專利名稱：一種稠油乳化降粘的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稠油乳化降粘的方法。
背景技術(shù)：
近年來，國(guó)際原油價(jià)格持續(xù)在高位振蕩，石油需求不斷攀升，以往認(rèn)為沒有開采價(jià) 值的邊際重油和浙青儲(chǔ)層，成為具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的有效資源。稠油中含有較多膠質(zhì)和浙青質(zhì)， 粘度大，流動(dòng)性差，開采難度大，采收率較低。乳化降粘法是目前開采稠油常用的方法，已在 我國(guó)勝利油田、遼河油田等地的稠油區(qū)塊成功應(yīng)用。將乳化劑和礦化水混合，然后從油井套 管加入，與從地層滲流到井筒的稠油混合，乳化劑使油水界面張力大大降低，形成以稠油為 分散相，水為連續(xù)相的0/W型乳狀液體系，阻止了油滴的聚集，從而降低稠油粘度。由于連 續(xù)相水的粘度很低，稠油內(nèi)摩擦變?yōu)樗c管壁間的摩擦，大大降低了井筒內(nèi)的流動(dòng)阻力，流 體粘度大幅降低，井口回壓力也顯著降低，動(dòng)力消耗減少，從而大幅度提高采油率。隨著稠油開采深度的增加，地質(zhì)條件日益復(fù)雜化，特稠油和超稠油的儲(chǔ)量持續(xù)增 加，而且地層水的礦化度也不斷增高。我國(guó)的塔河、塔里木等油田已發(fā)現(xiàn)的油藏，地層水礦 化度高達(dá)200000mg/L，而且有相當(dāng)一部分稠油的膠質(zhì)、浙青質(zhì)含量很高，稠油50°C粘度大 于500，OOOmPa. s，浙青質(zhì)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。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況，乳 化降粘法對(duì)于50°C粘度小于500，OOOmPa. S的原油乳化降粘效果較好，但對(duì)于50°C粘度大 于500，OOOmPa. S甚至高達(dá)1，000, OOOmPa. S的稠油基本不適用。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、陰離子型表面活性劑，它們存在以下缺點(diǎn)，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，對(duì)于50°C粘度大于500，OOOmPa. S的稠油更是無能為力。US 5934303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写罅康恼闱噘|(zhì)和膠質(zhì)，開采條件比較特殊。而且對(duì)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，在堿存在下適用于浙青質(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。US 2007/0042911報(bào)道了一種稠油乳化降粘劑，以聚乙烯醇為骨架得到的交連聚合物，在加劑量為0. 5%的條件下可使普通稠油的粘度下降到200mPa. s左右，也不適合超 稠油的降粘、在高礦化度條件下更是失去降粘作用。在我國(guó)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(huì) 大于10000mg/L。CN100363456C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、破乳劑的復(fù)配物。雖然具有很高的抗鹽性 能，但是對(duì)于50°C粘度大于500000mPa. s的超稠油，乳化降粘法仍然不適用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是提供一種稠油乳化降粘的方法，該方法不使用堿、 抗礦鹽能力強(qiáng)，能乳化50°c粘度大于500，OOOmPa. s超高稠油，且乳化后的稠油粘度低。本發(fā)明提供的方法包括(1)將A劑與稠油混合，A劑與稠油的重量比為0.05-1 1，所述A劑選自煉廠餾 分油、輕質(zhì)油或中質(zhì)油中的一種或幾種；(2)將B劑加入到稠油與A劑的混合物中，混合后形成水包油乳狀液，以稠油重量 為基準(zhǔn)，B劑用量為500-20000 μ g/g，所述B劑由陰離子表面活性劑、非離子-陰離子表面 活性劑和水組成，表面活性劑在B劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-50000 μ g/g，陰離子表面活性劑與 非離子-陰離子表面活性劑的質(zhì)量比為1 0.1-0.1 1。A劑與稠油的重量比優(yōu)選為0.05-0. 2 1。所述餾分油可選自煉油廠一次或二次加工得到的石腦油、汽油、煤油、柴油中的一 種或幾種，優(yōu)選為石腦油。所述輕質(zhì)油的密度< 0. 87g/cm3，中質(zhì)油的密度> 0. 