一種用于稠油的樹(shù)枝型油溶性降粘劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于稠油開(kāi)采過(guò)程中稠油降粘的樹(shù)枝型油溶性降粘劑。它能克服現(xiàn)有降粘劑存在的降粘效果一般，針對(duì)性強(qiáng)的缺點(diǎn)。其技術(shù)方案：降粘劑是由二乙醇胺、環(huán)氧丙烷、十八酰氯及溶劑甲苯組成，所用原料及摩爾百分比為：二乙醇胺20％～60％；環(huán)氧氯丙烷20％～60％；十八酰氯20％～60％；溶劑是用甲苯，加入量是以上三種原料總質(zhì)量的30％～50％；其制備方法：在燒瓶中先按比例加入二乙醇胺和環(huán)氧氯丙烷，通入氮?dú)?，反?yīng)溫度為80℃，反應(yīng)40min；再配制十八酰氯甲苯溶液加入到上步混合溶液中反應(yīng)2～8h，最后蒸餾提純，烘干制得本降粘劑。本降粘劑制備方法簡(jiǎn)單、操作方便、易于控制；本降粘劑對(duì)稠油的降粘效果較好，加入量少，對(duì)環(huán)境污染小。
【專利說(shuō)明】一種用于稠油的樹(shù)枝型油溶性降粘劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及稠油的開(kāi)采領(lǐng)域，具體涉及一種用于稠油開(kāi)采過(guò)程中井筒降粘及管輸 降粘的樹(shù)枝型油溶性降粘劑。

【背景技術(shù)】
[0002] 稠油是一種在油層溫度下粘度大于IOOmPa · s的非常規(guī)原油。我國(guó)的稠油資源極 為豐富，已在12個(gè)盆地發(fā)現(xiàn)了 70多個(gè)重質(zhì)油田，預(yù)計(jì)儲(chǔ)量可達(dá)到300億噸以上。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)稠油的開(kāi)采主要采用加熱降粘、乳化降粘及摻稀降粘三種方法，但 這些方法都或多或少存在著一些不足。其中加熱降粘的能耗大，對(duì)基建設(shè)施要求高，一旦停 止加熱可能會(huì)發(fā)生管道堵塞；摻稀降粘對(duì)稀油需量高，降低了稀油品質(zhì)增加煉化成本；乳 化降粘不適用于含水量低或不含水油井，引入水后會(huì)發(fā)生增粘的現(xiàn)象，而且在管輸過(guò)程中 一旦破乳就會(huì)堵塞管道，還存在著后期破乳困難及廢水處理等問(wèn)題。隨著能源需求的不斷 增加，開(kāi)采稠油來(lái)填補(bǔ)常規(guī)原油的不足顯得尤為重要，如何提高稠油的降粘效果，有效地降 低成本，緩解稀油緊缺等系列問(wèn)題亟待解決。
[0004] 油溶性降粘劑是一種油溶性物質(zhì)，可以直接添加，具有加量少、工藝簡(jiǎn)單、無(wú)需后 處理等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)越來(lái)越多受到油田的廣泛關(guān)注。油溶性降粘劑分子可以通過(guò)與膠質(zhì)、瀝青 質(zhì)形成氫鍵拆散瀝青質(zhì)膠質(zhì)聚集體結(jié)構(gòu)，從而降低稠油的結(jié)構(gòu)粘度。目前國(guó)內(nèi)外主要以油 溶性降凝劑降粘為主，成功應(yīng)用與高凝、高粘原油，低溫時(shí)降粘效果較好，但絕對(duì)粘度仍然 很大；而油溶性降粘劑的研宄較少，市場(chǎng)上所售的油溶性降粘劑效果一般，普遍存在強(qiáng)的針 對(duì)性問(wèn)題。因此，研宄一種降粘效果好，能夠滿足稠油開(kāi)采和集輸?shù)囊?，而且?duì)環(huán)境無(wú)污 染、低成本的油溶性降粘劑具有重要的潛在價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是：為了克服現(xiàn)有的油溶性降粘劑所存在的降粘效果一般、針對(duì)性 強(qiáng)等缺點(diǎn)，特提供一種用于稠油的樹(shù)枝型油溶性降粘劑，以提高稠油的降粘效率。
[0006] 為了達(dá)到上述目標(biāo)，本發(fā)明采用的原料二乙醇胺有兩個(gè)能形成氫鍵的極性基 團(tuán)-OH和-NH 2，這些極性基團(tuán)能與稠油中的胺質(zhì)瀝青質(zhì)形成氫鍵，將胺質(zhì)和瀝青質(zhì)分散開(kāi) 來(lái)，用環(huán)氧氯丙烷與二乙醇胺聚合，發(fā)生主鏈反應(yīng)，使主鏈增長(zhǎng)；選用原料十八酰氯，其中含 有強(qiáng)油溶性的烷基長(zhǎng)鏈，增強(qiáng)油溶性與環(huán)氧氯丙烷和二乙醇胺聚合產(chǎn)物發(fā)生接枝反應(yīng)，形 成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步將胺質(zhì)和瀝青質(zhì)分散開(kāi)來(lái)，達(dá)到更好的降粘效果。
