专利名称：一种降低原油粘度的方法
技术领域：
本发明涉及一种降低原油粘度的方法，尤其是一种通过催化氧化法降低原油的粘
度，从而提高原油采收率的方法。
背景技术：
石油的发现应运而生了采油技术，石油的供需矛盾推动了采油技术的发展。从依 靠天然能量进行一次采油技术的基础上，发展出了注水、注气的二次采油技术，使原油采收 率得到了一定程度的提高。然而二次采油后，油层中剩余的原油粘度大，吸附在砂岩颗粒孔 隙或地层的裂缝、孔洞中，仅通过注水、注气难以被驱替出来，且这部分原油占原始地质储 量的60% 70%，因此需要开发新的采油技术，即三次采油技术，以进一步提高原油采收 率。目前，三次采油技术主要包括化学法、混相法、热力法和微生物法等，此外还有其他方 法，例如 CN 1456787A提出一种用于开采稠油的化学热开采方法，将由H202与稠化剂(聚 丙烯酰胺)制成的氧化体系试剂和由联氨与稠化剂制成的还原体系试剂，注入地层。利用 它们在地层中化学反应产生的热量，使稠油降粘；同时，产生的气体起到气驱的作用，从而 提高稠油的采收率。该方法实质上仍是热力采油的一种，这种通过提高温度来降低稠油粘 度的方法，对于粘温性较好的原油作用不大，使得其应用领域较窄。 US 2007/0235187A1提出一种低温氧化提高原油采收率的方法，利用空气或氧气 为氧化剂，以铂、钯、铑、钌、锰等为催化剂，使重质油部分燃烧生成轻质油，降低其粘度；使 轻质油完全燃烧生成(A，作为气驱替气，提高了原油的采收率。该方法仍然需要外加热源， 以及选用贵金属催化剂，增加了操作成本，使得应用的可能性减小。 CN 132762A提出一种用于油田开发提高采收率的纳米膜驱油工艺技术，通过向注 入井注入纳米膜剂溶液，在油层中产生吸附、改变润湿性、扩散和毛细管自渗吸作用，达到 改善驱油效果、提高油藏采收率的目的。该工艺技术无需添加其他化学剂，前期投入少，驱 替工艺简单。但如何保证纳米级单层膜的稳定性，是推广该技术工艺的关键问题。
CN 1609405A提出一种超声波驱油方法，以井底的液体为介质，利用油井内的超声 波发生器发出超声波，对介质进行振荡，通过介质对油藏进行振荡洗涤，使藏油析出，继而 进行采收，提高采收率。但该方法需要增设超声波发生器，增加了投资和运行维护成本，不 易实现推广应用。
发明内容
本发明提供一种降低原油粘度的方法，利用催化氧化法对原油进行部分氧化，降 低其相对分子质量，从而降低原油的粘度，使其易于被驱替，进而提高采收率。
本发明还提供一种原油开采方法。 本发明提供的降低原油粘度的方法，包括在原油中注入水，加入催化剂和氧化 剂，混合均匀。
3
为了使原油反应充分，在注水原油中先加入催化剂和氧化剂中的一种，混合均匀
之后，再加入另一种，再混合均匀。 原油中注水的pH在2. 5 7. 5之间，优选4. 0 6. 0。 所说的氧化剂可以是双氧水、次氯酸钠、次氯酸钾、二氧化氯和臭氧中的一种，优 选双氧水。氧化剂的投加质量为原油中注水的质量的百万分之十至百万分之一千，优选为 百万分之五十至百万分之五百。 所说的催化剂可以选自I B、IIB、VIB、VIIB和VIII族的金属离子或选自Mn02、Ti02 和A1202金属氧化物中的一种，优选Fe2+、 Fe3+、 Mn2+、 Ni2+、 Co2+、 Cd2+、 Gu2+、 Ag+、 Cr3+和Zn2+中 的一种，特别优选Fe2+。 Fe2+催化剂可以由选自FeS04、 FeCl2、 Fe (N03) 2、 Fe3 (P04) 2、草酸亚铁 和柠檬酸亚铁等的铁盐提供，优选FeS04和FeCl"催化剂与氧化剂的物质的量比在0. 1 10. O之间，优选O. 5 2. 0。 本发明提供的原油开采方法，包括将上述催化剂水溶液和氧化剂水溶液按照所述 加入量随采油注水注入油藏地层中，与粘附在岩缝表面的原油发生氧化反应，使原油中的 大分子组分变小，从而提高原油采收率。 催化剂和氧化剂随采油注水注入原油，为了使原油反应充分，可以在原油中先加 入含催化剂的采油注水(或催化剂水溶液)，混合均匀之后，再加入含氧化剂的采油注水 (或氧化剂水溶液)，再混合均匀。 所说的采油注水可以是二次或三次采油注水。