87g/cm3且< 0. 92g/cm3。一 般情況下，輕質(zhì)油或中質(zhì)油的50°C粘度< 2000mPa. s。本發(fā)明中，所述A劑優(yōu)選為50°C粘度 (IOOmPa. s的輕質(zhì)油。步驟⑵中，B劑用量?jī)?yōu)選為1000-10000 μ g/g。表面活性劑在B劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)優(yōu)選為100-20000 μ g/g。陰離子表面活性劑與非 離子-陰離子表面活性劑的質(zhì)量比優(yōu)選為1 0.2-0.5 1。所述陰離子表面活性劑優(yōu)選為石油磺酸鹽甲醛縮合物的鈉鹽和/或鈣鹽，分子量 為500-40000，優(yōu)選為1000-20000 ；或者烷基芳基磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽、重烷基苯磺酸鹽 等?？梢允鞘惺凵唐?，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聚氧乙烯醚或聚氧乙烯聚氧丙烯醚的磷 酸酯鹽、硫酸酯鹽、羧酸鹽和磺酸鹽中的一種或幾種。 聚氧乙烯醚或聚氧乙烯聚氧丙烯醚的起始劑為烷基酚、多乙烯多胺或脂肪醇。以烷基酚或脂肪醇為起始劑時(shí)，非離子-陰離子型表面活性劑的通式分別寫為R-O- (CH2CH2O) n_ [CH2CH (CH3) 0] mP03M2R-O- (CH2CH2O) n_ [CH2CH (CH3) 0] mS03MR-O- (CH2CH2O) n_ [CH2CH (CH3) 0] mCH2C00MR-O- (CH2CH2O) n_ [CH2CH (CH3) 0] mR，SO3MR是烷基或烷苯基，總碳數(shù)為6-20，優(yōu)選8-18 ；η為氧乙烯聚合度，其值為3_90 ；M 為一價(jià)金屬陽(yáng)離子或NH4+，R’的碳數(shù)為1-6范圍。m為氧丙烯聚合度，其值為0-90。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)聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸鹽， C6-C20烷基酚(或脂肪醇)聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸鹽，C6-C20烷基酚(或脂肪醇)聚氧 乙烯聚氧丙烯醚磷酸酯鹽，C6-C20烷基酚(或脂肪醇)聚氧乙烯聚氧丙烯醚硫酸酯鹽。所述的水可以是普通水質(zhì)，如自來水、井水、蒸餾水，也可以是總礦化度不大于 200000mg/L的地層水。本發(fā)明的方法可以用于稠油的乳化降粘，特別適用于超稠油的乳化降粘。本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是采用摻稀油降粘與水溶性乳化降粘同時(shí)使用的方法，可以 大幅降低超稠油的粘度。超稠油通常具有很高的浙青質(zhì)含量，浙青質(zhì)通過氫鍵作用形成十 分穩(wěn)定的片層結(jié)構(gòu)，使原油具有較大粘度。向采油井中加入煉油廠的餾分油或者輕質(zhì)油或 中質(zhì)油，使浙青質(zhì)解締、分散，形成均勻的、粘度相對(duì)降低的膠體溶液，在這種膠體溶液中浙 青質(zhì)顆粒較小，與水溶性乳化降粘劑進(jìn)行作用時(shí)，更容易形成穩(wěn)定的水包油型油水乳狀液。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的乳化降粘方法不使用堿，抗礦鹽能力強(qiáng)，特別是能乳化 50°C粘度大于500，OOOmPa. s的超高粘度稠油，且乳化后的稠油粘度低，乳化成本適中。
具體實(shí)施例方式A劑和B劑可以按照以下方法配制和使用先將A劑加入稠油中，混合均勻，然后 將表面活性劑與水混合均勻，配成B劑。再將B劑加入稠油與A劑混合物中，混合后形成均 勻水包油乳狀液。實(shí)例1稱取Ig石腦油作為A劑，將其與IOg 50°C粘度為1，080, OOOmPa. s的新疆塔河超 稠原油混合均勻，然后稱取0.08g辛基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸酯、0. Olg石油磺酸鈉甲 醛縮合物溶于4. 24g總礦化度為45000mg/L的地層水，配成B劑水溶液。再將B劑水溶液 加入到上述A劑與稠油的混合油中，60°C下攪拌2分鐘后形成穩(wěn)定水包油型乳狀液，測(cè)定乳 狀液粘度，結(jié)果見表1。實(shí)例2稱取IOg煤油作為A劑，將其與IOg 50°C粘度為1，800, OOOmPa. s的新疆塔河超稠 原油混合均勻，然后稱取0. 06g十二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸酯、0. 04g石油磺酸鈣甲醛 縮合物溶于8. 57g總礦化度為200，000mg/L的地層水，配成B劑水溶液。再將B劑水溶液 加入到上述A劑與稠油的混合油中，60°C下攪拌2分鐘后形成穩(wěn)定水包油型乳狀液，測(cè)定乳 狀液粘度，結(jié)果見表1。