專利名稱：一種稠油乳化降粘的方法
技術領域：
本發明涉及粘稠原油的乳化降粘方法。
隨著原油開采的不斷進行，油井中的原油粘度逐漸增大，常規的開采方法已不能滿足要求，需要借助于乳化劑降低稠油粘度，達到提高采收率的目的。目前常用的稠油乳化降粘方法是將堿液、乳化劑和礦化水混合，然后從套管加入，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，水為連續相的O/W型乳狀液體系，阻止了油滴的聚集。由于連續相水的粘度很低，稠油內摩擦變為水與管壁間的摩擦，大大降低了井筒內的流動阻力，流體粘度大幅降低，井口回壓也顯著降低，動力消耗減少，從而大幅度提高了采收率。
其中，文獻報道和實際應用較多的乳化劑是非離子型表面活性劑，例如CN1064498A報道了用聚氧乙烯聚氧丙烯烷基苯酚醚作為乳化劑的實例，稠油形成O/W型乳狀液后粘度比原來降低幾十甚至幾百倍。該文獻稱，此乳化劑能使生產效率提高10％，抽油機負荷降低25％，檢泵周期延長2-4倍，油井產量遞減幅度降低50-80％。
CN88105018A報道了以聚氧乙烯烷基酚醚作為稠油乳化劑的方法。此外，其它專利還報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。這些非離子型表面活性劑的成本較高，而且溫度較高時，乳化降粘效果明顯變差甚至失效。
陰離子表面活性劑的生產成本低，但抗硬水能力較差。為了降低乳化劑的成本，人們試圖使用陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑的復合劑或者使用帶有兩種基團的乳化劑，如脂肪醇聚氧乙烯和氧丙烯的硫酸(酯)鹽等。但這種結構復雜的乳化劑進一步提高了成本。
US4147638報道了以未縮合的石油磺酸鹽作為乳化劑的采油方法，但不適用于開采稠油和超稠油，因為稠油的開采條件比較特殊，地下水的礦化度很高，在配合蒸汽驅油時，溫度可達350℃以上。在這樣的條件下，未縮合的低分子量石油磺酸鹽是無效的。
本發明的目的在于提供一種稠油乳化降粘的新方法，該方法成本低，乳化降粘效果好，可抗高溫和硬水。
本發明提供的稠油乳化降粘方法包括將含有石油磺酸鹽縮合物的乳化劑和水與稠油接觸乳化，形成o/w型乳液。其中，以稠油重量為基準，乳化劑濃度為0.01～1％，優選0.05～0.5％，水量為10～100％，優選20～80％。
所說石油磺酸鹽縮合物的分子量可以是500～3000，優選1000～3000，更優選1000～2500，可以是市售商品，也可以按照CN1168360公開的方法制備。
所說乳化劑中還可以含有非離子表面活性劑，以增加抗硬水能力，如烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、有機羧酸聚氧乙烯醚、有機酰胺聚氧乙烯醚等。非離子表面活性劑在乳化劑中的含量可以是0～90％，優選10～70％。
乳化劑水溶液中還可以含有堿，如氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉等，堿的存在可以中和稠油中的部分酸，從而改善乳化降粘效果。堿在乳化劑水溶液中的濃度可以是0～0.5％，優選0.05～0.2％。
所說乳化用水可以是普通水質，如自來水、井水、蒸餾水，也可以是礦化度不高于60000mg/L，鈣鎂離子濃度不大于1000mg/L的高礦化度的礦化水。
本發明方法可以在高溫下進行，乳化溫度可以是0～400℃，優選10～350℃。
所說乳化劑和水與稠油的接觸方式可以根據具體應用場合不同而有所不同。例如，如果是用于井筒降粘，可先以少量水將乳化劑配制成溶液，再將乳化劑水溶液隨注水注入井筒；如果是用于蒸汽驅油，則可先以少量水將乳化劑配制成溶液，然后隨注入蒸汽一起注入油層(將應注入水量換算成蒸汽量)；如果是用于管道輸油，可將全部水與乳化劑配制成水溶液，再與稠油混合。
