本發(fā)明涉及一種稠油開采過程中使用的可有助于瀝青分散的樹枝狀大分子化合物，具體涉及一種聚酰胺-胺-烷基酯用于高凝稠油的瀝青分散劑。
背景技術(shù)：
稠油資源儲(chǔ)量在世界油氣資源總儲(chǔ)量中占有較大的比重。隨著對(duì)石油資源開采技術(shù)的不斷提高，以及輕質(zhì)原油資源的不斷枯竭，高凝稠油資源越來越引起石油工作者的高度重視。因此如何對(duì)高凝稠油進(jìn)行開采利用，使之成為可動(dòng)用能源儲(chǔ)量，成為了石油界一直在探究的難題。在原油中添加少量降凝劑以改善稠油的低溫流動(dòng)性能是目前普遍采用的行之有效的方法。但是由于地層原油組成復(fù)雜，很多油藏均面臨高鹽、高含蠟、高瀝青質(zhì)等問題，而乳化降粘劑的使用將面臨后期破乳等困境。
稠油中含有較多的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，粘度大，流動(dòng)性能差，加熱或稀釋是非常有效的開采方法。一般的，在穩(wěn)定的油藏條件下，稠油中的飽和烴、芳香烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)組分處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)，開發(fā)過程中儲(chǔ)層物理和化學(xué)性質(zhì)的改變均可能使油藏流體在流動(dòng)和相態(tài)方面發(fā)生顯著變化，破壞瀝青質(zhì)組分在原油中的平衡狀態(tài)，導(dǎo)致瀝青質(zhì)在原油中絮凝和沉積，造成地層、井筒和生產(chǎn)設(shè)備的堵塞。
西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)“稠油膠質(zhì)瀝青質(zhì)分散解堵劑性能評(píng)價(jià)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用”一文報(bào)道了水基瀝青高溫分散穩(wěn)定劑用于海洋采油廠有機(jī)物堵塞的油井。該劑由分散劑，配以適當(dāng)助溶劑和C-F、Si-F表面活性劑和水組成，其作用機(jī)理是溶解-分散-混溶-形成一個(gè)穩(wěn)定的低粘度體系，在地層條件下和低溫下不會(huì)分層析出，降低稠油粘度，提高地層中原油的流動(dòng)能力。其基本原理是向原油中加入一定量的表面活性劑水溶液，使原油形成水包油型乳狀液或分散體系。但是該法的缺點(diǎn)是分散劑用量大于16％，成本高，并且其中含有大量的水，原油輸運(yùn)到目的地后還需要進(jìn)行破乳脫水，需要增加破乳工序，而且需要增加對(duì)破乳后廢水的處理費(fèi)用。
ZL 02155597.4“油井清洗解堵劑”提出了一種用于石油開發(fā)油井用清洗解堵劑，將芳烴、乙醇、有機(jī)酸鹽、石蠟乳化分散劑、高效凈洗劑按一定比例復(fù)合，可溶解膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、蠟質(zhì)等有機(jī)物，增強(qiáng)原油流動(dòng)性，還可抑制儲(chǔ)層粘土膨脹。其主要成分是芳烴類物質(zhì)，其中的凈洗劑成分仍是含氟類表面活性劑。清洗解堵劑的用量專利并無涉及，經(jīng)濟(jì)性很難做評(píng)估。
王非非等發(fā)表的“乙二胺四乙酸為核的新型樹枝狀聚酰胺-胺的合成”(合成化學(xué))，2014，22”文獻(xiàn)中提供了一系列的新型的樹枝狀聚酰胺-胺大分子的合成方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，這種具有含酰胺基極性官能團(tuán)與叔胺官能團(tuán)的樹枝狀分子可以用于高含蠟稠油瀝青質(zhì)分散劑。上述聚酰胺-胺-烷基酯有機(jī)化合物用于高凝稠油瀝青分散劑并未見任何文獻(xiàn)或?qū)＠麍?bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種聚酰胺-胺-烷基酯用于高凝稠油的瀝青分散劑，該分散劑具有耐溫、耐鹽性和降粘性能好的特點(diǎn)。
聚酰胺-胺-烷基酯用于高凝稠油的瀝青分散劑，其特征在于，所述的瀝青分散劑由主劑和溶劑組成，所述的主劑是一種帶有多個(gè)酰胺基、酯基以及胺基官能團(tuán)的樹枝狀有機(jī)化合物，其分子式如下：
式中：
所述的溶劑為苯、甲苯、二甲苯和三甲苯中的一種。
所述的主劑和溶劑質(zhì)量比1:1～99，優(yōu)選為1:9。
聚酰胺-胺-烷基酯用于高凝稠油的瀝青分散劑的制備方法，具體步驟如下：