[0007] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種用于稠油的樹(shù)枝型油溶性降粘劑，由二乙醇胺、環(huán) 氧氯丙烷、十八酰氯及溶劑甲苯組成，所用原料及摩爾百分比為：二乙醇胺20%?60% ;環(huán) 氧氯丙烷20 %?60 % ;十八酰氯20 %?60 % ;溶劑是用甲苯，加入量是以上三種原料總質(zhì) 量的30%?50% ;其制備方法是：在裝有球型冷凝管、溫度計(jì)、磁力攪拌子及進(jìn)氣管的四口 燒瓶中按原料摩爾百分比加入20 %?60 %二乙醇胺和20 %?60 %環(huán)氧氯丙烷，反應(yīng)溫度 為60°C?100°C，由進(jìn)氣管通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，開(kāi)啟加熱裝置，反應(yīng)時(shí)間為15?70min，第一階段 反應(yīng)為主鏈反應(yīng)；然后在燒杯按原料摩爾百分比20%?60%加入十八酰氯，再加入三種原 料總質(zhì)量的30 %?50%的溶劑甲苯溶解十八酰氯待滴加，由輸液管接進(jìn)氣管滴加入上步 混合液中，第二階段為接枝反應(yīng)，反應(yīng)溫度為80°C，待溫度升至80°C后，開(kāi)始滴加十八酰氯 甲苯溶液，滴數(shù)控制在1?〇. 5滴/2s左右，繼續(xù)通入氮?dú)夥磻?yīng)時(shí)間為2?8h ;最后將上步 混合液在真空條件下進(jìn)行旋蒸，除去溶劑甲苯，再將固體產(chǎn)物用甲醇進(jìn)行2?4次提純，直 至上層液澄清，蒸餾出甲醇，將固體產(chǎn)物在真空條件下烘干，制得本樹(shù)枝型油溶性降粘劑。
[0008] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：（1)本油溶性稠油降粘劑制備方法 操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，易于控制；（2)本油溶性降粘劑設(shè)計(jì)為新型的樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)，其對(duì) 膠質(zhì)瀝青質(zhì)聚集體的分散作用更好，對(duì)稠油的降粘效果也更好；（3)本方法合成出來(lái)的產(chǎn) 物，無(wú)需提純，油溶性好，可以與甲苯、柴油、煤油等多種溶劑混溶；(4)本降粘劑所應(yīng)原料 成本低廉，加量少，對(duì)環(huán)境污染小。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 實(shí)施例1
[0010] 在裝有球型冷凝管、溫度計(jì)、磁力攪拌子及進(jìn)氣管的四口燒瓶中按原料摩爾百分 比加2. IOg二乙醇胺（約0· 02mol)和I. 85g環(huán)氧氯丙烷（約0· 02mol)，控制反應(yīng)溫度為 80°C，由進(jìn)氣管通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，開(kāi)啟加熱裝置，反應(yīng)時(shí)間為40min，第一階段反應(yīng)為主鏈反 應(yīng)；然后在燒杯中用5. OOg甲苯溶解6. 06g十八酰氯（約0. 02mol)待滴加，由輸液管接進(jìn)氣 管滴加入上步混合液中，第二段為接枝反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為80°C，待溫度升至80°C后，開(kāi) 始滴加十八酰氯甲苯溶液，滴數(shù)控制在1?〇. 5滴/2s左右，繼續(xù)通入氮?dú)夥磻?yīng)時(shí)間為6h ; 最后將上步混合液在真空條件下進(jìn)行旋蒸，除去溶劑甲苯，再將固體產(chǎn)物用甲醇進(jìn)行2?4 次提純，直至上層液澄清，蒸餾出甲醇，將固體產(chǎn)物在真空條件下烘干，制得本樹(shù)枝型油溶 性降粘劑。
[0011] 實(shí)施例2
