本发明涉及乳化降粘领域，具体地，涉及一种乳化降粘剂及该乳化降粘剂的制备方法和应用，以及采用该乳化降粘剂进行稠油乳化降粘的方法。
背景技术：
稠油是指50℃条件下粘度大于50mPa.s的原油。由于稠油粘度大，导致流动性差，给稠油的开采、举升和集输过程带来许多不利的影响。乳化降粘是采用外加表面活性剂将稠油与表面活性剂水溶液形成“水包油”型乳状液，从而降低原油粘度，改善稠油流动性的一种降粘方法。
稠油开发在我国的油气开发中占有一定的比重，辽河油田、胜利油田、新疆油田、中原油田以及江苏油田均存在稠油分布。稠油开采占整体石油开采比重也在增加。改善稠油的流动性是稠油开采、举升以及集输过程的关键技术。乳化降粘能够实现稠油在低温条件下的“冷采”，井筒举升及低温输送。乳化降粘对于提高稠油油藏开发效果，提高经济效益具有重要作用。
CN103320110A公开了一种稠油和超稠油开采用纳米复合型耐高温助采剂及其制备方法。其由改性纳米无机助剂、石油磺酸盐、降粘剂、乳化剂、表面润湿剂、渗透剂、高分子改性剂、催化剂制备而成。其主要成分为纳米SiO2、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂及高分子聚合物。降粘剂可以在高温条件下进行稠油降粘。
CN102618245A公开了一种乳化降粘剂和用途。降粘剂主要由十二烷基磺酸钠、磺酸盐型阴离子表面活性剂、烷基苯磺酸盐型阴离子表面活性剂和羧酸盐型阴离子表面活性剂组成。该降粘剂可以实现矿化度20000mg/L条件下对普通稠油和超稠油乳化降粘。
CN102604618A公开了一种稠油冷采地层原油降粘剂，应用于油田稠油冷采的地层原油处理，提高地层原油流动性。降粘剂由N,N-油酰双牛磺酸钠、月桂酰基甲基牛磺酸钠、仲烷基硫酸钠、乳化剂OPE-12、油酸钠和氢氧化钠组成。
含蜡稠油是一种特殊类型的稠油，由于稠油中蜡的含量高，导致这类稠油不仅粘度高，而且凝点高。由于其中含有大量的蜡组分，这类稠油难以乳化降粘，而且更易于形成“油包水”型乳状液。已有的稠油乳化降粘剂主要是以阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂及助表面活性剂以及pH值调节剂、聚合物等组成。这类乳化降粘剂对于相适应的普通稠油及超稠油均具有好的降粘效果，但对于高含蜡稠油乳化降粘适应性差、且不适用于含高钙、镁离子地层水的稠油乳化降粘。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术的上述缺陷，提供一种新的乳化降粘剂，该乳化降粘剂不仅适用于高含蜡稠油乳化降粘，也可应用于含蜡低的普通稠油和超稠油进行乳化降粘，而且对于含高钙、镁离子的地层水的稠油具有极好的适应性。
本发明的发明人在研究中发现，乳化降粘剂含有阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、醇和高分子聚合物，可使乳化降粘剂适用于高含蜡稠油乳化降粘，也可应用于含蜡低的普通稠油和超稠油进行乳化降粘，而且对于含高钙、镁离子的地层水的稠油具有极好的适应性。
因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种乳化降粘剂，所述乳化降粘剂含有阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、醇和高分子聚合物。
优选地，所述乳化降粘剂还含有水。
优选地，以所述乳化降粘剂的重量为基准，所述阳离子表面活性剂的含量为0.05-5重量％，所述非离子表面活性剂的含量为0.01-1重量％，所述醇的含量为0.01-0.2重量％，所述高分子聚合物的含量为0.01-1重量％，余量为水；更优选地，以所述乳化降粘剂的重量为基准，所述阳离子表面活性剂的含量为0.1-0.8重量％，所述非离子表面活性剂的含量为0.05-0.2重量％，所述醇的含量为0.05-0.1重量％，所述高分子聚合物的含量为0.05-0.2重量％，余量为水。
优选地，所述阳离子表面活性剂为烷基三甲基氯化胺和/或烷基三甲基溴化胺，所述烷基的碳原子数为3-20，更优选为12-18；所述阳离子表面活性剂更进一步优选为十二烷基三甲基氯化胺、十四烷基三甲基氯化胺，十六烷基三甲基氯化胺和十八烷基三甲基氯化胺中的至少一种。
优选地，所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧丙烯醚中的至少一种。烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧丙烯醚的烷基的碳原子数优选为5-15，更优选为7-10，烷基酚聚氧乙烯醚的聚氧乙烯、烷基酚聚氧丙烯醚的聚氧丙烯的聚合度优选为5-20，更优选为7-15；脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚的烷基的碳原子数优选为5-20，更优选为8-14，脂肪醇聚氧乙烯醚的聚氧乙烯、脂肪醇聚氧丙烯醚的聚氧丙烯的聚合度优选为3-20，更优选为7-15。
优选地，所述醇为一元醇，所述醇的碳原子数为1-12，更优选为2-6，所述醇更进一步优选为乙醇和/或丁醇。
优选地，所述高分子聚合物为聚丙烯酰胺、黄原胶、羧甲基纤维素、硬葡聚糖和聚乙烯醇中的至少一种。所述聚丙烯酰胺的粘均分子量优选为500×104-3000×104。
优选地，所述水的矿化度为0-25×104mg/L，钙镁离子含量为0-2×104mg/L。
第二方面，本发明提供了如上所述的乳化降粘剂的制备方法，所述方法包括：将阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、醇和高分子聚合物完全溶解在水中。
