稠油開采用活性型催化降粘劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及降粘劑技術(shù)領(lǐng)域，是一種稠油開采用活性型催化降粘劑及其制備方法 和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于稠油中膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高導(dǎo)致其粘度高、密度大、流動性很差，給其開采和輸 送帶來了很大困難。目前，稠油開采的主要方法為摻稀油、乳化降粘與熱力開采法，摻稀 油、乳化降粘主要應(yīng)用于井筒降粘，對于超稠油和特稠油的開采主要以蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū) 法進(jìn)行，雖然采用注入熱介質(zhì)的方法可以降低原油粘度，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，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。近年來開展了在入井蒸汽中有意加入催化劑借助于蒸汽溫度與稠油中 某些組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使部分大分子裂解為小分子以降低稠油的粘度的地層催化降粘的 研宄。目前主要的催化降粘方法的研宄有氧化催化降粘和水熱催化降粘，其中氧化催化降 粘是借助于加入含氧化物或空氣在催化劑作用下氧化稠油中的部分物質(zhì)以達(dá)到降粘目的 (CN101440275B)，但在水熱催化方面，目前常采用的主催化劑還是以無機(jī)過渡金屬鹽、季銨 鹽、有機(jī)絡(luò)合鹽或小分子的有機(jī)金屬鹽。無機(jī)鹽、小分子季銨鹽的親水性強(qiáng)、親油性差，與原 油混溶效果差，致使催化劑與稠油接觸不夠充分；小分子的有機(jī)鹽和絡(luò)合物的親油親水活 性不足導(dǎo)致催化劑在水/油兩相中的相溶性差，活性不能有效發(fā)揮，催化效果降低。另外， 稠油中重質(zhì)組分含量高，含有大量的非烴組分，與地層礦物表面吸附能力強(qiáng)，當(dāng)注入的小分 子催化劑進(jìn)入地層后，即使在蒸汽加熱條件下小分子物質(zhì)也無法有效分散稠油，原油難以 從礦物表面剝離下來，因此單靠小分子的催化改質(zhì)降粘，其開采效果尤顯不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種稠油開采用活性型催化降粘劑及其制備方法和應(yīng)用，克服了上 述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有降粘劑降粘效果差的問題。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種稠油開采用活性型催化降 粘劑，結(jié)構(gòu)通式為：[R-0-(E0)mCH2C02]2M，其中，R為碳原子數(shù)12至18的直鏈或支鏈烷基， EO為氧乙烯基，m為氧乙烯數(shù)，m為2至6之間的整數(shù);M為鎳離子或錳離子或銅離子或鋅 離子。
[0005] 下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案之一的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)： 上述稠油開采用活性型催化降粘劑按下述方法得到：第一步，在反應(yīng)釜中加入長鏈脂 肪醇和催化劑并混合均勻，催化劑按長鏈脂肪醇質(zhì)量的0. 3至1%的量加入，加入長鏈脂肪 醇和催化劑后隊吹掃反應(yīng)釜置換空氣并抽真空，在絕對壓力5kPa至30kPa下，按ImoL長鏈 脂肪醇中加入2m〇L至6m〇L的環(huán)氧乙烷計，向反應(yīng)釜中通入環(huán)氧乙烷并混合均勾，在溫度為 120°C至140°C下攪拌反應(yīng)4h至8h，反應(yīng)后得到脂肪醇醚；第二步，按0.ImoL脂肪醇醚計， 取0?ImoL脂肪醇醚置于容器中，加入20mL至40mL異丙醇或無水乙醇、0? 20moL至0? 26moL 氫氧化鈉攪拌反應(yīng)〇? 5h至3h，將0?ImoL至0? 13moL氯乙酸配成質(zhì)量百分比為20%至50% 的氯乙酸水溶液，攪拌反應(yīng)后加入配好的氯乙酸水溶液在溫度為70°C至90°C下反應(yīng)8h至 16h;第三步，反應(yīng)后加入0? 10moL至0? 2moL過渡金屬硫酸鹽繼續(xù)反應(yīng)5h至10h，反應(yīng)后再 加入100mL至200mL的甲苯作為帶水劑，回流反應(yīng)3h至8h進(jìn)行脫水處理，脫水處理后過濾 得到濾液和濾餅；第四步，濾餅用無水乙醇洗滌3次至5次，洗滌后將洗滌液和濾液合并后 經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、干燥后，得到稠油開采用活性型催化降粘劑。
[0006] 上述長鏈脂肪醇為碳原子數(shù)為12至20的直鏈飽和醇和碳原子數(shù)為12至20的0 位取代支鏈醇中的一種以上；或/和，飽和醇為十二醇、十四醇、十六醇和十八醇中的一種 以上；或/和，稠油開采用活性型催化降粘劑中溶劑的質(zhì)量百分含量小于等于5%。
