本發(fā)明屬于油田采油
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種原油降粘處理劑，是一種抗溫抗鹽型稠油乳化降粘劑。
背景技術(shù)：
：我國稠油儲量豐富且分布廣泛，稠油儲量約占探明儲量的30％。伴隨著各處油田普通原油開采量的遞減，稠油的開采越來越得到重視。但是由于重質(zhì)油的粘度高，在地層、管道中的流動能力差，導致稠油開采困難。因此稠油的降粘開采是稠油開發(fā)的關(guān)鍵。目前國內(nèi)外提出的稠油降粘方法主要有加熱法、摻稀法、催化降粘法和乳化降粘法。加熱法稠油降粘存在的主要問題在于能耗、成本高；而摻稀法和催化降粘法分別受到稀油資源和催化條件的影響，應(yīng)用范圍受到限制。而乳化降粘技術(shù)具有現(xiàn)場實施可操作性強、技術(shù)靈活多樣、對環(huán)境適應(yīng)性強且成本低等特點，被認為是最有應(yīng)用前景的稠油降粘技術(shù)。稠油乳化降粘是用一定濃度的水溶性降粘劑水溶液，在一定條件下與稠油充分混合，使高粘稠油以油滴形式分散于降粘劑水溶液中，形成低粘度O/W型乳狀液，液滴分散在連續(xù)相中，稠油乳液粘度接近連續(xù)相粘度，使稠油粘度大大降低，達到采出稠油的目的。降粘劑使用過程中通常以地層水為溶劑。地層水中含有一定量的鹽分，而一些特殊油藏的地層水含鹽量則特別高。如塔河油田、桑塔木油田，地層水礦化度可達2×105mg/L。由于地層水含鹽量高，導致常規(guī)降粘劑對這類油藏的稠油降粘能力降低，甚至消失。盡管乳化降粘劑相比其它降粘方式具有明顯的優(yōu)勢，但針對高溫、高鹽的深層稠油開采而言，現(xiàn)有的常規(guī)表面活性劑難以滿足稠油開采的實際需求。傳統(tǒng)的由陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑組成的降粘劑耐溫、耐鹽性差。陰離子表面活性劑，高礦化度尤其是高鈣鎂條件下易形成沉淀，表面活性大大降低。而非離子表面活性劑在高溫條件下表面活性下降，至濁點時基本完全失去表面活性。盡管陰離子表活和非離子表活復配可以在一定程度上改善降粘劑的耐鹽、耐溫性能，可將降粘劑的耐鹽耐溫性能提高至礦化度0.5～1×104mg/L、80～90℃的條件，但這種改善對高達2×105mg/L、>100℃的油藏環(huán)境來說，基本上是無能為力的。因此開發(fā)耐鹽性稠油降粘劑，對于高礦化度，特別是高鈣鎂離子含量的稠油油藏的開發(fā)具有重要意義。實際上，耐溫耐鹽型稠油的乳化降粘是國內(nèi)外研究者一直想解決的問題，但目前能夠應(yīng)用于耐溫耐鹽環(huán)境下的稠油乳化降粘劑種類極少。相關(guān)研究工作主要集中2個方面：1)合成新的耐鹽表面活性劑，如中國專利申請CN1560178A(公開號200520023615.2)中，以非離子聚氧乙烯醚表面活性劑、環(huán)氧丙烷和氫氧化鈉為原料，合成了具有耐鹽性能的表面活性劑聚氧乙烯醚羥基丙磺酸鹽，耐鹽能力可達2.2.6×105mg/L。又如中國專利申請CN1560176A(公開號2004100234922)中，以非離子聚氧乙烯醚表面活性劑為原料，進行羧甲基化，合成了具有耐鹽性能的表面活性劑聚氧乙烯醚乙酸鹽，耐鹽能力可達2.0×105mg/L、耐溫能力達150℃。這些例子中的表面活性劑為陰離子-非離子表面活性劑，在表面活性劑分子中，同時具有陰離子(如磺酸根、羧酸根)和非離子的聚氧乙烯醚結(jié)構(gòu)，使表面活性劑分子同時具有較好的耐鹽和耐溫性能；以及還有將特種表面活性劑——雙子表面活性劑用于稠油降粘劑的例子。