一種稠油乳化降粘劑的制作方法

一種稠油乳化降粘劑的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種稠油乳化降粘劑，該降粘劑含有：非離子型表面活性劑、陰離子型低聚表面活性劑、醇和水，所述醇為C1-C8的醇，所述陰離子型低聚表面活性劑具有式(Ⅰ)所示的結構，其中，n為1-6中的任意整數，R為烷基，M為Li+、Na+和K+中的至少一種。本發明的稠油乳化降黏劑對稠油具有較好的降黏效果，且該降黏劑的抗鹽性強、使用濃度低、成本低，使用時無需加堿，較適用于堿敏地層。
【專利說明】
一種稠油乳化降粘劑
技術領域
[0001] 本發明涉及一種稠油乳化降粘劑，具體地，涉及一種含有特定陰離子型低聚表面 活性劑的稠油乳化降粘劑。
【背景技術】
[0002] 乳化降黏法因具有現場實施可操作性強、技術靈活多樣、對環境適應性強等特點 而成為目前開采稠油常用的方法。該方法主要是指通過乳化降黏劑在油水界面的吸附，降 低油水界面張力，使稠油從油包水的乳化狀態轉變為水包油乳狀液，大幅度降低黏度，實現 正常開采。乳化降黏劑中一般都加入堿，以減少外加表面活性劑的用量，但這一方法并不適 用于堿敏地層。
[0003] -方面，隨著稠油開采深度的增加，地質條件日益復雜化，乳化降黏劑的使用效果 通常還會受到稠油物性和地層條件的影響，日漸復雜的地層條件使得乳化劑的加劑量變 大，降黏效果變差甚至失效，乳化降黏成本大幅提高；另一方面，我國的新疆、勝利、中原等 油田已發現的油藏，有相當一部分稠油的膠質、瀝青質含量很高，瀝青質含量大于30 %時， 它在油水界面形成很強的吸附膜，界面膜的強度很高，乳化降黏劑分子很難在油水界面取 而代之使稠油乳狀液發生轉相從而降低黏度。
[0004] 目前，油田常用的乳化降黏劑均不適用于超特稠油、瀝青含量高的稠油和堿敏地 層，且使用時還需要加入堿，存在乳化降黏劑抗鹽性低、使用濃度高、成本高等缺點，例如：
[0005] 專利申請CN1340589A公開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，其適用于瀝青質和膠質含量高的稠油的 乳化降黏，但其并不適合堿敏地層。
[0006] 專利申請US2007/0042911公開了一種稠油乳化降黏劑，以聚乙烯醇為骨架得到 的交連聚合物，在加劑量為〇. 5%的條件下可使普通稠油的黏度下降到200mPa. s左右，但 不適合于超稠油的降黏。
[0007] 專利申請CN100363456C公開了一種稠油乳化降黏劑，是陰離子表面活性劑和非 離子-陰離子表面活性劑、破乳劑的復配物，雖然具有很高的抗鹽性能，但是對于瀝青質含 量超過30 %的稠油，復配物仍然不適用。
[0008] 專利申請CN102876310A公開了一種稠油乳化降黏劑，是陰離子表面活性劑、非離 子-陰離子型的Gemini表面活性劑和(；-(；醇的復配物，在0. 01 % -5%的加劑量下能乳化 瀝青質含量> 30%的超高黏度稠油，但其加劑量相對較高，增大了乳化降黏成本。
[0009] 因此，現在急需一種具有針對性降低超特稠油和瀝青含量高的稠油的黏度，使用 濃度低、成本低，使用時不需加入堿，且能夠適用于堿敏地層等優點的稠油降粘劑。

【發明內容】

[0010] 本發明的目的是為了克服現有技術中稠油乳化降黏劑的上述缺陷，提供一種適用 于超特稠油和瀝青含量高的稠油，且抗鹽性高、使用濃度低、成本低，使用時無需加堿，以及 較適用于堿敏地層的稠油乳化降黏劑。
[0011] 本發明的發明人在研究中發現，稠油乳化降黏劑中含有結構為式（I )所示結構 的陰離子型低聚表面活性劑，
[0012]
[0013] 其中，n為1-6中的任意整數，R為烷基，M為Li+、Na+和K +中的至少一種；
