本發(fā)明涉及用于降低重油粘度的組合物和方法。
背景技術(shù)：
：本說明書中對任何現(xiàn)有技術(shù)的提及不被并且不應(yīng)被當(dāng)成對如下的承認(rèn)或者任何形式的暗示：該現(xiàn)有技術(shù)形成澳大利亞或者任何其它管轄范圍中的部分公知常識，或者可合理地預(yù)計該現(xiàn)有技術(shù)被本領(lǐng)域技術(shù)人員確定、理解和視為相關(guān)的。從油井、地質(zhì)地層、罐或管系(pipeline)高效地采收和泵送重油具有巨大的商業(yè)意義。許多油井在油沉積物(石油礦床，oildeposit)變得太重而無法經(jīng)濟地采收時被放棄。在其它情況下，石油儲備(儲量，reserve)由于與重油的采收和/或泵送有關(guān)的困難和成本而擱置未開采。由于在地層中石蠟、瀝青質(zhì)、或者兩者的組合和其它有機物的重度集中，油田可變得極度粘稠。蠟堵(石蠟堵塞物，paraffinplug)使采油完全停止，直至它們被清除。實際上，這些沉積物可導(dǎo)致降低的油產(chǎn)量，出油管線(flowline)和井下管路(downholepiping)的結(jié)垢和由于如下而引起的提高的泵送成本：對高成本泵送裝備的需求，以及由泵送高粘度流體、和沉積物在裝備和管路中的累積而導(dǎo)致的磨損。油井還可隨著石蠟、硫、重油、和焦油副產(chǎn)物的累積而具有問題，所述累積可隨著重油的泵送或者輸送而引起斷斷續(xù)續(xù)的問題。這些殘渣可污染將油運送至地表的管線和污染在從井采收和輸送油中使用的泵、泵管線和罐。改善重油流動的一種方法涉及使用低閃點芳族和/或脂族石油烴或者鹵代烴的侵蝕性共混物。這些產(chǎn)品可或者可不包含用于容許所述產(chǎn)品與水混合和在水中乳化以提高清潔效率的表面活性劑。萜烯可商購獲得來用于該用途并且通常具有小于50℃的閃點。低閃點組分的使用由于這樣的危險物質(zhì)的可燃性分類而需要進行專門的布置來用于運輸和存儲。隨著將不斷增加的環(huán)境壓力推到石油工業(yè)上，開發(fā)和采用如下的井處理(作業(yè)，treatment)產(chǎn)品和方法已經(jīng)變得必要：其能夠以及時的方式起作用，其可為成本劃算的并且符合目前就位的更嚴(yán)格的控制措施。技術(shù)實現(xiàn)要素：我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，某些萜烯和餾出物的組合提供閃點比兩者中的任一組分高并且在降低重油粘度方面特別有效的混合物。我們提供用于降低重油粘度的組合物，其包括萜烯和石油餾出物的混合物，所述混合物具有至少95℃、例如在95℃-125℃或者95℃-110℃的范圍內(nèi)的閃點。所述萜烯組分典型地具有不大于50℃例如不大于40℃的閃點。所述餾出物成分(組合物，composition)優(yōu)選地具有不大于85℃的閃點。在進一步的實施方式中，我們提供降低重油粘度的方法，其包括向重油添加有效量、例如重油組合物的1％-50％體積的量和優(yōu)選地1％-30％(更優(yōu)選地5％-25％)體積的量的如上文中描述的組合物。在本申請的整個說明書和權(quán)利要求中，措辭“包括”以及該措辭的變型例如“包含”和“含(有)”不意圖排除其它添加劑、組分、整體(整數(shù))或步驟。具體實施方式所述組合物在降低重油粘度方面是有用的。存在大體上三種類別的重油：具有范圍為10-100cp的粘度的重油(a類)。典型地，在該類中的油具有在18°和25api之間的比重，和具有最高達10,000cp的粘度的超重油(b類)。典型地，超重油具有低于20api的比重。具有高于10,000cp的粘度的油砂和瀝青(c類)。特別的。典型地，這樣的油具有在7°-9api范圍內(nèi)的比重。油砂(該術(shù)語在本文中用于包括焦油砂和瀝青砂)是一種非常規(guī)石油沉積物(礦床，deposit)類型。油砂是松散的砂或者部分地固結(jié)的砂巖，其包含砂、粘土和水的天然存在的混合物，被在技術(shù)上稱作瀝青(或者由于其類似的外觀、氣味和顏色而被通俗地稱作焦油)的致密且極度粘稠形式的石油所飽和。在許多國家中報道了天然瀝青沉積物，但是其特別是在加拿大被極其大量地發(fā)現(xiàn)。所述組合物包括脂族石油餾出物。所述脂族餾出物優(yōu)選地包含c8-c16、更優(yōu)選地c11-c14脂族烴，所述脂族烴選自正烷烴、異烷烴和環(huán)狀脂族化合物(aliphatics)。所述餾出物典型地具有少于5％w/w的芳族化合物(芳烴，aromatics)例如不大于2％w/w的芳族化合物。