專利名稱：高溫稠油降粘劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油田用高溫稠油降粘劑。
背景技術(shù)：
我國稠油資源豐富，地質(zhì)儲量達(dá)1640Mt，其中陸地稠油約占石油總資源的20％以上。
稠油突出特點(diǎn)是膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高、粘度大，因此稠油開發(fā)的關(guān)鍵是降低粘度、改善流動性。目前我國開采特稠油的主要方法是蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)等熱采技術(shù)。吞吐后期，注汽開采油氣比低、原油粘度大、井筒舉升困難等矛盾日益突出，制約了稠油油藏的進(jìn)一步開發(fā)。伴蒸汽注入高效稠油降粘劑，可以降低注汽壓力，減小井筒舉升阻力，提高注汽生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，是多輪次吞吐后期提高采收率的有效途徑。由于蒸汽的溫度較高(最高可達(dá)350℃)，因此要求伴汽注入的降粘劑具有較高的耐溫性能。
稠油降粘劑通常是表面活性劑?？捎米鞒碛徒嫡硠┑谋砻婊钚詣┲饕蟹请x子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑，其中具有較高耐溫能力的是陰離子表面活性劑和非離子-陰離子兩性表面活性劑。
US4811788和CN1115778分別報(bào)道了用聚氧乙烯二十醇醚磺酸鹽、聚氧乙烯酚醛樹脂磷酸鹽等非離子-陰離子兩性表面活性劑作稠油降粘劑，可耐300～320℃的高溫，但合成工藝復(fù)雜，成本高，實(shí)用價(jià)值不大。
CN1221650、CN1204680、CN1310221等報(bào)道了用磺酸鹽表面活性劑作稠油降粘劑，石油勘探開發(fā)研究院研制的HEA稠油降粘劑、石油大學(xué)研制的GY稠油降粘劑以及新疆石油勘探開發(fā)研究院研制的稠油降粘劑主要成分則是石油皂或環(huán)烷酸鹽。這些表面活性劑成本低，耐溫性能高，但活性較低，通常需同堿性物質(zhì)一起使用才對稠油有較好的乳化降粘作用。而堿性物質(zhì)的添加則會導(dǎo)致粘土膨脹、結(jié)垢等，對采油過程存在潛在危害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一類具有較高耐溫能力的稠油降粘劑及其制備方法。該降粘劑不需同堿復(fù)配使用，在較低濃度下就對不同的稠油有較好的降粘效果。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，所說的稠油降粘劑是N-烷基-γ-雙季銨陽離子表面活性劑，其結(jié)構(gòu)通式為[RN+(CH3)2CH2CH2CH2N+(CH3)3]2Cl-，分子量為384～468。
本發(fā)明所述稠油降粘劑的制備方法主要包括三步(1)取一定量的脂肪胺及適量催化劑于三口瓶中，在30～60℃下滴加丙烯腈，反應(yīng)4～8小時(shí)，制得N-烷基-β-氨基丙腈；(2)將一定量的N-烷基-β-氨基丙腈和溶劑加入高壓釜中，用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的空氣后，通入氫氣和氯氣，于80～90℃反應(yīng)1～2小時(shí)，得N-烷基丙二胺；(3)在高壓釜中加入N-烷基丙二胺和催化劑，用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的空氣后，升溫至60℃通入氯甲烷，于80～90℃、0.49～0.59MPa反應(yīng)2～6小時(shí)制得N-烷基-γ-雙季銨陽離子表面活性劑。反應(yīng)方程式如下
所說的脂肪胺可以是十二胺、十六胺或十八胺，優(yōu)選十六胺。
所說的催化劑可以是氫氧化鈉、碳酸鈉、三乙醇胺等，優(yōu)選碳酸鈉。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例來說明稠油降粘劑的制備過程。
實(shí)施例1第一步N-十六烷基-β-氨基丙腈的制備。
在三口燒瓶中加入0.1mol十六胺和0.4g碳酸鈉，升溫到50℃，滴加0.125mol丙烯腈，反應(yīng)4小時(shí)，制得N-十六烷基-β-氨基丙腈，轉(zhuǎn)化率為95％。