但問題在于，也正如以上2個專利申請中所表現(xiàn)的，降粘劑基本上是由特種表面活性劑陰離子-非離子表面活性劑或其它表面活性劑單獨組成。這就造成對其它很多復雜而不同的油藏環(huán)境，不能調(diào)整配方組成達到最優(yōu)效果；另一方面也在于，所用的特種表面活性劑的價格必定高于常規(guī)的陰離子或非離子表面活性劑。這些都限制了這類耐鹽、耐溫降粘劑的應(yīng)用。2)表面活性劑的增效復配技術(shù)。通過多種表面活性劑的配合，以及多種功能助劑的復配，達到耐溫耐鹽效果。如中國專利CN102618239B(申請?zhí)?011104460424)，提供了一種抗鹽耐溫型超稠油乳化降粘劑，主劑由陰離子表面活性劑、非離子-陰離子表面活性劑和非離子型表面活性劑構(gòu)成；助劑由磺酸鹽型聚丙烯酰胺、非離子氟碳表面活性劑、改性納米助劑和堿性助劑構(gòu)成。該復配降粘劑抗鹽可達2.0×105mg/L，耐溫可達150℃，可實現(xiàn)對50℃粘度為500Pas超稠油的乳化降粘。不過值得注意的是，專利中所述的配方成分多達12種(除水外)，這不僅造成降粘劑的配制復雜，還因為其中含有陰離子-非離子表面活性劑、含氟表面活性劑、改性納米助劑、改性聚丙烯酰胺等功能成分，造成降粘劑的成本高企，限制降粘劑的推廣使用。因此，基于對國內(nèi)外高溫高鹽環(huán)境下稠油降粘劑存在問題認識和分析，以及期望從技術(shù)上根本解決高溫高鹽油藏的稠油開采問題。我們進行了耐溫耐鹽稠油降粘劑的研究開發(fā)工作。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有稠油降粘劑在高鹽、高溫條件下稠油降粘性能差、稠油開發(fā)存在困難等，并提高稠油開采的經(jīng)濟效益，我們進行了新型低成本、高效稠油降粘劑的開發(fā)工作。本發(fā)明的技術(shù)方案是：其含有以下2種組分的水溶液：陰離子表面活性劑5～20重量份兩性離子表面活性劑5～20重量份耐鹽、耐溫的降粘劑組合物主劑由陰離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑組成；助劑可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的技術(shù)或知識，選擇具有提高或改善降粘劑性能的組分；如可添加甘油，改善降粘劑在低溫條件下的儲存穩(wěn)定性；加入有機堿，使稠油中酸性組分轉(zhuǎn)化為具有表面活性的物質(zhì)，提高稠油乳化效果；加入生物或化學聚合物，提高稠油乳液的穩(wěn)定性，等等。所述的陰離子表面活性劑，可以是含有羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽結(jié)構(gòu)的表面活性劑。包括并不限于：烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉、α-烯基磺酸鹽、重烷基苯磺酸鈉、十二烷基二苯醚二磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、石油磺酸鈉、烷基硫酸鈉、脂肪酸鹽、脂肪酸甲酯磺酸鹽、鼠李糖脂、烷基醇烷氧基化硫酸鹽中的一種或幾種。