優(yōu)選的脂族餾出物具有不大于85℃、最優(yōu)選地約80℃的閃點。所述組合物包括萜烯。優(yōu)選的萜烯選自單萜烯、倍半萜烯及其混合物并且為環(huán)狀脂族化合物。優(yōu)選的萜烯的具體實例可選自檸檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、莰烯、薄荷烯、松節(jié)油、月桂烯、β-丁香烯、和α-草烯、香葉醇、萜品醇、月桂烯、以及其兩種或更多種的混合物。在一種特別優(yōu)選的實施方式中，所述萜烯為檸檬烯例如d-檸檬烯。萜烯對餾出物的比率可考慮各自的具體組成和提供具有至少95℃例如在100℃-110℃范圍內(nèi)的閃點的混合物的期望而確定。典型地，萜烯對餾出物的體積比率在80:20-20:80范圍內(nèi)、更優(yōu)選20:80-50:50的萜烯:餾出物比率。在檸檬烯的情況下，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，20:80-50:50的檸檬烯:餾出物的體積比率是特別有用的，并且更優(yōu)選25:75-45:55。組合物的一個具體實例包含35％體積的d-檸檬烯和65％體積的餾出物。鑒于所述萜烯的閃點低于50℃且通常不大于45℃并且所述餾出物的閃點通常不大于85℃的事實，驚訝地發(fā)現(xiàn)，這兩種組分的組合可提供比兩者中的任一者高的閃點。該組合容許將所述組合物在針對沒有所述組分特別是萜烯危險的物質(zhì)所提供的條件下運輸和操作，并且通常容許所述組合物滿足與不太危險的物質(zhì)的運輸和操作有關(guān)的規(guī)章。如果期望的話，所述組合物可包含其它組分，但是優(yōu)選的是，萜烯和餾出物的混合物構(gòu)成所述組合物的至少90％和優(yōu)選地至少95％重量。在一組實施方式中，所述組合物包括不大于5％w/w的其它物質(zhì)例如表面活性劑以及包含選自硫和磷的一種或多種元素的組分。在一組實施方式中，所述組合物包括少于0.02％w/w的包括雜原子例如硫、磷、氧和氮的化合物。本發(fā)明包括降低重油粘度的方法，其包括提供包括萜烯和脂族烴的組合物，向重油添加有效量的如前文描述的組合物。所述組合物的量對于降低重油組合物的粘度將是有效的。粘度的期望降低將取決于初始粘度以及在從油井采收的過程中和/或在泵送過程中對所述油進行處理的條件例如壓力和溫度。在一組實施方式中，所述組合物是以重油組合物的1％-50％體積的量和優(yōu)選地以1％-30％(更優(yōu)選地2％-25％)體積的量添加的。所述方法可進一步包括從油井采收所述重油和/或泵送所述重油。所述組合物容許井和地質(zhì)地層中的重質(zhì)原油的變稀。以此方式使用所述組合物可容許采收重油，其否則不容易從井或地層采收。所述組合物可與井或地質(zhì)地層中的重油組合。在一組實施方式中，本發(fā)明提供使用泵送裝備泵送從地質(zhì)地層中的油井抽出的重油的方法，其包括將如前文中描述的組合物引入到所述井、地層、或裝備中。在一組實施方式中，所述重油具有大于100cps、優(yōu)選地大于1000cps和更優(yōu)選地大于5000cps的粘度。在優(yōu)選的一組實施方式中，所述重油具有至少5000cps的粘度并且所述組合物是以提供不大于1000cps的粘度的量添加的。在一組實施方式中，將所述組合物添加至不大于10°的api比重和所述組合物的該添加提供至少20°的api比重。所述組合物可用于額外地提供清潔效果。一般來說，包括較高比例的脂族餾出物的組合物呈現(xiàn)出增強的清潔效果。重油的采收、泵送和存儲常常與可中斷或者降低采油或泵送能力的殘渣例如瀝青質(zhì)的累積有關(guān)。用于降低累積的組合物可考慮在粘度降低和殘渣的清潔之間所需要的平衡而選擇。本發(fā)明的方法可提供在所述組分的比例方面的變化以通過提高所述脂族餾出物的比例而周期性地提供清潔。通常，相對高比例例如60％-80％體積的所述餾出物提供最有效的清潔。在進一步的實施方式中，將所述組合物添加至管道以清除管系中殘渣的堵塞或者累積。加拿大油砂中包含的粗瀝青被加拿大國家能源局(nationalenergyboardofcanada)描述為“比戊烷重的烴的高度粘稠的混合物，在其自然狀態(tài)下，其通常不能通過井以商業(yè)速率采收，因為其太稠而無法流動”。油砂儲備構(gòu)成了全球石油儲備的相當(dāng)大部分。例如，在加拿大，油砂構(gòu)成了加拿大1730億桶探明石油儲備的98％。從油砂生產(chǎn)的油經(jīng)常被稱作非常規(guī)油或者粗瀝青，以將其區(qū)別于從傳統(tǒng)油井生產(chǎn)的液態(tài)烴。約20％的油砂在地表75米內(nèi)并且可通過開挖而獲取。