(1)稱取上述比例的溶劑加入到燒杯中，邊加熱邊攪拌，加熱的溫度為40～50℃，加熱時(shí)間為20～30min，攪拌速度為200～300rpm，攪拌時(shí)間為10～20min，加熱時(shí)間結(jié)束后自然降溫至室溫；
(2)將上述比例的主劑加入到上述溶劑中，邊加熱邊攪拌，加熱的溫度為50～60℃，加熱時(shí)間為20～30min，攪拌速度為300～500rpm，攪拌時(shí)間為20～30min，加熱時(shí)間結(jié)束后得到混合物；
(3)將上述混合物降溫至30～40℃，并在此溫度下恒溫30～40min、攪拌20～30min，恒溫時(shí)間結(jié)束后自然降溫至室溫，得到瀝青質(zhì)分散劑。
本發(fā)明聚酰胺-胺-烷基酯分子因?yàn)榇嬖诙鄠€(gè)酰胺基極性官能團(tuán)，易于與瀝青質(zhì)相結(jié)合，而酯基觸角則更容易深入到瀝青質(zhì)片層結(jié)構(gòu)中，進(jìn)而減弱了瀝青質(zhì)片層結(jié)構(gòu)的吸附力；通過引入叔胺基，使其與瀝青質(zhì)發(fā)生作用，破壞了瀝青質(zhì)分子鍵的氫鍵作用，使瀝青質(zhì)之間的相互排斥力增強(qiáng)，與樹枝狀分子結(jié)合的瀝青質(zhì)分子不易相互作用形成大的晶體，抗沉積能力和分散度得到提高，最終達(dá)到降低高凝稠油粘度的目的；此外，該瀝青質(zhì)分散劑由于具有較強(qiáng)的極性基團(tuán)，可與降凝劑協(xié)同作用，改變蠟晶生長形態(tài)，破壞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的作用，從而提高了高凝稠油的流動(dòng)性能。分散劑中溶劑的存在，具有增效作用，增強(qiáng)了瀝青質(zhì)分子與分散劑的混合程度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
(1)本發(fā)明的瀝青分散劑的原料來源廣泛，合成工藝簡單，過程清潔無污染，產(chǎn)物易于獲得和運(yùn)輸保存；
(2)本發(fā)明的瀝青分散劑具有用量少，安全穩(wěn)定的特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著；
(3)本發(fā)明的瀝青分散劑抗溫耐鹽性能好，耐溫達(dá)220℃，耐礦化度達(dá)230000mg/L；
(4)本發(fā)明的瀝青分散劑普適性好，對(duì)瀝青質(zhì)具有較好的分散作用，當(dāng)用量為100ppm時(shí)，可使高凝稠油的粘度降低85％以上。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1：瀝青質(zhì)分散劑A及其制備方法
(1)瀝青質(zhì)分散劑A組成及組分如下
主劑 5.0g
溶劑為苯 5.0g
主劑是一種帶有多個(gè)酰胺基、酯基以及胺基官能團(tuán)的樹枝狀有機(jī)化合物，其分子式如下：
式中：
(2)瀝青質(zhì)分散劑A的制備方法
①稱取5.0g的溶劑苯加入到燒杯中，邊加熱邊攪拌，加熱的溫度為40℃，加熱時(shí)間為20min，攪拌速度為200rpm，攪拌時(shí)間為15min，加熱時(shí)間結(jié)束后自然降溫至室溫；
②將5.0g的主劑加入到上述溶劑苯中，邊加熱邊攪拌，加熱的溫度為55℃，加熱時(shí)間為30min，攪拌速度為400rpm，攪拌時(shí)間為20min，加熱時(shí)間結(jié)束后得到混合物；
③將上述混合物降溫至30℃，并在此溫度下恒溫40min、攪拌20min，恒溫時(shí)間結(jié)束后自然降溫至室溫，得到瀝青質(zhì)分散劑A。
其中，主劑的制備方法，根據(jù)已有文獻(xiàn)，具體制備方法如下：
式中：
實(shí)施例2：瀝青質(zhì)分散劑B及其制備方法
(1)瀝青質(zhì)分散劑B組成及組分如下
主劑 1.0g
溶劑為三甲苯 99.0g
主劑是一種帶有多個(gè)酰胺基、酯基以及胺基官能團(tuán)的樹枝狀有機(jī)化合物，其分子式如下：
式中：
(2)瀝青質(zhì)分散劑B的制備方法
①稱取99.0g的溶劑三甲苯加入到燒杯中，邊加熱邊攪拌，加熱的溫度為45℃，加熱時(shí)間為25min，攪拌速度為260rpm，攪拌時(shí)間為10min，加熱時(shí)間結(jié)束后自然降溫至室溫；
②將1.0g的主劑加入到上述三甲苯溶劑中，邊加熱邊攪拌，加熱的溫度為50℃，加熱時(shí)間為25min，攪拌速度為300rpm，攪拌時(shí)間為25min，加熱時(shí)間結(jié)束后得到混合物；
