠油從油包水的乳化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗腿橐?，從而大幅度降低粘度，便于正常開采。而破乳過程是把水和油彼此分開，便于二者分離。因此，在稠油開采過程中并不使用破乳劑。但是，對于膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量很高的稠油，乳化難度很大。本發(fā)明意外地發(fā)現(xiàn)，加入破乳劑后，水和油先彼此分開，在乳化劑的作用下就可以很容易地形成水包油乳液。
本發(fā)明提供的稠油乳化降粘劑，包括以下組分e)陰離子表面活性劑；f)非離子-陰離子型表面活性劑；g)破乳劑；h)水；其中，a、b、c的重量比為1∶0.1-50∶0.01-20，優(yōu)選1∶0.2-40∶0.02-15，水量是a、b、c總重量的0.2-5000倍，優(yōu)選0.5-4500倍。
所述陰離子表面活性劑是石油磺酸鹽甲醛縮合物和磺化木質(zhì)素的鈉鹽、鈣鹽等，分子量為500-40000，優(yōu)選1000-20000，可以是市售商品，也可以按照常規(guī)方法制備。
所述非離子-陰離子型表面活性劑選自烷基酚或脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸酯鹽、硫酸酯鹽、羧酸鹽和磺酸鹽等。通式分別寫為R-O-(CH2CH2O)n-PO3M2R-O-(CH2CH2O)n-SO3MR-O-(CH2CH2O)n-CH2COOMR-O-(CH2CH2O)n-R’SO3MR是烷基或烷苯基，總碳數(shù)為6-20，優(yōu)選8-16；n為氧乙烯聚合度，其值為3-90；M為一價(jià)金屬陽離子或NH4+，R’的碳數(shù)為1-6范圍。優(yōu)選的非離子-陰離子型表面活性劑為C6-C20烷基酚(或脂肪醇)聚氧乙烯醚羧酸鹽，C6-C20烷基酚(或脂肪醇)聚氧乙烯醚磺酸鹽，C6-C20烷基酚(或脂肪醇)聚氧乙烯醚磷酸酯鹽，C6-C20烷基酚(或脂肪醇)聚氧乙烯醚硫酸酯鹽。
所述破乳劑可以是烷基鹵化銨或烷基芐基鹵化銨型陽離子破乳劑或聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇醚型非離子破乳劑，還可以是平均分子量為1000-30000的聚氧乙烯聚氧丙烯多乙烯多胺嵌段共聚物等。陽離子型破乳劑優(yōu)選C6-C30長鏈烷基三甲基鹵化銨，或C6-C30長鏈烷基二甲基芐基鹵化銨，更優(yōu)選C8-C24烷基三甲基氯化銨或溴化銨，或C8-C24烷基二甲基芐基氯化銨或溴化銨，如十二烷基三甲基溴(或氯)化銨、十六烷基三甲基溴(或氯)化銨、二十烷基三甲基溴(或氯)化銨、十二烷基二甲基芐基溴(或氯)化銨、十六烷基二甲基芐基溴(或氯)化銨、二十烷基二甲基芐基溴(或氯)化銨等。非離子型破乳劑優(yōu)選聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇醚，如聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基二醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯二甘醇醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯丙三醇醚。
所述的水可以是普通水質(zhì)，如自來水、井水、蒸餾水，也可以是總離子濃度為200000mg/L，鈣鎂離子濃度不大于150000mg/L的超高礦化度的礦化水。
本發(fā)明提供的稠油乳化降粘劑可以按照以下方法配制和使用將陰離子表面活性劑、非離子-陰離子表面活性劑和破乳劑與少量水配成較濃的溶液，再用水稀釋后與稠油接觸乳化；也可以用大量的水將陰離子表面活性劑、非離子-陰離子表面活性劑和破乳劑配成較稀的溶液，然后直接與稠油接觸乳化。其中，以稠油重量為基準(zhǔn)，乳化降粘劑濃度為0.01-5％，優(yōu)選0.2-2％。
本發(fā)明提供的稠油乳化降粘劑中的陰離子組分是以煉油副產(chǎn)物或造紙工業(yè)副產(chǎn)物為原料合成的石油磺酸鹽縮合物或木質(zhì)素磺酸鹽，成本低廉。與之復(fù)配的非離子-陰離子表面活性劑具有很強(qiáng)的抗高礦鹽水的能力。所加的破乳劑可以破壞膠質(zhì)、瀝青質(zhì)在油水界面形成的強(qiáng)吸附膜，可以滿足油田高礦化度水質(zhì)和高膠質(zhì)、瀝青質(zhì)稠油的降粘要求。稠油乳化降粘劑配方中不含堿，因此特別適合于堿敏地層的乳化降粘。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例1稱取50℃粘度為643000mPa.s，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量分別為20.4重％和26.6重％的新疆塔河超稠原油100g，將0.1g平均分子量為10000的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成劑廠產(chǎn)品)，0.4g壬基酚聚氧乙烯醚羧酸鹽(北京興普新產(chǎn)品開發(fā)中心生產(chǎn))，0.002g十六烷基三甲基溴化銨(浙江贊成科技有限公司產(chǎn)品)，0.5g水配成乳化降粘劑，用43g高礦化度硬水(總礦化度200000mg/l，其中鈣鎂離子濃度為20000mg/l)稀釋后加入到上述稠油中，50℃下攪拌5分鐘后，Hakke VT550型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(100轉(zhuǎn)/分)測試乳化稠油的粘度，測試結(jié)果見表1。
