專利名稱：一種稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑，同時，還涉及一種該稠油 注蒸汽開采用氧化降粘劑的制備方法，屬于石油開采化學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
稠油開采普遍采用注蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū)的方法，雖然采用注入熱介質(zhì)的 方法可以降低原油粘度，利于稠油的開采，但注汽后經(jīng)過短時間開采，地層 溫度大大下降，稠油粘度會再次增加；因此，為了進(jìn)一步提高原油在地層的 流動能力，常常需要添加活性劑等方法對原油進(jìn)行降粘，以延長熱采周期， 然而此種方式對于超稠油和特超稠油來說，由于其粘度特別高，僅依靠注蒸 汽或在蒸汽中添加活性劑等方法不能滿足生產(chǎn)的需要。
近年來對于入井蒸汽有意加入特定物質(zhì)與稠油中某些組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 降低稠油粘度的研究越來越受到重視。但按常規(guī)原油裂解溫度一般要在300 。C以上，而蒸汽熱采井溫度(20(TC左右)很難達(dá)到這一溫度。
國外從80年代初期就開始進(jìn)行這方面的研究，最初是加拿大的Hnye等 人研究開發(fā)的以過渡金屬鹽做催化劑進(jìn)行的地下水熱裂解稠油技術(shù)，該技術(shù) 利用過渡金屬鹽做催化劑，從熱力學(xué)和反應(yīng)動力學(xué)角度詳細(xì)研究了在地層中 發(fā)生水熱裂解的可能性，其通過稠油的組成成分描述了水熱裂解的反應(yīng)機(jī)理; 通過在24(TC的注汽溫度條件下使原油的重質(zhì)成分(膠質(zhì)瀝青質(zhì))發(fā)生裂解反 應(yīng)，造成-C-S-鍵的斷裂，生成輕質(zhì)組分，降低原油粘度的結(jié)果。從原理上和 實(shí)驗(yàn)中都證明了稠油水熱裂解的發(fā)生。
國內(nèi)從九十年代開始進(jìn)行以水熱裂解為主進(jìn)行稠油地下改質(zhì)的研究，通 過加入過渡金屬鹽類催化劑，進(jìn)行了稠油降粘、生成氣比較、稠油組成比較、 稠油組分等的比較，詳細(xì)研究了催化劑作用后的效果并取得了一定的效果，但是水熱加氫或供氫體供氫都需要24(TC以上的溫度，但注汽條件下地層達(dá)到 該溫度的范圍較小，導(dǎo)致催化劑作用半徑小、生產(chǎn)周期短，這是制約地下催 化降粘的最重要因素，尤其是對于河南油田等淺薄層稠油來說，注汽溫度低， 地層溫度下降快，現(xiàn)有的利用水熱裂解或供氫改質(zhì)要求反應(yīng)溫度高，造成催 化劑不能有效發(fā)揮催化作用，不能有效改善開采效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑，以能夠?qū)Τ?稠油和特超稠油進(jìn)行有效降粘，提高油井產(chǎn)量。
同時，本發(fā)明的目的還在于提供一種稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑的制 備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案采用了一種稠油注蒸汽開采用氧 化降粘劑，包括有組分A、組分B、組分C、組分D和水，其中，組分A為過 氧化物，組分B為有機(jī)酸的過渡金屬鹽，組分C為水解產(chǎn)物顯示酸性的無機(jī) 鹽，組分D為堿性物質(zhì)；各組分的重量百分含量為組分A 0.5—10%、組 分B 0.5—10%、組分C 0.1—8X、組分D 0. 1—5%、其余為水。
所述的組分A，即過氧化物為雙氧水、過氧乙酸、叔丁基過氧化氫或其他 有機(jī)過氧化物中的至少一種。
所述組分B，即有機(jī)酸的過渡金屬鹽，其中的有機(jī)酸為來自植物和礦物中 提取酸或合成酸。
所述的有機(jī)酸優(yōu)選為椰油酸、油酸、亞油酸、硬脂酸、環(huán)烷酸的一種或 幾種。
所述的過渡金屬為鈷、鎳、釩、鉬、錳和鋅的一種或幾種。 所述的組分C，即無機(jī)鹽為鈉或鉀的磷酸鹽。 所述的無機(jī)鹽優(yōu)選磷酸二氫鹽。
所述的組分D，即堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、碳酸鈉或氫氧化鈉與碳酸鈉的混 合物。
所述的堿性物質(zhì)優(yōu)選為氫氧化鈉。同時，本發(fā)明的技術(shù)方案還在于采用了一種稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑 的制備方法，包括以下步驟，
(1) 用少量水溶解過氧化物，攪拌1一2小時；
(2) 在0—4(TC的溫度下加入有機(jī)酸的過渡金屬鹽、無機(jī)鹽，混合攪拌