本发明具有如下优点 1)、能够显著降低原油中大分子的相对分子质量，从而降低原油粘度，使其易于被 驱替，进而提高采收率； 2)、条件缓和，操作方便，投资和运行费用低；
3)、广泛适用于各种类型的油藏。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明，本发明要求保护范围包括但不局 限于实施例表示的范围。 原油粘度测定方法为毛细管粘度计法(GB265-88)。
相对分子质量测定方法为蒸气压渗透法。
实施例1取某一种运动粘度(50°C )为722. 6mm7s的原油20g和pH为5. 5的水180g于三 口烧瓶中，启动磁力搅拌器，将4. 0mL浓度为50g/L的FeS04水溶液加入到三口烧瓶，5min 后加入浓度为90g/L双氧水溶液1. 0ml，在5(TC下反应4h后停止搅拌，静置进行油水分离， 取上层原油测定粘度，粘度为584. 4mm7s，降粘率为19. 1%。
实施例2 取某一种运动粘度(50°C )为1164. 0mm7s的原油20g和pH为4. 0的水180g于 三口烧瓶中，启动磁力搅拌器，将4. 0mL浓度为40g/L的Fe (N03) 2水溶液加入到三口烧瓶， 5min后投加1. 0mL浓度为54g/L的次氯酸钾溶液，在8(TC下反应6h后停止搅拌，静置进行 油水分离，取上层原油测定粘度，粘度为907. 9mm7s，降粘率为22. 0%。
4
实施例3 取某一种运动粘度(50°C )为186. 6mm7s的原油20g和pH为6. 0的水180g于三 口烧瓶中，启动磁力搅拌器，将1.0mL浓度为36g/L的FeS04水溶液加入到三口烧瓶，5min 后投加1. OmL浓度为18g/L的次氯酸钠溶液，在室温下反应2h后停止搅拌，静置进行油水 分离，取上层原油测定粘度，粘度为152. 4mm7s，降粘率为17.8%。
实施例4 取某一种平均相对分子质量为836. 0的原油20g和pH为6. 0的水180g于三口烧 瓶中，启动磁力搅拌器，将4. OmL浓度为40g/L的Fe (N03) 2水溶液加入到三口烧瓶，5min后 投加1. OmL浓度为70g/L的次氯酸钠溶液，在7(TC下反应3h后停止搅拌，静置进行油水分 离，取上层原油测定相对分子质量，结果如表1所示。从表1可以看出，相对分子质量大于 1000的组分含量由24. 4%减少到20. 0%，相对分子质量小于500的组分含量由19. 4%增 加到24. 3%，平均相对分子质量为778. 5，降低了 6.9%。
表1催化氧化法处理前后原油相对分子质量分布变化
相对分子质量< 500500 1000> 1000平均
处理前19. 4%56. 2%24. 4%836. 0
处理后24. 3%55. 7%20. 0%778. 5 实施例5 取某一种平均相对分子质量为728. 0的原油20g和pH为6. 0的水180g于三口烧 瓶中，启动磁力搅拌器，将2. OmL浓度为60g/L的FeS04水溶液加入到三口烧瓶，5min后投 加1. OmL浓度为36g/L的次氯酸钾溶液，在4(TC下反应3h后停止搅拌，静置进行油水分离， 取上层原油测定相对分子质量，结果如表2所示。从表2可以看出，相对分子质量大于1000 的组分含量由13. 6%减少到10. 8%，相对分子质量小于500的组分含量由24. 8%增加到 31. 5%，平均相对分子质量为673. 5，降低了 7. 5%。
表2催化氧化法处理前后原油相对分子质量分布变化
相对分子质量< 500500 '1000> 1000平均
处理前24. 8%61.6%13.6%728. 0