本發明提供的稠油乳化降粘方法采用的乳化劑是以催化裂解或蒸汽裂解的副產物為原料合成的石油磺酸鹽縮合物，成本低廉，同時石油磺酸鹽縮合物具有良好的親油性，而且還具有抗高溫和抗硬水的能力，提高了對稠油和超稠油的乳化降粘效果，可滿足深井稠油的開采要求。
下面通過實例對本發明作進一步說明。
實例1稱取60℃粘度為22000mP.s的勝利單家寺超稠原油100g,0.2g平均分子量為1500的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成劑廠產品)，0.1g HLB=17.4的壬基酚聚氧乙烯醚(NP-30，旅順化工廠產品)，0.043g氫氧化鈉，43g高礦化度硬水(總礦化度50000mg/l，其中鈣鎂離子濃度為750mg/l)，60℃下攪拌5分鐘后，用NDJ-1型旋轉粘度計(100轉/分)測試乳化稠油的粘度，測試結果見表1。
實例2稱取60℃粘度為7521mP.s的遼河高升超稠原油100g,0.05g平均分子量為1500的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成劑廠產品)，0.05g HLB=13.3的壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10，旅順化工廠產品)，0.043g氫氧化鈉，43g高礦化度硬水，攪拌5分鐘后，用NDJ-1型旋轉粘度計測試，乳化稠油粘度見表1。
實例3稱取60℃粘度為22000mP.s的勝利單家寺超稠原油100g,0.2g平均分子量為2500的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成劑廠產品)，0.1g HLB=15的平平加(A-20，天津助劑廠產品)，0.043g氫氧化鈉，43g高礦化度硬水(總礦化度50000mg/l，其中鈣鎂離子濃度為750mg/l)，60℃下攪拌5分鐘后，用NDJ-1型旋轉粘度計(100轉/分)測試乳化稠油的粘度，測試結果見表1。
實例4稱取60℃粘度為22000mP.s的勝利單家寺超稠原油100g,0.2g平均分子量為1500的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成劑廠產品)，0.1g HLB=15.0的油酸酰胺聚氧乙烯醚(SFC905，山東化工廠產品)，0.043g碳酸鈉與氫氧化鈉的緩沖溶液，43g高礦化度硬水(總礦化度50000mg/l，其中鈣鎂離子濃度為750mg/l)，60℃下攪拌5分鐘后，用NDJ-1型旋轉粘度計(100轉/分)測試乳化稠油的粘度，測試結果見表1。
實例5本實例采用不同乳化溫度。
乳化溫度為90℃，其余條件和乳化步驟同實例1，乳化稠油的粘度見表1。
實例6本實例稠油來源不同。
稱取60℃粘度為140mP.s的新疆粘稠原油100g,0.09g平均分子量為1500的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成劑廠產品)，0.01g壬基酚聚氧乙烯醚(NP-30，旅順化工廠產品)，0.043g氫氧化鈉，43g高礦化度硬水，攪拌5分鐘后，用NDJ-1型旋轉粘度計測試，乳化稠油粘度見表1。
實例7本實例采用低礦化度水。
60℃粘度為22000mP.s的單家寺超稠原油100g,0.02g平均分子量為1500的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成合成劑廠產品)，0.01g壬基酚聚氧乙烯醚(NP-30，旅順化工廠產品)，43g低礦化度水(總礦化度5000mg/l，其中鈣鎂離子250mg/l)，攪拌5分鐘后，用NDJ-1型旋轉粘度計測試，乳化稠油的粘度見表1。
實例8本實例采用不同用量的礦化水。