[0014] 能夠顯著提高稠油乳化降黏劑對稠油的降黏效果，且該稠油乳化降黏劑具有抗鹽 性高、使用濃度低、成本低，使用時無需加堿，較適用于堿敏地層等優異的性能。
[0015] 因此，為了實現上述目的，本發明提供了一種稠油乳化降粘劑，該降粘劑含有：非 離子型表面活性劑、陰離子型低聚表面活性劑、醇和水，所述醇為(；_(；的醇，所述陰離子型 低聚表面活性劑具有式（I)所示的結構，
[0016]
[0017] 其中，n為1-6中的任意整數，R為烷基，M為Li+、Na+和K +中的至少一種。
[0018] 優選地，R為C4_C12的烷基，更優選為C 8_(：12的烷基。
[0019] 本發明的稠油乳化降黏劑對稠油具有較好的降黏效果，且該降黏劑的抗鹽性強、 使用濃度低、成本低，使用時無需加堿，較適用于堿敏地層。
[0020] 本發明的其它特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0021] 圖1是制備例1的陰離子型低聚表面活性劑A1的氫譜譜圖；
[0022] 圖2是制備例1的陰離子型低聚表面活性劑A1的碳譜譜圖；
[0023] 圖3是制備例1的陰離子型低聚表面活性劑A1的質譜譜圖；
[0024] 圖4是制備例2的陰離子型低聚表面活性劑A2的質譜譜圖；
[0025] 圖5是制備例3的陰離子型低聚表面活性劑A3的質譜譜圖；
[0026] 圖6是制備例4的陰離子型低聚表面活性劑A4的質譜譜圖。
【具體實施方式】
[0027] 以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0028] 本發明提供了一種稠油乳化降粘劑，該降粘劑含有：非離子型表面活性劑、陰離 子型低聚表面活性劑、醇和水，所述醇為Ci-C；的醇，所述陰離子型低聚表面活性劑具有式 (I )所示的結構，
[0029]
[0030] 其中，n為1-6中的任意整數，R為烷基，M為Li+、Na+和K +中的至少一種。
[0031] 本發明中，優選地，rSc4-c12的烷基，更優選為c s-c12的烷基，從而能夠進一步提 高稠油乳化降黏劑的降黏效果。
[0032] 本發明旨在通過稠油乳化降黏劑中含有式（I )所示結構的化合物而實現發明目 的，即能夠顯著提高稠油乳化降黏劑對稠油的降黏效果，且該稠油乳化降黏劑抗鹽性高、使 用濃度低、成本低，使用時無需加堿，較適用于堿敏地層。因此，對于稠油乳化降黏劑中各常 規組分的選擇，均沒有特定限制。
[0033] 本發明中，非離子型表面活性劑可以為本領域常規的非離子型表面活性劑，優選 地，非離子型表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚和/或脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0034] 更優選地，烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚的氧乙烯的聚合度為3-90,烷 基或烷苯基的總碳數為6-20。
[0035] 本發明中，所述醇可以為本領域常規的用于制備降黏劑的(；_(；的醇，優選地，所 述醇為C 2_C5的烷基醇。
[0036] 本發明中，所述水可以是常規的制備降黏劑的水，例如可以為自來水、井水和蒸 餾水中的至少一種，也可以是總離子濃度不大于50000mg/L，其中，鈣鎂離子濃度不大于 2000mg/L的礦化水。
[0037] 本發明中，對非離子型表面活性劑、陰離子型低聚表面活性劑、醇和水的含量無 特殊要求，可以采用本領域常規的含量，優選地，非離子型表面活性劑、陰離子型低聚表面 活性劑、醇和水的重量比為1 :〇. 1-40 :0. 01-10 :0. 5-10000 ;更優選為1 :0. 2-20 :0. 02-5 : 0.5~5000〇