所述的兩性離子表面活性劑，通常情況下是甜菜堿型表面活性劑，如烷基二甲基甜菜堿、烷基二羥乙基甜菜堿、烷基酰胺丙基甜菜堿、磺酸型甜菜堿(陰離子基團為磺酸基團的甜菜堿)、焦磷酸型甜菜堿(陰離子基團為焦磷酸基團的甜菜堿)中的一種或幾種。如可以選自十二烷基二甲基甜菜堿、椰油酰胺丙基甜菜堿、月桂酰胺丙基焦磷酸型甜菜堿、十八烷基二羥乙基甜菜堿中的一種或幾種。所述的降粘劑在稠油采出中的應(yīng)用，特別是在高溫和/或高鹽條件下的稠油井筒降粘、稠油乳化集輸或稠油開采過程中的輔助降粘開采。所述高溫是指油藏溫度范圍為70～130℃；所述高鹽是指油藏地層水礦化度范圍為1×104～2.5×105mg/L。本發(fā)明的技術(shù)原理：(1)首先分析組成降粘劑的表面活性劑在高溫、高鹽條件下性能下降的基本原理。對于陰離子表面活性劑，表面活性劑分子中的陰離子(如羧酸根、硫酸根、磺酸基)與鈣鎂等二價離子(鈣鎂離子相對其它陽離子含量較高)結(jié)合，由于正負離子的靜電作用大于陰離子表活的水化作用，導致由于表面活性劑水溶性降低；并且表面活性劑分子非極性基團的聚集更進一步降低了表面活性劑分子的水溶性；這些原因?qū)е玛庪x子表面活性劑在高礦化度(鈣鎂等高價離子)條件下失去表面活性。陰離子表面活性劑與陽離子(以鈣離子為例)結(jié)合示意式(2)本發(fā)明的技術(shù)原理耐鹽降粘劑組合物與陽離子(以鈣離子為例)作用的原理示意式常規(guī)陰離子表面活性劑在高礦化度水(陽離子含量高)中，由于陰離子基團與陽離子基團的相互作用，致使降粘劑中表面活性分子與陽離子發(fā)生去水化、聚集作用，導致降粘作用下降乃至消失。而本發(fā)明所述的降粘劑在高礦化對水中，表面活性劑分組與陽離子結(jié)合后仍然具有較強的水化作用，使本發(fā)明的降粘劑在高礦化度條件下具有表面活性，從而在該條件下具有降粘作用。不同的陰離子表面活性劑與兩性離子表面活性劑組合，由于各自表面活性、水溶性、與鈣鎂離子的結(jié)合能力等不同因素，也會導致降粘劑組合物的耐溫、耐鹽性能的差別及對不同稠油降粘效果的不同。發(fā)明的稠油降粘劑，涉及到的表面活性劑組分包括但不限于：椰油脂肪酰二乙醇胺磷酸酯：別名凈洗劑6503。結(jié)構(gòu)式：RCON(CH2CH2OPO3H2)2，RCO＝椰?；?。本品為棕黃色至黃色透明液體，可以任意比例與水混溶，與其它陰離子或非離子表面活性劑混用可制得透明液體，在硬水中具有良好的洗滌和防腐蝕性能。生產(chǎn)廠家：江蘇省海安石油化工廠。椰油酰胺丙基甜菜堿：化學名：椰油酰胺丙基二甲胺乙內(nèi)酯。結(jié)構(gòu)式：RCONH(CH2)3N+(CH3)2CH2COO-。具有優(yōu)良的溶解性、配伍性、發(fā)泡性和增稠性，具有良好的抗硬水性、抗靜電和生物降解性。供應(yīng)商：臨沂綠森。月桂酰胺丙基甜菜堿：化學名：月桂酰胺丙基二甲胺乙內(nèi)酯。結(jié)構(gòu)式：RCONH(CH2)3N+(CH3)2CH2COO-。具有優(yōu)良的溶解性、配伍性、發(fā)泡性和增稠性，具有良好的抗硬水性、抗靜電和生物降解性。供應(yīng)商：臨沂綠森。椰油酰胺羥磺基甜菜堿：結(jié)構(gòu)式：RCONH(CH2)3N+(CH3)2CH2CH(OH)CH2SO3-。具有優(yōu)良的溶解性、配伍性、優(yōu)良的發(fā)泡性和顯著的增稠性，具有比CAB更優(yōu)良的抗硬水性、抗靜電和生物降解性。生產(chǎn)廠家：江蘇飛翔集團。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)：結(jié)構(gòu)式：RO(CH2CH2)nSO3Na。