1-2小時；
(3) 用其余水溶解氫氧化鈉、碳酸鈉或氫氧化鈉與碳酸鈉的混合物，然 后與步驟(2)所得的溶液混合，攪拌1-2小時即可制得降粘劑。
本發(fā)明的稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑是以過氧化物、有機(jī)酸過渡金屬 鹽、酸性無機(jī)鹽、堿性物質(zhì)及水為原料制備而成的。其中，過氧化物的作用 是提供氧，有機(jī)酸過渡金屬鹽起催化作用，促使過氧化物提供的氧與原油中 的長鏈烴、含S、 N原子的非烴以及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，酸性無機(jī)鹽是一 種質(zhì)子供體，參與到上述反應(yīng)中生成穩(wěn)定的物質(zhì)。本發(fā)明的氧化降粘劑可以 氧化稠油中的烴、含S、 N原子的非烴以及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，通過斷鏈改變稠油 結(jié)構(gòu)、從而降低原油粘度，同時氧化生成酸性物質(zhì)，通過加入堿性物質(zhì)，使 其成為具有表面活性劑作用的物質(zhì)，也起到降粘作用。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明的降 粘劑在IO(TC的溫度下與原油反應(yīng)24小時，降粘率可以達(dá)到99.9%。本發(fā)明 的降粘劑具有較高的降粘率，不僅適用于注汽溫度高的油井地層降粘，而且 在相對較低的溫度條件下也有很好的效果。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
本實(shí)施例中，取重量百分含量為1%的過氧化氫異丙苯(組分A)、 2%的油 酸錳(組分B)、 3%的磷酸二氫鈉(組分C) 、 2%的氫氧化鈉(組分0)及92%的水。 具體制備過程為(1)用少量水溶解過氧化氫異丙苯，攪拌2小時；(2)在 2(TC的溫度下加入油酸錳、磷酸二氫鈉，混合攪拌2小時；(3)用其余水溶 解氫氧化鈉，然后與步驟(2)所得的溶液混合，攪拌1. 5小時即可制得本發(fā) 明的氧化降粘劑。將制成的氧化降粘劑與稠油按3: 7的量放置在高溫高壓反 應(yīng)釜中，密封后升溫至IO(TC，恒溫24小時，緩慢降低溫度到室溫，倒出原說明書第4/5頁
油，測原油粘度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得降粘率為99. 9%。 實(shí)施例2
本實(shí)施例中，取重量百分含量為5%的過氧乙酸(組分A) 、 5%的硬脂酸鋅(組 分B)、 4%的磷酸二氫鉀(組分C) 、 3%的氫氧化鈉(組分0)及83%水。具體制備 過程為(1)用少量水溶解過氧乙酸，攪拌1.5小時；(2)在30。C的溫度下 加入硬脂酸鋅、磷酸二氫鉀，混合攪拌1.5小時；(3)用其余水溶解氫氧化 鈉，然后與步驟(2)所得的溶液混合，攪拌1.5小時即可制得本發(fā)明的氧化 降粘劑。將制成的氧化降粘劑與稠油按3: 7的量放置在高溫高壓反應(yīng)釜，密 封后升溫至10(TC，恒溫24小時，緩慢降低溫度到室溫，倒出原油，湖順、油 粘度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得降粘率為99. 8°/0。
實(shí)施例3
本實(shí)施例中，取重量百分含量為7%的叔丁基過氧化氫(組分A)、 8%的亞 油酸鋅(組分B)、 5%的磷酸二氫鉀(組分0、 5%的碳酸鈉(組分0)及75%水。 具體制備過程為(1)用少量水溶解叔丁基過氧化氫，攪拌2小時；(2)在 3(TC的溫度下加入亞油酸鋅、磷酸二氫鉀，混合攪拌2小時；(3)用其余水 溶解碳酸鈉，然后與步驟(2)所得的溶液混合，攪拌2小時即可制得本發(fā)明 的氧化降粘劑。將制成的氧化降粘劑與稠油按3: 7的量放置在高溫高壓反應(yīng) 釜，密封后升溫至10(TC，恒溫24小時，緩慢降低溫度到室溫，倒出原油， 測原油粘度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得降粘率為99. 9%。
現(xiàn)場配注方法根據(jù)擬實(shí)施井注汽量、層厚計算所需催化劑的總量，而 后按前述配方比例計算所需各段塞各組份的用量。配液時，先將計算量的水 加入帶電動攪拌裝置的10m3配液池中，開動攪拌機(jī)，在攪拌條件下加入計算 量的過氧化氫異丙苯，攪拌均勻后用水泥車注入地層；然后將計算量的水加 入帶電動攪拌裝置的10m3配液池中，開動攪拌機(jī)，在攪拌條件下加入油酸錳 攪拌均勻，然后再加入磷酸二氫鈉的水溶液，混合均勻后，加入氫氧化鈉固 體顆粒，調(diào)整pH值到規(guī)定范圍(9-12)后，用滴注泵將所配溶液擠入地層，待 注汽完燜井后恢復(fù)生產(chǎn)。