[0038] 本發明中，具有式（I )所示結構的陰離子型低聚表面活性劑的制備方法優選包 括：在曼尼奇反應條件下，將堿、氨基乙磺酸、甲醛和烷基苯酚在有機溶劑和水形成的混合 溶劑中進行接觸反應，其中，所述堿為氫氧化鋰、氫氧化鈉和氫氧化鉀中的至少一種，所述 烷基苯酚為對位烷基苯酚，氨基乙磺酸、堿、甲醛和烷基苯酚的摩爾比為1 :1_3 :2-3 :1-2。
[0039] 本發明中，優選地，在曼尼奇反應條件下，先將堿、氨基乙磺酸和甲醛在有機溶劑 和水形成的混合溶劑中溶解，再加入烷基苯酚進行接觸反應。
[0040] 本發明中，烷基苯酚可以為本領域常規的能夠形成式（I )結構的陰離子型低聚 表面活性劑的烷基苯酚，但是，為了進一步提高稠油乳化降黏劑的降黏效果，優選地，烷基 苯酚為具有(： 4_(：12烷基的烷基苯酚，更優選地，烷基苯酚為具有C S_C12烷基的烷基苯酚。
[0041] 本發明中，混合溶劑中有機溶劑和水的用量可以為本領域常規的用量，例如，有機 溶劑和水的體積比可以為1 :〇. 1-9。
[0042] 本領域的技術人員應該理解的是，混合溶劑的總用量只要能夠溶解堿、氨基乙磺 酸、甲醛和烷基苯酚，并為其進行曼尼奇反應提供溶劑條件即可，例如，相對于l〇g的氨基 乙磺酸，混合溶劑的總用量可以為12_32mL。
[0043] 本發明中，混合溶劑中的有機溶劑為本領域常規的有機溶劑，例如可以為醚類溶 劑，優選為常壓下的沸點為60-130°C的醚類溶劑，更優選為乙二醇單甲醚、二氧六環和四氫 呋喃中的至少一種。
[0044] 本發明中，曼尼奇反應條件可以為本領域常規的曼尼奇反應條件，優選地，曼尼奇 反應條件包括：溫度為20-40°C，時間為6_8h。
[0045] 本發明中，該制備方法還可以包括：反應結束后將反應物加熱至回流，回流4_8h 后，在50-80°C、0. 01-0. 05MPa下蒸除溶劑，其中，加熱至回流和減壓蒸除溶劑均為本領域 常規的方法。
[0046] 本發明中，可以通過質譜、氫譜和碳譜測定來確定制得的陰離子型低聚表面活性 劑的結構式，質譜、氫譜和碳譜的測定方法為本領域技術人員公知，在此不再贅述。
[0047] 本發明旨在通過稠油乳化降黏劑中含有式（I )所示結構的化合物而實現發明目 的，即能夠顯著提高稠油乳化降黏劑對稠油的降黏效果，且該稠油乳化降黏劑抗鹽性高、使 用濃度低、成本低，使用時無需加堿，較適用于堿敏地層。因此，對于稠油乳化降黏劑的制備 方法沒有特定限制，可以為本領域常規的降黏劑的制備方法，例如可以為：將非離子型表面 活性劑、陰離子型低聚表面活性劑、醇和水混合均勻，從而制得稠油乳化降黏劑，其中，混合 的方式可以為本領域常規的混合方式，對混合的溫度沒有特別的要求，例如可以在室溫下 進行混合，具體溫度可以為20°C -30°C。
[0048] 本發明中，將制得的降黏劑用于稠油降黏時，降黏劑與稠油的重量比可以為1 : 0. 5_3〇
[0049] 實施例
[0050] 壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基酚聚氧乙烯醚均購自佛山市科的化學品技術有限 公司產品，牌號為NPE0-15、NPE0-20,十八醇聚氧乙烯醚購自宜興市加佳化工有限公司產 品，牌號為平平加0-10,磺酸鹽型表面活性劑購自勝利油田分公司，牌號為PS-1。
[0051] 制備例1
[0052] 以乙二醇單甲醚和水作為混合溶劑（體積比為7 :3)，混合溶劑的用量為200mL，向 其中加入64g的氫氧化鉀、125g的氨基乙磺酸和63g的甲醛，完全溶解后，在25°C下反應2 小時后，加入275g的對壬基苯酚，加熱至回流，反應4h后，在70°C、0. 03MPa下蒸除溶劑， 制得粘稠油狀陰離子型低聚表面活性劑A1。