[0007] 上述催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、甲醇鈉和乙醇鈉中的一種以上；或/和，過渡 金屬硫酸鹽為硫酸鎳或硫酸錳或硫酸銅或硫酸鋅；或/和，催化劑優(yōu)選為甲醇鈉和乙醇鈉 中的一種以上；或/和，第一步和第二步中，攪拌速率均為50轉(zhuǎn)/分至200轉(zhuǎn)/分。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案之二是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種稠油開采用活性型催化降 粘劑的制備方法，按下述步驟進(jìn)行：第一步，在反應(yīng)釜中加入長鏈脂肪醇和催化劑并混合均 勻，催化劑按長鏈脂肪醇質(zhì)量的0. 3至1%的量加入，加入長鏈脂肪醇和催化劑后N2吹掃反 應(yīng)爸置換空氣并抽真空，在絕對壓力5kPa至30kPa下，按ImoL長鏈脂肪醇中加入2moL至 6m〇L的環(huán)氧乙烷計，向反應(yīng)釜中通入環(huán)氧乙烷并混合均勻，在溫度為120°C至140°C下攪拌 反應(yīng)4h至8h，反應(yīng)后得到脂肪醇醚；第二步，按0.ImoL脂肪醇醚計，取0.ImoL脂肪醇醚 置于容器中，加入20mL至40mL異丙醇或無水乙醇、0? 20moL至0? 26moL氫氧化鈉攪拌反應(yīng) 0? 5h至3h，將0?ImoL至0? 13moL氯乙酸配成質(zhì)量百分比為20%至50%的氯乙酸水溶液，攪 拌反應(yīng)后加入配好的氯乙酸水溶液在溫度為70°C至90°C下反應(yīng)8h至16h;第三步，反應(yīng)后 加入0? 10moL至0? 2moL過渡金屬硫酸鹽繼續(xù)反應(yīng)5h至10h，反應(yīng)后再加入100mL至200mL 的甲苯作為帶水劑，回流反應(yīng)3h至8h進(jìn)行脫水處理，脫水處理后過濾得到濾液和濾餅；第 四步，濾餅用無水乙醇洗滌3次至5次，洗滌后將洗滌液和濾液合并后經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、干燥后， 得到稠油開采用活性型催化降粘劑。
[0009] 下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案之二的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)： 上述長鏈脂肪醇為碳原子數(shù)為12至20的直鏈飽和醇和碳原子數(shù)為12至20的0位取 代支鏈醇中的一種以上；或/和，飽和醇為十二醇、十四醇、十六醇和十八醇中的一種以上； 或/和，稠油開采用活性型催化降粘劑中溶劑的質(zhì)量百分含量小于等于5%。
[0010] 上述催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、甲醇鈉和乙醇鈉中的一種以上；或/和，過渡 金屬硫酸鹽為硫酸鎳或硫酸錳或硫酸銅或硫酸鋅；或/和，催化劑優(yōu)選為甲醇鈉和乙醇鈉 中的一種以上；或/和，第一步和第二步中，攪拌速率均為50轉(zhuǎn)/分至200轉(zhuǎn)/分。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)方案之三是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種稠油開采用活性型催化降 粘劑在稠油中的應(yīng)用。
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)方案之四是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種稠油開采用活性型催化降 粘劑在稠油中的應(yīng)用，將稠油開采用活性型催化降粘劑溶于甲醇水溶液或乙醇水溶液得到 催化降粘液，然后把催化降粘液加入稠油中并加入水混合均勻得到混合料，混合料在溫度 為180°C下進(jìn)行密閉反應(yīng)12h后得到降粘稠油，其中，混合料中的水為混合料質(zhì)量的30%，稠 油開采用活性型催化降粘劑的量為混合料中水質(zhì)量的〇. 5%。
[0013] 本發(fā)明得到的稠油開采用活性型催化降粘劑較現(xiàn)有技術(shù)降粘劑的降粘率有很大 幅度的提高，說明本發(fā)明稠油開采用活性型催化降粘劑的降粘效果好；本發(fā)明稠油開采用 活性型催化降粘劑適用于油井蒸汽吞吐油井的地層降粘，也適用于高溫蒸汽催化驅(qū)油。
【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實際情況來確定具體 的實施方式。
[0015] 實施例1，該稠油開采用活性型催化降粘劑，結(jié)構(gòu)通式為：[R-0-(E0)mCH2C02] 2M，其 中，R為碳原子數(shù)12至18的直鏈或支鏈烷基，EO為氧乙烯基，m為氧乙烯數(shù)，m為2至6之 間的整數(shù);M為鎳離子或錳離子或銅離子或鋅離子。
[0016] 實施例2,該稠油開采用活性型催化降粘劑按下述制備方法得到：第一步，在反 應(yīng)釜中加入長鏈脂肪醇和催化劑并混合均勻，催化劑按長鏈脂肪醇質(zhì)量的0. 3至1%的量 加入，加入長鏈脂肪醇和催化劑后隊吹掃反應(yīng)釜置換空氣并抽真空，在絕對壓力5kPa至 30kPa下，按ImoL長鏈脂肪醇中加入2moL至6moL的環(huán)氧乙燒計，向反應(yīng)爸中通入環(huán)氧乙燒 并混合均勻，在溫度為120°C至140°C下攪拌反應(yīng)4h至