7最后所應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案， 盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 理解依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和 范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1. 一種稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑，其特征在于包括有組分A、組分B、組分C、組分D和水，其中，組分A為過氧化物，組分B為有機(jī)酸的過渡金屬鹽，組分C為水解產(chǎn)物顯示酸性的無機(jī)鹽，組分D為堿性物質(zhì)；各組分的重量百分含量為組分A 0.5—10％、組分B 0.5—10％、組分C 0.1—8％、組分D 0.1—5％、其余為水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑，其特征在于-所述的組分A，即過氧化物為雙氧水、過氧乙酸、叔丁基過氧化氫或其他有機(jī) 過氧化物中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑，其特征在于 所述組分B，即有機(jī)酸的過渡金屬鹽，其中的有機(jī)酸為來自植物和礦物中提取 酸或合成酸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑，其特征在于所述的有機(jī)酸優(yōu)選為椰油酸、油酸、亞油酸、硬脂酸、環(huán)烷酸的一種或幾種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑，其特征在于 所述的過渡金屬為鈷、鎳、釩、鉬、錳和鋅的一種或幾種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑，其特征在于 所述的組分C，即無機(jī)鹽為鈉或鉀的磷酸鹽。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑，其特征在于 所述的無機(jī)鹽優(yōu)選磷酸二氫鹽。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑，其特征在于 所述的組分D，即堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、碳酸鈉或氫氧化鈉與碳酸鈉的混合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑，其特征在于 所述的堿性物質(zhì)優(yōu)選為氫氧化鈉。
10. —種如權(quán)利要求l一9中任一條所述的稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟，(1) 用少量水溶解過氧化物，攪拌1一2小時；(2) 在0—4(TC的溫度下加入有機(jī)酸的過渡金屬鹽、無機(jī)鹽，混合攪拌1-2小時；(3) 用其余水溶解氫氧化鈉、碳酸鈉或氫氧化鈉與碳酸鈉的混合物，然 后與步驟(2)所得的溶液混合，攪拌1-2小時即可制得降粘劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種稠油注蒸汽開采用氧化降粘劑及其制備方法，包括有組分A、組分B、組分C、組分D和水，其中，組分A為過氧化物，組分B為有機(jī)酸的過渡金屬鹽，組分C為水解產(chǎn)物顯示酸性的無機(jī)鹽，組分D為堿性物質(zhì)；各組分的重量百分含量為組分A 0.5-10％、組分B 0.5-10％、組分C 0.1-8％、組分D 0.1-5％、其余為水。本發(fā)明的氧化降粘劑可以氧化稠油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，通過斷鏈改變稠油結(jié)構(gòu)、從而降低原油粘度，同時氧化生成酸性物質(zhì)，通過加入堿性物質(zhì)，使其成為具有表面活性劑作用的物質(zhì)，也起到降粘作用。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明的降粘劑在100℃的溫度下與原油反應(yīng)24小時，降粘率可以達(dá)到99.9％。本發(fā)明的降粘劑具有較高的降粘率，不僅適用于注汽溫度高的油井地層降粘，而且在相對較低的溫度條件下也有很好的效果。
文檔編號C09K8/52GK101440275SQ20071018048
公開日2009年5月27日 申請日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者張文玉, 程紅曉, 趙長喜, 鄭延成 申請人:中國石化集團(tuán)河南石油勘探局