易溶于水，具有優(yōu)良的去污、乳化、發(fā)泡性能和抗硬水性能。生產(chǎn)廠家：臨沂綠森。十二烷基硫酸鈉：別名月桂基硫酸鈉，K12、SDS。結(jié)構(gòu)式：C12H25OSO3Na。具有良好的發(fā)泡性和乳化性能。其水溶液遇低溫后析出白色珠光狀結(jié)晶或成為膏體。日化領(lǐng)域用于牙膏、洗發(fā)膏、洗發(fā)香波、洗衣粉等。工業(yè)上，用于乳液聚合的乳化劑；凈洗劑等。供應(yīng)商：BASF。DOWFAXTMAS-801：在結(jié)構(gòu)上屬于烷基醇烷氧基化硫酸鹽，是一種新型陰離子磺酸鹽類表面活性劑。在乳液聚合中，DOWFAXTMAS-801可以很好地與不同非離子乳化劑(如：EH-9、AEO-9，15-S-9等)復配使用，并提供相似的性能，且聚合出渣率較低。在建筑涂料應(yīng)用中，由DOWFAXTMAS-801的乳液制備的建筑涂料能夠通過5次凍融測試，且在常溫中能更快的恢復良好的流動性；耐擦洗、耐水耐堿性能和由NPES-4/NP-10或AES-4/NP-10乳液制備的建筑涂料基本相當。此外，在配方穩(wěn)定性(Ca2+穩(wěn)定性，機械穩(wěn)定性)，減少涂料瑕疵，提高生產(chǎn)效率，低VOC，乳液穩(wěn)定性，潤濕性能等客戶需求方面，由DOWFAXTMAS-801制備的乳液都表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。脂肪酸甲酯磺酸鹽(MES)：結(jié)構(gòu)式：RCH(SO3Na)COOCH3，R＝C14-16烷基。MES是以天然動植物油脂為原料制成的一種高效表面活性劑，是受當今國內(nèi)外密切關(guān)注的最有發(fā)展?jié)摿Φ牧畠r高效表面活性劑和鈣皂分散劑，其有優(yōu)良的去污性、抗硬水性、低刺激性和毒性，表面活性優(yōu)于烷基苯磺酸鈉(LAS)，是國際上公認的用來替代烷基苯磺酸鈉的第三代表面活性劑。主要用于生產(chǎn)各種洗滌用品，并用于改進合成洗滌劑的性能?？纱娌糠滞榛交撬徕c和三聚磷酸鈉，制成低磷或無磷洗滌劑。也可用作各種液體洗滌劑的活性物，在其他化工領(lǐng)域，例如化妝品、涂料、染料、農(nóng)藥、油田化學品、塑料、橡膠等行業(yè)也被廣泛使用。供應(yīng)商：Ecogreen.本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果。1、本發(fā)明的降粘劑在高礦化度條件(總礦化度可高達2.5×105mg/L)具有較低的界面張力。2、抗鹽、抗鈣、乳化能力強，對稠油乳化降粘效果明顯。3、發(fā)明的降粘劑在高溫和高礦化度的條件下具有良好的穩(wěn)定性，可以用于高溫或高鹽條件下稠油的乳化降粘開采。4、本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品使用方便，適用性廣、能提高深層特稠油開采的經(jīng)濟效益。附圖說明圖1為耐溫穩(wěn)定性評價圖。具體實施方式實施例1：(1)2.5×105mg/L礦化度水的配制：(1L礦化度水，低礦化度水由此溶液稀釋配制)(2)耐鹽性測試：實驗方法：1)配制0.2wt％的不同陰離子表面活性劑水溶液10mL，向表面活性劑溶液中滴加2.5×105mg/L礦化度水，至溶液渾濁，記錄溶液體積和礦化度水加入量，計算此時溶液礦化度，作為對照值。