③將上述混合物降溫至35℃，并在此溫度下恒溫35min、攪拌25min，恒溫時(shí)間結(jié)束后自然降溫至室溫，得到瀝青質(zhì)分散劑B。
其中，主劑的制備方法參照實(shí)施例1。
實(shí)施例3：瀝青質(zhì)分散劑C及其制備方法
(1)瀝青質(zhì)分散劑C組成及組分如下
主劑 2.0g
溶劑為甲苯 18.0g
主劑是一種帶有多個(gè)酰胺基、酯基以及胺基官能團(tuán)的樹枝狀有機(jī)化合物，其分子式如下：
式中：
(2)瀝青質(zhì)分散劑C的制備方法
①稱取18.0g的溶劑甲苯加入到燒杯中，邊加熱邊攪拌，加熱的溫度為50℃，加熱時(shí)間為30min，攪拌速度為300rpm，攪拌時(shí)間為20min，加熱時(shí)間結(jié)束后自然降溫至室溫；
②將2.0g的主劑加入到上述溶劑甲苯中，邊加熱邊攪拌，加熱的溫度為60℃，加熱時(shí)間為20min，攪拌速度為500rpm，攪拌時(shí)間為30min，加熱時(shí)間結(jié)束后得到混合物；
③將上述混合物降溫至40℃，并在此溫度下恒溫30min、攪拌30min，恒溫時(shí)間結(jié)束后自然降溫至室溫，得到瀝青質(zhì)分散劑C。
其中，主劑的制備方法參照實(shí)施例1。
實(shí)施例4
將實(shí)施例1、2和3制備的瀝青質(zhì)分散劑A、B和C，按100ppm加入到勝利油田純梁采油廠提供的高凝稠油F中攪拌均勻，該稠油F的基本參數(shù)如下：凝固點(diǎn)在53℃、含瀝青質(zhì)為18.5％，粘度為(50℃)10949mPa·s。
按照SY/T 0520-2008原油粘度測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定其降低高凝稠油F(50℃)粘度效果，測(cè)試結(jié)果見表1。
表1瀝青質(zhì)分散劑對(duì)高凝稠油F(50℃)的降粘效果
從表1可以看出，瀝青質(zhì)分散劑A、B和C在用量為100ppm時(shí)，可使勝利油田純梁采油廠的高凝稠油F的粘度分別降低86.2％、87.3％和89.5％，降低幅度均大于85％，其中，瀝青質(zhì)分散劑C的降粘效果最好達(dá)到89.0％以上，降粘效果良好。
實(shí)施例5
將實(shí)施例1、2和3制備的瀝青質(zhì)分散劑A、B和C，按100ppm加入到勝利油田王家崗采油廠提供的高凝稠油G中攪拌均勻，該稠油G的基本參數(shù)如下：凝固點(diǎn)在47℃、含瀝青質(zhì)為16.8％，粘度為(50℃)5686mPa·s。
按照SY/T 0520-2008原油粘度測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定其降低高凝稠油G(50℃)粘度效果，測(cè)試結(jié)果見表2。
表2瀝青質(zhì)分散劑對(duì)高凝稠油G(50℃)的降粘效果
從表2可以看出，瀝青質(zhì)分散劑A、B和C在用量為100ppm時(shí)，可使勝利油田純梁采油廠的高凝稠油G的粘度分別降低86.5％、87.0％和88.2％，降低幅度均大于85％；其中，瀝青質(zhì)分散劑C的降粘效果最好達(dá)到88.0％以上，降粘效果良好。
實(shí)施例6
將實(shí)施例1、2和3制備的瀝青質(zhì)分散劑A、B和C，按100ppm加入到勝利油田現(xiàn)河采油廠提供的高凝稠油H中攪拌均勻，該稠油H的基本參數(shù)如下：凝固點(diǎn)在55℃、含瀝青質(zhì)為20.5％，粘度為(50℃)25605mPa·s。
按照SY/T 0520-2008原油粘度測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定其降低高凝稠油H(50℃)粘度效果，測(cè)試結(jié)果見表3。
表3瀝青質(zhì)分散劑對(duì)高凝稠油H(50℃)的降粘效果
從表3可以看出，瀝青質(zhì)分散劑A、B和C在用量為100ppm時(shí)，可使勝利油田純梁采油廠的高凝稠油H的粘度分別降低85.7％、86.4％和89.0％，降低幅度均大于85％，其中，瀝青質(zhì)分散劑C的降粘效果最好達(dá)到89.0％，降粘效果良好。
綜上所述，本發(fā)明所述的瀝青質(zhì)分散劑對(duì)多種高凝稠油均有瀝青質(zhì)分散作用，可使高凝稠油F、G和H的粘度降低85％以上，其中，主劑和溶劑的質(zhì)量比為1：9時(shí)降粘率達(dá)到88％以上，說明該瀝青質(zhì)分散劑的瀝青分散作用較好，同時(shí)，本瀝青質(zhì)分散劑添加量少，成本低，合成方法簡單，可以滿足高凝稠油的現(xiàn)場(chǎng)開采和輸送等要求。