[0053] 對陰離子型低聚表面活性劑A1分別進行氫譜、碳譜和質譜測定，A1的氫譜、碳譜 和質譜測定結果分別如圖1、圖2、圖3所示，通過上述譜圖可以得出，A1的結構式如下：
[0054]
[0055] 制備例2
[0056] 以四氫呋喃和水作為混合溶劑（體積比為16 :4)，混合溶劑的用量為150mL，向其 中加入48g的氫氧化鈉、125g的氨基乙磺酸和63g的甲醛，完全溶解后在30°C下反應2小 時后，加入275g的對辛基苯酚，再加熱至回流，反應6h后，在50°C、0.0 IMPa下蒸除溶劑，制 得粘稠油狀狀陰離子型低聚表面活性劑A2。
[0057] 對陰離子型低聚表面活性劑A2分別進行氫譜、碳譜和質譜測定，其中，A2的質譜 測定結果如圖4所示，氫譜和碳譜譜圖未示出，通過上述譜圖可以得出，A2的結構式如下：
[0058]
[0059] 制備例3
[0060] 以二氧六環和水作為混合溶劑（體積比為9 :1)，混合溶劑的用量為400mL，向其中 加入37. 3g的氫氧化鋰、125g的氨基乙磺酸和63g的甲醛，完全溶解后，在25°C下反應2小 時后，再加熱至回流，加入317. 5g的對十二烷基苯酚，反應4h后，在65°C、0. 02MPa下蒸除 溶劑，制得粘稠油狀陰離子型低聚表面活性劑A3。
[0061] 對陰離子型低聚表面活性劑A3分別進行氫譜、碳譜和質譜測定，其中，A3的質譜 測定結果如圖5所示，氫譜和碳譜譜圖未示出，通過上述譜圖可以得出，A3的結構式如下：
[0063] 制備例4
[0064] 按照制備例1的方法制備陰離子型低聚表面活性劑，不同的是，將對壬基苯酚替 換為相同物質的量的對叔丁基苯酚，制得粘稠油狀陰離子型低聚表面活性劑A4。
[0065] 對陰離子型低聚表面活性劑A4分別進行氫譜、碳譜和質譜測定，其中，A4的質譜 測定結果如圖6所示，氫譜和碳譜譜圖未示出，通過上述譜圖可以得出，A4的結構式如下：
[0066]
[0067] 實施例1
[0068] 本實施例用于說明本發明的稠油乳化降黏劑。
[0069] 將壬基酚聚氧乙烯醚lg、制備例1制得的陰離子型低聚表面活性劑A10. 2g、正丁 醇0. 02g和蒸餾水100g在室溫（20°C )下混合均勻，制得降黏劑S1。
[0070] 實施例2
[0071] 本實施例用于說明本發明的稠油乳化降黏劑。
[0072] 將十八醇聚氧乙烯醚lg、制備例2制得的陰離子型低聚表面活性劑A210g、環己醇 5g和礦化水（總離子濃度為50000mg/L，其中，鈣鎂離子濃度為2000mg/L)) 2000g在室溫 (25°C )下混合均勻，制得降黏劑S2。
[0073] 實施例3
[0074] 本實施例用于說明本發明的稠油乳化降黏劑。
[0075] 將十二烷基酚聚氧乙烯醚lg、制備例3制得的陰離子型低聚表面活性劑A3 20g、 正丁醇5g和礦化水（總離子濃度為50000mg/L，其中，鈣鎂離子濃度為2000mg/L)) 5000g在 室溫（30°C )下混合均勻，制得降黏劑S3。
[0076] 實施例4
[0077] 本實施例用于說明本發明的稠油乳化降黏劑。
[0078] 按照實施例1的方法制備降黏劑，不同的是，將陰離子型低聚表面活性劑A1替換 為陰離子型低聚表面活性劑A4,制得降黏劑S4。
[0079] 對比例1
[0080] 按照實施例1的方法制備降黏劑，不同的是，將陰離子型低聚表面活性劑A1替換 為商購的磺酸鹽型表面活性劑PS-1，制得降黏劑D1。
[0081] 測試例 [0082] 測試例1
[0083] 分別將降黏劑S1-S4和D1 4. 5g與新疆塔河超稠原油（瀝青質含量為34. 47重 量％，60°(：下黏度為73000mPa. s) 10. 0g在60°C下攪拌5分鐘以混合均勻，采用旋轉黏度計 (100轉/分）測試乳化稠油的黏度，測定結果見表1。
[0084] 測試例2