第二步N-十六烷基丙二胺的制備。
在高壓反應(yīng)釜中加入0.1mol N-烷基-β-氨基丙腈，50ml異丙醇，用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的空氣后，通入氫氣和氯氣，于80℃反應(yīng)2小時(shí)，制得N-十六烷基丙二胺，轉(zhuǎn)化率為97％。
第三步N-十六烷-γ-雙季銨陽離子表面活性劑的制備。
在高壓反應(yīng)釜中加入0.1mol N-十六烷基丙二胺、0.3mol碳酸鈉，用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的空氣后，升溫至60℃通入0.8mol氯甲烷，于90℃、0.49～0.59MPa反應(yīng)4小時(shí)制得N-烷基-γ-雙季銨陽離子表面活性劑，轉(zhuǎn)化率為95％。將該表面活性劑制成25～30％的水溶液，即可用作稠油降粘劑。
本發(fā)明的特點(diǎn)(1)首次提出了用N-烷基-γ-雙季銨陽離子表面活性劑作稠油降粘劑，該降粘劑使用濃度為0.1～0.3％時(shí)，對勝利稠油、遼河稠油的降粘率都大于95％以上；(2)該降粘劑可耐200℃以上的高溫，可用作伴蒸汽注入的稠油降粘劑；(3)該降粘劑不需同堿性物質(zhì)復(fù)配就對稠油有較好的乳化效果，避免了堿性物質(zhì)對地層的傷害。
權(quán)利要求
1.一種高溫稠油降粘劑，其特征是降粘劑為N-烷基-γ-雙季銨陽離子表面活性劑，其結(jié)構(gòu)通式為[RN+(CH3)2CH2CH2CH2N+(CH3)3]2Cl-，分子量為384～468。
2.一種高溫稠油降粘劑的制備方法，其特征是主要包括以下三步(1)取脂肪胺及催化劑于三口瓶中，在30～60℃下滴加丙烯腈，反應(yīng)4～8小時(shí)，制得N-烷基-β-氨基丙腈；(2)將N-烷基-β-氨基丙腈和溶劑加入高壓釜中，用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的空氣后，通入氫氣和氯氣，于80～90℃反應(yīng)1～2小時(shí)，制N-烷基丙二胺；(3)在高壓釜中加入N-烷基丙二胺和催化劑，用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的空氣后，升溫至60℃通入氯甲烷，于80～90℃、0.49～0.59MPa反應(yīng)2～6小時(shí)制得N-烷基-γ-雙季銨陽離子表面活性劑，反應(yīng)方程式如下
3.按照權(quán)利要求2所述的高溫稠油降粘劑的制備方法，其特征是所說的脂肪胺是十二胺或十六胺或十八胺，優(yōu)選十六胺。
4.按照權(quán)利要求2所述的高溫稠油降粘劑的制備方法，其特征是所說的催化劑是氫氧化鈉或碳酸鈉或三乙醇胺，優(yōu)選碳酸鈉。
5.按照權(quán)利要求2所述的高溫稠油降粘劑的制備方法，其特征是所說的溶劑是乙醇或異丙醇或丁醇，優(yōu)選異丙醇。
全文摘要
本發(fā)明提供了一類具有較高耐溫能力的稠油降粘劑及其制備方法。稠油降粘劑是N－烷基－γ－雙季銨陽離子表面活性劑，其制備方法主要包括三步(1)取脂肪胺及催化劑于三口瓶中，在30～60℃下滴加丙烯腈，反應(yīng)4～8小時(shí)，制得N－烷基－β－氨基丙腈；(2)將N－烷基－β－氨基丙腈和溶劑加入高壓釜中，用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的空氣后，通入氫氣和氯氣，于80～90℃反應(yīng)1～2小時(shí)，制得N－烷基丙二胺；(3)在高壓釜中加入N－烷基丙二胺和催化劑，用氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的空氣后，升溫至60℃通入氯甲烷，于80～90℃、0.49～0.59MPa反應(yīng)2～6小時(shí)制得N－烷基－γ－雙季銨陽離子表面活性劑，將該表面活性劑制成25～30％的水溶液，即為稠油降粘劑。該降粘劑不需同堿復(fù)配使用，在較低濃度下就對不同的稠油有較好的降粘效果。
文檔編號E21B43/22GK1560177SQ20041002361
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月25日
發(fā)明者葛際江, 張貴才, 孫銘勤, 宋昭崢 申請人:石油大學(xué)(華東)