剩下的80％通常必須通過如下而抽出：鉆井并且使用蒸汽來將瀝青型油從砂分離(“油砂-加拿大、北美和全球市場的戰(zhàn)略性資源(oilsandsastrategicresourceforcanada,northamericaandtheglobalmarket)”加拿大政府2013年)。來自油砂的瀝青型油的泵送由于可高達至少100,000cps例如至少200,000cps的粘度而仍然是重大問題。在一種優(yōu)選實施方式中，將所述組合物與蒸汽一起共注入到重油沉積物例如油砂中。不希望受理論制約，我們相信，蒸汽輔助的所述組合物的遞送提供了所述油在所述組合物的蒸氣中的優(yōu)先溶解，這可導(dǎo)致重油、例如油砂的瀝青組分快得多的溶解。在該實施方式中，使用小于重油的10％、例如以所述油的體積計小于6％或者甚至低達約2–3％的量的所述組合物有時是足夠的。在一組實施方式中，將所述組合物與蒸汽一起在蒸汽輔助重力泄油(sagd)中使用。在sagd中，在油砂中鉆出通常大致水平的兩口井，一個優(yōu)選地處于地層中的較低位置處，和另一個比其高例如比其高約5米。在該井對中，將蒸汽和所述組合物共注入到上部井中；熱量使瀝青熔融并且容許其流入到下部井中，在下部井中將其泵送至地表。在一個實施方式中，將蒸汽和組合物加熱到至少120°、例如至少150℃或至少200℃的溫度。所述組合物的沸點容許其轉(zhuǎn)變成蒸氣并且在此狀態(tài)下，據(jù)信其在抽出(提取)油砂中的重油例如瀝青方面更有效。在進一步的實施方式中，將所述組合物添加到油井中的外部套管(outercasing)和生產(chǎn)油管(productiontubing)之間以改善流動。在進一步的實施方式中，將所述組合物與蒸汽一起添加至管系，其例如通過與蒸汽一起注入到管系的內(nèi)部中而進行。與蒸汽一起注入也可用于改善井下流動(flowdownhole)。油層的化學(xué)和物理致裂(fracking)或者壓裂(fracturing)是用于使地層張開以使更多的油流入到收集儲層(collectionreservoir)中的實踐。在一個實施方式中，將所述組合物在致裂中使用以提供來自壓裂的地層的油的更高產(chǎn)(富有成效的，productive)的流動。在一組實施方式中，將所述組合物作為在前的流動物(frontrunner)化學(xué)品引入至壓裂的地層。將所述組合物早些引入到剛產(chǎn)生的裂縫中可容許與如果在常規(guī)的致裂化學(xué)品之后使用相比大的采收率(采收量)。所述組合物還呈現(xiàn)優(yōu)異的破乳劑性質(zhì)。其因此可添加至重油的油包水組合物中以使乳液破裂和提供油水混合物的分離，所述油水混合物否則可為持久的和難以分離的。包含所述組合物的重油還通常呈現(xiàn)較低的在與水混合時形成難處理的乳液的傾向。因此，將所述組合物與蒸汽或者含水(水性，aqueous)組合物一起使用通常容許油相和水相在需要分離時更容易分離?，F(xiàn)在將參照以下實施例描述本發(fā)明。應(yīng)理解，實施例是作為對本發(fā)明的說明而提供的并且它們對于本發(fā)明的范圍絕不是限制性的。實施例當(dāng)在本文中在說明書和權(quán)利要求中涉及時，以下性質(zhì)如下測定：閃點指的是根據(jù)astmd92-05a測定的閃點，其使用開杯法；當(dāng)在本文中在說明書和權(quán)利要求中涉及時，粘度是在約15℃下測定的并且指的是布魯克菲爾德粘度。附圖說明在附圖中，圖1為顯示如實施例2中描述的粘度371,000cps的重油的粘度隨著表1組合物1的稀釋百分比的變化的圖。實施例1根據(jù)本發(fā)明的組合物是通過將各組分以表1中所示的以體積計的量組合而制備的。表1所述脂族餾出物包括c11-c14烴：正烷烴、異烷烴、環(huán)狀物，<2％芳族化合物；casno.64742-47-8；餾出物(石油)經(jīng)加氫處理的輕質(zhì)物。第1號組合物的閃點測得為105℃。各個組分具有以下所示的閃點：d80脂族餾出物80℃d-檸檬烯50℃實施例2該實施例展現(xiàn)通過本發(fā)明的組合物提供的重油的粘度降低。所述重油源自加拿大油田并且發(fā)現(xiàn)其具有371,000cps的粘度。將實施例1的組合物1與所述重油混合并且對于在所述重油組合物中組合物1的多種百分比，測定粘度。結(jié)果示于表2中。表2％組合物1粘度(cps溫度(℃)037100015.5123900014.7312000014.555638815.7101889614.71532151525661.115.230278.316.6粘度隨著稀釋百分比的變化示于圖中，該圖為圖1。當(dāng)前第1頁12