2)配制陰離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑組合物溶液(各自為0.2wt％終濃度)10mL，向表面活性劑溶液中滴加2.5×105mg/L礦化度水，至溶液渾濁，記錄溶液體積和礦化度水加入量，計算此時溶液礦化度(注：CAB-35為椰油酰胺丙基甜菜堿)。實驗結(jié)果見表1.表1：實施例1實驗結(jié)果陰離子表面活性劑對照(mg/L)CAB-35(mg/L)SDS5882.8519626.17十二烷基苯磺酸2970.295882.35鼠李糖脂16981.1320930.23MES11538.4635682.82實驗結(jié)果表明，陰離子表面活性劑復配兩性離子表面活性劑后，組合物的耐鹽性能大大提高，表明這種通過陽離子(鈣鎂離子)將陰離子表面活性劑和兩性離子表面活性劑分子組裝在一起的方法對提高耐鹽性是十分有效的。實施例2：以某油田稠油(50℃粘度20200mPa·s)降粘為例，評價降粘劑的降粘效果。降粘劑配方：(按重量百分比計)降粘效果測試：用2.5×105mg/L礦化度水將降粘劑配成0.5wt％的水溶液；將稠油在50℃條件下加熱1h，測其粘度為20200mPa·s；然后將降粘劑溶液加入稠油中(油水重量比＝1：1)，放入50℃的恒溫水浴中，恒溫1h，取出充分攪拌使之成為均勻分散體，測其粘度為18.2mPa·s，降粘率為99.9％。實施例3：以某油田稠油為例，評價該降粘劑的降粘效果。降粘劑配方：(按重量百分比計)；降粘效果測試：用2×104mg/L礦化度水將降粘劑配成0.5wt％的水溶液；將該稠油在80℃條件下加熱1h，測其粘度為10900mPa·s；然后將降粘劑溶液加入稠油中(油水重量比＝7:3)，放入80℃的恒溫水浴中，恒溫1h，取出充分攪拌使之成為均勻分散體，測其粘度為95mPa·s，降粘率為99.1％。實施例4與對比實施例：以某油田稠油(50℃粘度為15000mPa·s)為研究對象，考察降粘劑配方在地層水礦化度為1.0×104mg/L、油水重量比7:3、降粘劑濃度0.5wt％、50℃時的稠油降粘率。降粘實驗方法同實施例3。耐鹽性根據(jù)降粘劑溶液在礦化度水中產(chǎn)生的沉淀的多少判斷(沉淀量多，耐鹽性差)。詳見表2.表2：實施例與對比例的實施條件及結(jié)果實施例對比配方組成(重量百分組成)乳化稠油粘度mPa·s耐鹽性降粘率對比例4aSDS24，CAB-354，水余量8000-46.7％實施例4aSDS10，烷基二甲基甜菜堿15，水余量675+95.5％對比例4b十八烷基二羥乙基甜菜堿24，MES4，水余量960+93.6％實施例4b十八烷基二羥乙基甜菜堿15，MES10，水余量560+96.3％對比例4cTW-2020，OP-1020，水余量450++97.0％實施例4cAS-80120，CAB-3520，水余量115++99.2％根據(jù)實驗結(jié)果，本發(fā)明所述的降粘劑與對比實施例的降粘劑相比，具有較好的耐鹽性，或更高的降粘率。實施例5：耐溫穩(wěn)定性評價。實驗方法：配制終濃度為0.1wt％表面活性劑(一定礦化度)溶液或總活性物濃度為0.1wt％的降粘劑(一定礦化度)溶液，氮氣置換3次后，密封溶液，在110℃或130℃條件下加熱。每隔一段時間測試溶液的界面張力(煤油為油相)，記錄數(shù)據(jù)如圖1所示。實驗結(jié)果表明，相比單獨使用陰離子表面活性劑，陰離子表面活性劑與兩相離子表面活性劑復配后具有更好的耐溫、耐鹽性能。當前第1頁1 2 3