實(shí)例2稱取50℃粘度為74880mPa.s，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量分別為61.3重％和9.5重％的勝利稠油100g，將0.05g平均分子量為10000的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成劑廠產(chǎn)品)，0.4g壬基酚聚氧乙烯醚羧酸鹽(北京興普新產(chǎn)品開發(fā)中心生產(chǎn))，0.01g十六烷基三甲基氯化銨(浙江贊成科技有限公司生產(chǎn))，0.1g水配成乳化降粘劑，用66g高礦化度硬水(總礦化度200000mg/l，其中鈣鎂離子濃度為20000mg/l)稀釋后加入到上述稠油中，50℃下攪拌5分鐘后，Hakke VT550型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(100轉(zhuǎn)/分)測試乳化稠油的粘度，測試結(jié)果見表1。
實(shí)例3稱取50℃粘度為46700mPa.s，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量分別為30.8重％和17.6重％的新疆稠油100g，稱取0.05g平均分子量為8000的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成劑廠產(chǎn)品)，0.05g壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯鹽(北京興普新產(chǎn)品開發(fā)中心生產(chǎn))，0.1g聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚(濟(jì)南試劑廠)，2g水配成乳化降粘劑，用35g硬水(總礦化度20000mg/l，其中鈣鎂離子濃度為250mg/l)稀釋后加入到上述稠油中，50℃下攪拌5分鐘后，Hakke VT550型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(100轉(zhuǎn)/分)測試乳化稠油的粘度，測試結(jié)果見表1。
實(shí)例4稱取50℃粘度為64160mPa.s，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量分別為23.9重％和3.9重％的勝利草橋稠油100g，將0.01g平均分子量為1000的木質(zhì)素磺酸鈉，0.3g脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鹽，0.1g聚氧乙烯聚氧丙烯多乙烯多胺嵌段共聚物，0.2g水配成乳化降粘劑，用43g高礦化度硬水(總礦化度200000mg/l，其中鈣鎂離子濃度為20000mg/l)稀釋后加入到上述稠油中，50℃下攪拌5分鐘后，Hakke VT550型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(100轉(zhuǎn)/分)測試乳化稠油的粘度，測試結(jié)果見表1。
實(shí)例5稱取50℃粘度為74970mPa.s膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量分別為48.3重％和4.6重％的勝利單家寺稠油1000g，稱取0.01g平均分子量為10000的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成劑廠產(chǎn)品)，0.08g壬基酚聚氧乙烯醚硫酸酯鹽(北京興普新產(chǎn)品開發(fā)中心生產(chǎn))，0.02g十二烷基二甲基芐基氯化銨，用430g自來水溶解后加入到上述稠油中，50℃下攪拌5分鐘后，Hakke VT550型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(100轉(zhuǎn)/分)測試乳化稠油的粘度，測試結(jié)果見表1。
實(shí)例6本實(shí)例采用更高礦化度水。
稱取50℃粘度為21060mPa.s，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量分別為29.3重％和17.2重％的新疆塔河超稠原油1000g，將0.9g平均分子量為10000的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成劑廠產(chǎn)品)，2g異辛基酚聚氧乙烯醚羧酸鹽(北京興普新產(chǎn)品開發(fā)中心生產(chǎn))，0.015g聚氧乙烯聚氧丙烯丙三醇醚，1g水配成乳化降粘劑，用430g高礦化度硬水(總礦化度200000mg/l，其中鈣鎂離子濃度為100000mg/l)稀釋后加入到上述稠油中，50℃下攪拌5分鐘后，Hakke VT550型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(100轉(zhuǎn)/分)測試乳化稠油的粘度，測試結(jié)果見表1。
實(shí)例7本實(shí)例采用低礦化度水。