[0085] 分別將降黏劑S1-S4和D1 4. 5g與勝利草橋稠油（膠質和瀝青質含量分別為23. 9 重量％和3. 9重量％，60°C下黏度為23370mPa. s) 4. 5g在60°C下攪拌5分鐘以混合均勻，采 用旋轉黏度計（100轉/分）測試乳化稠油的黏度，測定結果見表2。
[0086] 測試例3
[0087] 分別將降黏劑S1-S4和D1 4. 5g與勝利單家寺稠油（膠質和瀝青質含量分別為 48. 3重量％和4. 6重量％，60°C下黏度為64160mPa. s)5g在60°C下攪拌5分鐘以混合均勻， 采用旋轉黏度計（100轉/分）測試乳化稠油的黏度，測定結果見表3。
[0088] 表 1
[0089]
[0090] 表 2
[0091]
[0092] 表 3
[0093]
[0094] 將實施例1-4與對比例1比較可以看出，本發明的降黏劑能夠顯著提高稠油的降 黏效果，尤其是對超特稠油和瀝青含量高的稠油效果更好，并且該降黏劑的抗鹽性也較強。
[0095] 將實施例1與實施例4比較可以看出，烷基苯酚為具有(；_(：12烷基的烷基苯酚，即 陰離子型低聚表面活性劑結構式（I )中的R為(；_(：12的烷基時，能夠進一步提高稠油乳 化降黏劑的降黏效果，且該降黏劑的抗鹽性更強。
[0096] 本發明的稠油乳化降黏劑對稠油具有較好的降黏效果，且該降黏劑的抗鹽性強、 使用濃度低、成本低，使用時無需加堿，較適用于堿敏地層。
[0097] 以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中 的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這 些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
[0098] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0099] 此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本 發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【主權項】
1. 一種稠油乳化降粘劑，該降粘劑含有：非離子型表面活性劑、陰離子型低聚表面活 性劑、醇和水，所述醇為Ci-Cs的醇，其特征在于，所述陰離子型低聚表面活性劑具有式（I ) 所示的結構，其中，n為1-6中的任意整數，R為烷基，M為Li\化可日K+中的至少一種。2. 根據權利要求1所述的降粘劑，其中，R為C 4-Ci2的烷基，優選為C s-Ci2的烷基。3. 根據權利要求1所述的降粘劑，其中，所述非離子型表面活性劑為烷基酪聚氧乙締 酸和/或脂肪醇聚氧乙締酸。4. 根據權利要求3所述的降粘劑，其中，烷基酪聚氧乙締酸或脂肪醇聚氧乙締酸的氧 乙締的聚合度為3-90,烷基或燒苯基的總碳數為6-20。5. 根據權利要求1所述的降粘劑，其中，所述醇為C 2-C日的烷基醇。6. 根據權利要求1-5中任意一項所述的降粘劑，其中，非離子型表面活性劑、陰離子型 低聚表面活性劑、醇和水的重量比為1 :〇. 1-40 :0. 01-10 :0. 5-10000。7. 根據權利要求6所述的降粘劑，其中，非離子型表面活性劑、陰離子型低聚表面活性 劑、醇和水的重量比為1 :〇. 2-20 :0. 02-5 :0. 5-5000。
【文檔編號】C09K8/584GK106032466SQ201510124599
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2015年3月20日
【發明人】秦冰, 黃娟, 侯研博, 江建林, 羅詠濤
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院