处理后31. 5%57.7%10.8%673. 5 实施例6 取某一种平均相对分子质量为464. 8的原油20g和pH为6. 0的水180g于三口 烧瓶中，启动磁力搅拌器，将1. OmL浓度为30g/L的Fe(N03)2水溶液加入到三口烧瓶，5min 后投加1. OmL浓度为9g/L的双氧水溶液，在室温下反应5h后停止搅拌，静置进行油水分 离，取上层原油测定相对分子质量，结果如表3所示。从表3可以看出，相对分子质量大于 1000的组分含量由4. 7%减少到1. 6%，相对分子质量小于500的组分含量由64. 1%增加 到69. 3%，平均相对分子质量为415. 5，降低了 10. 6% 。
表3催化氧化法处理前后原油相对分子质量分布变化
5相对分子质量 < 500500 1000 > 1000 平均处理前 64.1% 31.2% 4.7% 464.8
处理后 69.3% 29.1% 1.6% 415.权利要求
一种降低原油粘度的方法，包括在原油中注入水，加入催化剂和氧化剂，混合均匀。
2. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，原油中注水的pH在2. 5 7. 5之间。
3. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的氧化剂是双氧水、次氯酸钠、次氯 酸钾、二氧化氯和臭氧中的一种。
4. 按照权利要求l所述的方法，其特征在于，氧化剂的投加量为原油中注水质量的 百万分之十至百万分之一千。
5. 按照权利要求l所述的方法，其特征在于，氧化剂的投加量为原油中注水质量的 百万分之五十至百万分之五百。
6. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的催化剂选自IB、 IIB、 VIB、 VIIB和 VIII族的金属离子或选自Mn02、Ti02和A1A金属氧化物中的一种。
7. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所说的催化剂选自Fe2+、 Fe3+、 Mn2+、 Ni2+、 Co2+、 Cd2+、 Cu2+、 Ag+、 Cr3+和Zn2+中的一种。
8. 按照权利要求l所述的方法，其特征在于，催化剂与氧化剂的物质的量的比为O. 1 10. 0。
9. 按照权利要求l所述的方法，其特征在于，催化剂与氧化剂的物质的量的比为O. 5 2. 0。
10. —种原油开采的方法，包括将氧化剂水溶液催化剂水溶液随采油注水注入油藏地 层中，与粘附在岩缝表面的原油发生氧化反应。
11. 按照权利要求io所述的方法，其特征在于，所说的采油注水是二次或三次采油注水。
12. 按照权利要求10所述的方法，其特征在于，所说的氧化剂是双氧水、次氯酸钠、次 氯酸钾、二氧化氯和臭氧中的一种。
13. 按照权利要求10所述的方法，其特征在于，所说的催化剂选自IB、 IIB、 VIB、 VIIB 和VIII族的金属离子或选自Mn02、Ti02和A1203金属氧化物中的一种。
14. 按照权利要求IO所述的方法，其特征在于，所说的催化剂选自Fe2+、Fe3+、Mn2+、Ni2+、 Co2+、 Cd2+、 Cu2+、 Ag+、 Cr3+和Zn2+中的一种。
全文摘要
本发明提供一种降低原油粘度的方法，包括在原油中注入水，加入催化剂和氧化剂，混合均匀。本发明利用催化氧化法对原油进行部分氧化，降低其相对分子质量，从而降低原油的粘度，使其易于被驱替，进而提高采收率。
文档编号C09K8/58GK101737025SQ20081022692
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者侯钰, 李本高, 桑军强, 秦冰 申请人:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院