稱取50℃粘度為23370mPa.s，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量分別為55.8重％和4.8重％的遼河稠油100g，將0.1g平均分子量為10000的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成劑廠產(chǎn)品)，0.05g壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯鹽(北京興普新產(chǎn)品開發(fā)中心生產(chǎn))，0.05g聚氧乙烯聚氧丙烯二甘醇醇醚，0.1g水配成乳化降粘劑，用43g硬水(總礦化度50000mg/l，其中鈣鎂離子濃度為350mg/l)稀釋后加入到上述稠油中，50℃下攪拌5分鐘后，Hakke VT550型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(100轉(zhuǎn)/分)測試乳化稠油的粘度，測試結(jié)果見表1。
對比例1用市售非離子表面活性劑NP-21(壬基酚聚氧乙烯醚)代替實(shí)例1所述復(fù)合乳化劑，乳化劑量，乳化條件和乳化步驟同實(shí)例1，測試結(jié)果見表1。
對比例2用CN 1504529所述復(fù)合乳化劑0.1g平均分子量為10000的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成劑廠產(chǎn)品)，0.4g壬基酚聚氧乙烯醚羧酸鹽(北京興普新產(chǎn)品開發(fā)中心生產(chǎn))0.5g水配成乳化降粘劑，代替實(shí)施例1所述乳化降粘劑，并按所述步驟乳化稠油，測試結(jié)果見表1。
對比例3用市售磺酸鹽型表面活性劑PS-1代替實(shí)例2所述復(fù)合乳化劑，其余條件同實(shí)例2，測試結(jié)果見表1。
對比例4用市售美國石油磺酸鹽ORS-41，按實(shí)例4所述比例和混合型表面活性劑組分復(fù)配成復(fù)合乳化劑，并按所述步驟乳化稠油，測試結(jié)果見表1。
表1

權(quán)利要求
1.一種稠油乳化降粘劑，包括以下組分a)陰離子表面活性劑；b)非離子-陰離子型表面活性劑；c)破乳劑；d)水；其中，a、b、c的重量比為1∶0.1-50∶0.01-20，水量是a、b、c總重量的0.2-5000倍。
2.按照權(quán)利要求1所述的降粘劑，其特征在于，a、b、c的重量比為1∶0.2-40∶0.02-15，水量是a、b、c總重量的0.5-4500倍。
3.按照權(quán)利要求1所述的降粘劑，其特征在于，所述陰離子表面活性劑是石油磺酸鹽甲醛縮合物或磺化木質(zhì)素的鈉鹽、鈣鹽。
4.按照權(quán)利要求3所述的降粘劑，其特征在于，石油磺酸鹽甲醛縮合物和磺化木質(zhì)素的鈉鹽、鈣鹽的分子量為500-40000。
5.按照權(quán)利要求4所述的降粘劑，其特征在于，石油磺酸鹽甲醛縮合物和磺化木質(zhì)素的鈉鹽、鈣鹽的分子量為1000-20000。
6.按照權(quán)利要求1所述的降粘劑，其特征在于，所述非離子-陰離子型表面活性劑是烷基酚或脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸酯鹽、硫酸酯鹽、羧酸鹽、磺酸鹽。
7.按照權(quán)利要求6所述的降粘劑，其特征在于，烷基酚或脂肪醇的總碳數(shù)為6-20，氧乙烯聚合度為3-90。
8.按照權(quán)利要求1所述的降粘劑，其特征在于，所述破乳劑是烷基鹵化銨或烷基鹵化銨型陽離子破乳劑、聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇醚型非離子破乳劑或平均分子量為1000-30000的聚氧乙烯聚氧丙烯多乙烯多胺嵌段共聚物。
9.按照權(quán)利要求8所述的降粘劑，其特征在于，陽離子型破乳劑是C6-C30長鏈烷基三甲基鹵化銨，或C6-C30長鏈烷基二甲基芐基鹵化銨。
10.按照權(quán)利要求9所述的降粘劑，其特征在于，陽離子型破乳劑是C8-C24烷基三甲基氯化銨或溴化銨，或C8-C24烷基二甲基芐基氯化銨或溴化銨，
11.按照權(quán)利要求8所述的降粘劑，其特征在于，非離子型破乳劑是聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基二醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯二甘醇醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯丙三醇醚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種稠油乳化降粘劑，包括以下組分a)陰離子表面活性劑；b)非離子－陰離子型表面活性劑；c)破乳劑；d)水。其中，a、b、c的重量比為1∶0.1－50∶0.01－20，水量是a、b、c總重量的0.2－5000倍，陰離子表面活性劑是石油磺酸鹽甲醛縮合物和磺化木質(zhì)素的鈉鹽、鈣鹽，非離子－陰離子型表面活性劑選自烷基酚或脂肪醇聚氧乙烯醚的磷酸酯鹽、硫酸酯鹽、羧酸鹽和磺酸鹽，破乳劑是烷基鹵化銨型陽離子破乳劑、聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇醚型非離子破乳劑或聚氧乙烯聚氧丙烯多乙烯多胺嵌段共聚物。本發(fā)明提供的稠油乳化降粘劑具有抗礦鹽能力強(qiáng)，能乳化膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量高的稠油，且乳化后的稠油粘度低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C09K8/52GK1778862SQ200410088698
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月17日
發(fā)明者秦冰, 彭樸 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院