對(duì)比例1按實(shí)例1所述方法配制B劑，其中辛基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚磺酸酯增加為0. Igo 將B劑按實(shí)例1所述方法與50°C粘度為1，080，OOOmPa. s的新疆塔河超稠原油混合混合5 分鐘，未形成穩(wěn)定油水乳狀液。對(duì)比例2按實(shí)例2所述方法配制B劑，其中十二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚羧酸酯增加為0.2g。 將B劑按實(shí)例2所述方法與50°C粘度為1，080，OOOmPa. s的新疆超稠原油混合5分鐘，未形 成穩(wěn)定油水乳狀液。表 權(quán)利要求
1.一種稠油乳化降粘的萬法，包括(1)將A劑與稠油混合，A劑與稠油的重量比為0.05-1 1，所述A劑選自煉廠餾分油、 輕質(zhì)油或中質(zhì)油中的一種或幾種；(2)將B劑加入到稠油與A劑的混合物中，混合后形成水包油乳狀液，以稠油重量為基 準(zhǔn)，B劑用量為500-20000 μ g/g，所述B劑由陰離子表面活性劑、非離子-陰離子表面活性 劑和水組成，表面活性劑在B劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-50000 μ g/g，陰離子表面活性劑與非離 子-陰離子表面活性劑的質(zhì)量比為1 0.1-0.1 1。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，A劑與稠油的重量比為0.05-0. 2。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以稠油為基準(zhǔn)，B劑用量為 1000-10000 μ g/go
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述餾分油選自煉油廠一次或二次加工 得到的石腦油、汽油、煤油、柴油中的一種或幾種。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輕質(zhì)油或中質(zhì)油的50°C粘度小于 IOOmPa. S。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，表面活性劑在B劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 100-20000 μ g/g。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，陰離子表面活性劑與非離子-陰離子表面 活性劑的質(zhì)量比為1 0.2-0.5 1。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述陰離子表面活性劑是石油磺酸鹽甲 醛縮合物的鈉鹽和/或鈣鹽，分子量為500-40000。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述石油磺酸鹽甲醛縮合物的鈉鹽和/或 鈣鹽的分子量為1000-20000。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述非離子-陰離子型表面活性劑選自 聚氧乙烯醚或聚氧乙烯聚氧丙烯醚的磷酸酯鹽、硫酸酯鹽、羧酸鹽和磺酸鹽中的一種或幾 種。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，氧乙烯的聚合度為3-90。
12.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，聚氧乙烯醚或聚氧乙烯聚氧丙烯醚的 起始劑為烷基酚、多乙烯多胺或脂肪醇。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，烷基酚或脂肪醇的烷基碳數(shù)為6-20。
14.按照權(quán)利要求1-13任一的方法制備的水包油乳狀液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種稠油乳化降粘的方法，包括將A劑與稠油混合，所述A劑選自煉廠餾分油、輕質(zhì)油或中質(zhì)油中的一種或幾種；將B劑加入到稠油與A劑的混合物中，混合后形成水包油乳狀液，所述B劑由陰離子表面活性劑、非離子-陰離子表面活性劑和水組成。本發(fā)明的乳化降粘方法不使用堿，抗礦鹽能力強(qiáng)，特別是能乳化50℃粘度大于500,000mPa.s的超高粘度稠油，且乳化后的稠油粘度低，乳化成本適中。
文檔編號(hào)C09K8/584GK102140909SQ20101010285
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者李本高, 秦冰, 羅詠濤 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院