[0012] 在裝有球型冷凝管、溫度計(jì)、磁力攪拌子及進(jìn)氣管的四口燒瓶中按原料摩爾百分 比加2. IOg二乙醇胺（約0. 02mol)和3. 70g環(huán)氧氯丙燒（約0. 04mol)，控制反應(yīng)溫度為 80°C，由進(jìn)氣管通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，開(kāi)啟加熱裝置，反應(yīng)時(shí)間為40min，第一階段反應(yīng)為主鏈反 應(yīng)；然后在燒杯中用5. 93g甲苯溶解6. 06g十八酰氯（約0. 02mol)待滴加，由輸液管接進(jìn)氣 管滴加入上步混合液中，第二段為接枝反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為80°C，待溫度升至80°C后，開(kāi) 始滴加十八酰氯甲苯溶液，滴數(shù)控制在1?〇. 5滴/2s左右，繼續(xù)通入氮?dú)夥磻?yīng)時(shí)間為6h ; 最后將上步混合液在真空條件下進(jìn)行旋蒸，除去溶劑甲苯，再將固體產(chǎn)物用甲醇進(jìn)行2?4 次提純，直至上層液澄清，蒸餾出甲醇，將固體產(chǎn)物在真空條件下烘干，制得本樹(shù)枝型油溶 性降粘劑。
[0013] 實(shí)施例3
[0014] 在裝有球型冷凝管、溫度計(jì)、磁力攪拌子及進(jìn)氣管的四口燒瓶中按原料摩爾百分 比加2. IOg二乙醇胺（約0· 02mol)和5. 55g環(huán)氧氯丙烷（約0· 06mol)，控制反應(yīng)溫度為 80°C，由進(jìn)氣管通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，開(kāi)啟加熱裝置，反應(yīng)時(shí)間為40min，第一階段反應(yīng)為主鏈反 應(yīng)；然后在燒杯中用6. 06g甲苯溶解6. 06g十八酰氯（約0. 02mol)待滴加，由輸液管接進(jìn)氣 管滴加入上步混合液中，第二段為接枝反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為80°C，待溫度升至80°C后，開(kāi) 始滴加十八酰氯甲苯溶液，滴數(shù)控制在1?0. 5滴/2s左右，繼續(xù)通入氮?dú)夥磻?yīng)時(shí)間為6h ; 最后將上步混合液在真空條件下進(jìn)行旋蒸，除去溶劑甲苯，再將固體產(chǎn)物用甲醇進(jìn)行2?4 次提純，直至上層液澄清，蒸餾出甲醇，將固體產(chǎn)物在真空條件下烘干，制得本樹(shù)枝型油溶 性降粘劑。
[0015] 實(shí)施例4
[0016] 在裝有球型冷凝管、溫度計(jì)、磁力攪拌子及進(jìn)氣管的四口燒瓶中按原料摩爾百分 比加6. 31g二乙醇胺（約0· 06mol)和I. 85g環(huán)氧氯丙燒（約0· 02mol)，控制反應(yīng)溫度為 80°C，由進(jìn)氣管通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，開(kāi)啟加熱裝置，反應(yīng)時(shí)間為40min，第一階段反應(yīng)為主鏈反 應(yīng)；然后在燒杯中用7. Ilg甲苯溶解6. 06g十八酰氯（約0. 02mol)待滴加，由輸液管接進(jìn)氣 管滴加入上步混合液中，第二段為接枝反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為80°C，待溫度升至80°C后，開(kāi) 始滴加十八酰氯甲苯溶液，滴數(shù)控制在1?〇. 5滴/2s左右，繼續(xù)通入氮?dú)夥磻?yīng)時(shí)間為6h ; 最后將上步混合液在真空條件下進(jìn)行旋蒸，除去溶劑甲苯，再將固體產(chǎn)物用甲醇進(jìn)行2?4 次提純，直至上層液澄清，蒸餾出甲醇，將固體產(chǎn)物在真空條件下烘干，制得本樹(shù)枝型油溶 性降粘劑。
[0017] 實(shí)施例5
[0018] 在裝有球型冷凝管、溫度計(jì)、磁力攪拌子及進(jìn)氣管的四口燒瓶中按原料摩爾百分 比加2. IOg二乙醇胺（約0· 02mol)和I. 85g環(huán)氧氯丙烷（約0· 02mol)，控制反應(yīng)溫度為 80°C，由進(jìn)氣管通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，開(kāi)啟加熱裝置，反應(yīng)時(shí)間為40min，第一階段反應(yīng)為主鏈反 應(yīng)；然后在燒杯中用11. 〇6g甲苯溶解18. 18g十八酰氯（約0. 06mol)待滴加，由輸液管接 進(jìn)氣管滴加入上步混合液中，第二段為接枝反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為80°C，待溫度升至80°C 后，開(kāi)始滴加十八酰氯甲苯溶液，滴數(shù)控制在1?〇. 5滴/2s左右，繼續(xù)通入氮?dú)夥磻?yīng)時(shí)間 為6h;最后將上步混合液在真空條件下進(jìn)行旋蒸，除去溶劑甲苯，再將固體產(chǎn)物用甲醇進(jìn) 行2?4次提純，直至上層液澄清，蒸餾出甲醇，將固體產(chǎn)物在真空條件下烘干，制得本樹(shù)枝 型油溶性降粘劑。