60℃粘度為22000mP.s的單家寺超稠原油100g,0.02g平均分子量為1500的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成合成劑廠產品)，0.01g壬基酚聚氧乙烯醚(NP-30，旅順化工廠產品)，66g高礦化度硬水，攪拌5分鐘后，用NDJ-1型旋轉粘度計測試，乳化稠油的粘度見表1。
實例9本實例乳化劑中只含有石油磺酸鹽縮合物。
60℃粘度為22000mP.s的單家寺超稠原油100g,0.02g平均分子量為1500的石油磺酸鹽縮合物(PF200A，匯源合成合成劑廠產品)，43g自來水，攪拌5分鐘后，用NDJ-1型旋轉粘度計測試，乳化稠油的粘度見表1。
實例10本實例為抗高溫試驗。
為了模擬深井底部的高溫使用條件，將實例1所述復合乳化劑，在350℃下保溫3h后，按照實例1配制乳化稠油，用NDJ-1型旋轉粘度計測試，乳化稠油粘度見表1。
對比例1用市售非離子表面活性劑NP-30(壬基酚聚氧乙烯醚，結構同CN88105018)代替實例1所述復合乳化劑，乳化劑量，乳化條件和乳化步驟同實例1，測試結果見表1。
對比例2乳化劑為NP-30，按照實例5的方法進行乳化，測試結果見表1。
對比例3用市售磷酸酯(鹽)型表面活性劑CY-2(結構同US4355651)代替實例1所述復合乳化劑，其余條件同實例1，測試結果見表1。
對比例4乳化劑為CY-2，按照實例10的方法進行乳化，測試結果見表1。
對比例5按照US4147638的方法制備分子量為350的石油磺酸鹽，按實例1所述比例和非離子組分復配成復合乳化劑，并按所述步驟乳化稠油，測試結果見表1。
表權利要求
1．一種稠油乳化降粘的方法，包括將含有石油磺酸鹽縮合物的乳化劑、水與稠油接觸乳化，形成o/w型乳液，其中，以稠油重量為基準，乳化劑濃度為0.01～1％，水量為10～100％。
2．按照權利要求1所說的方法，其特征在于，乳化劑濃度為0.05～0.5％。
3．按照權利要求1所說的方法，其特征在于，水量為20～80％。
4．按照權利要求1所說的方法，其特征在于，所說石油磺酸鹽縮合物的分子量為500～3000。
5．按照權利要求1所說的方法，其特征在于，所說石油磺酸鹽縮合物的分子量為1000～2500。
6．按照權利要求1所說的方法，其特征在于，所說乳化劑中還含有0～90％選自烷基聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、有機羧酸聚氧乙烯醚、有機酰胺聚氧乙烯醚的非離子表面活性劑。
7．按照權利要求1所說的方法，其特征在于，非離子表面活性劑在乳化劑中的含量為10～70％。
8．按照權利要求1所說的方法，其特征在于，乳化劑水溶液中還含有0～0.5％的堿。
9．按照權利要求1所說的方法，其特征在于，乳化溫度為0～400℃。
10．按照權利要求1所說的方法，其特征在于，乳化溫度為10～350℃。
11．按照權利要求1所說的方法，其特征在于，乳化用水礦化度不高于60000mg/L，鈣鎂離子濃度不大于1000mg/L。
全文摘要
本發明提供一種稠油乳化降粘的方法,包括:將含有石油磺酸鹽縮合物的乳化劑、水與稠油接觸乳化,形成o/w型乳液。其中,以稠油重量為基準,乳化劑濃度為0.01～1%,水量為10～100%。本發明方法采用的乳化劑是以催化裂解或蒸汽裂解的副產物為原料合成的石油磺酸鹽縮合物,降低了成本,同時石油磺酸鹽縮合物具有良好的親油性,而且還具有抗高溫和抗硬水的能力,提高了對稠油和超稠油的乳化降粘效果,可滿足深井稠油的開采要求。
文檔編號C10G31/08GK1310221SQ0010272
公開日2001年8月29日 申請日期2000年2月22日 優先權日2000年2月22日
發明者彭樸, 秦冰, 景振華 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石油化工集團公司石油化工科學研究院