[0019] 在上述實(shí)驗(yàn)中，參照石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5887-93原油降凝劑效果評(píng)定方法，先將 上述制得的降粘劑，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為降粘劑的100%?200%的甲苯，攪拌溶解制成降粘劑 溶液；實(shí)驗(yàn)1，取80ml稠油，加入3g柴油，在溫度為80°C下充分?jǐn)嚢?，再在溫度?0°C水浴 鍋中恒溫40min，測(cè)其粘度記為τι實(shí)驗(yàn)2,取80ml稠油，加入3g柴油溶解上述降粘劑甲 苯溶液，按照降粘劑的加量為650mg/L?850mg/L加入稠油中，在溫度為80°C下充分?jǐn)嚢瑁?再在溫度為60 °C水浴鍋中恒溫40min，測(cè)其粘度記為H1。最后按公式；V = [(Ticrn1)/ n Q] X 100 %計(jì)算出降粘率V。
[0020] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出二乙醇胺、環(huán)氧氯丙烷、十八酰氯的最優(yōu)單體配比1 :3 :1(如表一）， 最佳合成條件為第一階段在80°C反應(yīng)40min，第二階段在80°C下反應(yīng)6h，最后所得的降粘 劑與加量為降粘劑質(zhì)量的100%的溶劑甲苯攪拌溶解制得混合溶液，在60°C時(shí)降粘劑加量 為750mg/L時(shí)降粘率達(dá)到43. 06% (如表二、表三）。
[0021] 表一單體配比對(duì)降粘率的影響
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于稠油的樹(shù)枝型油溶性降粘劑，其特征在于：該油溶性降粘劑是由二乙醇 胺、環(huán)氧氯丙烷、十八酰氯及溶劑甲苯組成；所用原料及摩爾百分比為：二乙醇胺20%? 60% ;環(huán)氧氯丙烷20 %?60 % ;十八酰氯20 %?60 % ;溶劑是用甲苯，加入量是以上三種 原料總質(zhì)量的30%?50% ;其制備方法：在裝有球型冷凝管、溫度計(jì)、磁力攪拌子及進(jìn)氣管 的四口燒瓶中按原料摩爾百分比加入20%?60%二乙醇胺和20%?60%環(huán)氧氯丙烷，反 應(yīng)溫度為60°C?100°C，由進(jìn)氣管通氮?dú)獗Ｗo(hù)，開(kāi)啟加熱裝置，反應(yīng)時(shí)間為15min?70min， 第一階段反應(yīng)為主鏈反應(yīng)；然后在燒杯中按原料摩爾百分比20%?60%加入十八酰氯，再 加入三種原料總質(zhì)量的30%?50%的溶劑甲苯溶解十八酰氯待滴加，由輸液管接進(jìn)氣管 滴加入上步混合液中，第二段為接枝反應(yīng)，反應(yīng)溫度為80°C，待溫度升至80°C后，開(kāi)始滴加 十八酰氯甲苯溶液，滴數(shù)控制在1?〇. 5滴/2s左右，繼續(xù)通入氮?dú)夥磻?yīng)時(shí)間為2?8h ;最 后將上步混合液在真空條件下進(jìn)行旋蒸，除去溶劑甲苯，再將固體產(chǎn)物用甲醇進(jìn)行2?4次 提純，直至上層液澄清，蒸餾出甲醇，將固體產(chǎn)物在真空條件下烘干，制得本樹(shù)枝型油溶性 降粘劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)枝型油溶性降粘劑，其特征在于：該樹(shù)枝型油溶性降粘劑 的應(yīng)用，先將上述制得的降粘劑，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為降粘劑的100%?200%的甲苯，攪拌溶 解制成降粘劑溶液；實(shí)驗(yàn)1，取80ml稠油，加入3g柴油，在溫度為80°C下充分?jǐn)嚢?，再?溫度為60°C水浴鍋中恒溫40min，測(cè)其粘度記為nci;實(shí)驗(yàn)2,取80ml稠油，加入3g柴油溶 解上述降粘劑甲苯溶液，按降粘劑加量為650mg/L?850mg/L加入稠油中，在溫度為80°C 下充分?jǐn)嚢?，再在溫度?0°C水浴鍋中恒溫40min，測(cè)其粘度記為ru。最后按公式；v = [(ncrnj/ncjxioo%計(jì)算出降粘率v，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本降粘劑能使稠油的降粘率達(dá)到 43. 06 % 〇
【文檔編號(hào)】F17D1/17GK104498011SQ201410798675
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】全紅平, 魯雪梅, 黃志宇, 張?zhí)? 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)