优选地，所述溶解的方式包括：在搅拌条件下，将高分子聚合物加入部分水中，搅拌至充分溶解，然后再加入阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和醇，并加入余量水，搅拌至完全溶解。
第三方面，本发明提供了如上所述的乳化降粘剂在稠油乳化降粘中的应用。
优选地，所述稠油中蜡含量为5-25重量％。
第四方面，本发明提供了一种稠油乳化降粘的方法，所述方法包括：将乳化降粘剂与稠油接触，所述乳化降粘剂为如上所述的乳化降粘剂。
优选地，所述接触的条件包括：在25-200℃下，更优选在40-60℃下恒温2-240min，更优选90-150min，然后搅拌10-20min。
优选地，所述乳化降粘剂的用量为所述稠油的30重量％以上，更优选为30-70重量％。
优选地，所述稠油中蜡含量为5-25重量％。
本发明的乳化降粘剂，能够有效降低稠油的粘度，尤其适用于高含蜡稠油，也可应用于含蜡低的普通稠油和超稠油，而且对于含高钙、镁离子的地层水的稠油具有极好的适应性。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
一方面，本发明提供了一种乳化降粘剂，该乳化降粘剂含有阳离子表面 活性剂、非离子表面活性剂、醇和高分子聚合物。
本领域技术人员应该理解的是，乳化降粘剂在实际使用时，应将各组分充分溶解在水中使用，因此，优选地，本发明的乳化降粘剂还含有水。
本发明中，优选地，以乳化降粘剂的重量为基准，阳离子表面活性剂的含量为0.05-5重量％，非离子表面活性剂的含量为0.01-1重量％，醇的含量为0.01-0.2重量％，高分子聚合物的含量为0.01-1重量％，余量为水；更优选地，以乳化降粘剂的重量为基准，阳离子表面活性剂的含量为0.1-0.8重量％，非离子表面活性剂的含量为0.05-0.2重量％，醇的含量为0.05-0.1重量％，高分子聚合物的含量为0.05-0.2重量％，余量为水。在上述优选情况下，能够更有效地降低稠油的粘度。
本发明中，阳离子表面活性剂优选为烷基三甲基氯化胺和/或烷基三甲基溴化胺，烷基的碳原子数优选为3-20，更优选为12-18；阳离子表面活性剂更优选为十二烷基三甲基氯化胺、十四烷基三甲基氯化胺，十六烷基三甲基氯化胺和十八烷基三甲基氯化胺中的至少一种。在该优选情况下，能够更有效地降低稠油的粘度。
本发明中，非离子表面活性剂优选为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧丙烯醚中的至少一种。其中，烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧丙烯醚的烷基的碳原子数优选为5-15，更优选为7-10，烷基酚聚氧乙烯醚的聚氧乙烯、烷基酚聚氧丙烯醚的聚氧丙烯的聚合度优选为5-20，更优选为7-15，例如，可以选用江苏海安石油化工厂生产的NP-7、NP-10、NP-15、OP-7、OP-10、OP-15等。脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚的烷基的碳原子数优选为5-20，更优选为8-14，脂肪醇聚氧乙烯醚的聚氧乙烯、脂肪醇聚氧丙烯醚的聚氧丙烯的聚合度优选为3-20，更优选为7-15，例如，可以选用江苏海安石油化工厂生产的AEO-7、AEO-9、AEO-13、JFC-4、JFC-6等。
本发明中，醇优选为一元醇，醇的碳原子数优选为1-12，更优选为2-6，醇更进一步优选为乙醇和/或丁醇。
本发明中，高分子聚合物优选为聚丙烯酰胺、黄原胶、羧甲基纤维素、硬葡聚糖和聚乙烯醇中的至少一种，聚丙烯酰胺的粘均分子量优选为500×104-3000×104。对于羧甲基纤维素、硬葡聚糖和聚乙烯醇，可以采用本领域常用的羧甲基纤维素、硬葡聚糖和聚乙烯醇。
本发明的乳化降粘剂对于含高钙、镁离子的地层水的稠油具有极好的适应性，即不会由于地层水中的高含量的钙、镁离子而失效，因此，对于本发明的乳化降粘剂中的水的要求比较宽泛，例如，水的矿化度可以为0-25×104mg/L，钙镁离子含量可以为0-2×104mg/L。本发明中，钙镁离子含量指的是钙离子和镁离子的总的含量。本发明的水可以为蒸馏水、油田注入水、油田产出水等。
第二方面，本发明提供了如上所述的乳化降粘剂的制备方法，该方法包括：将阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、醇和高分子聚合物完全溶解在水中。
本发明中，对于溶解的具体方式无特殊要求，可以采用本领域技术人员所能想到的各种方式，只要将阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、醇和高分子聚合物按各自的量完全溶解在水中即可得到本发明的乳化降粘剂。由于高分子聚合物比较难溶，因此，例如，可以采用如下方式进行溶解以制备本发明的乳化降粘剂：在搅拌条件下，将高分子聚合物加入部分水中，搅拌至充分溶解，然后再加入阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和醇，并加入余量水，搅拌至完全溶解。
本领域技术人员应该理解的是，“充分溶解”即是指溶解后不存在可见的不溶物，“完全溶解”即是指全部溶解掉。
本发明中，搅拌一般是指在200-400rpm下搅拌。
本领域技术人员应该理解的是，为了使高分子聚合物更好地溶解，在加入高分子聚合物时优选缓慢加入。部分水一般为水总量的1/3-2/3。搅拌至充分溶解，一般在常温下，例如15-30℃下，搅拌3.5-4.5小时，即可充分溶解。搅拌至完全溶解，一般在常温下，例如15-30℃下，搅拌20-30min，即可完全溶解。
第三方面，本发明提供了如上所述的乳化降粘剂在稠油乳化降粘中的应用。
本发明的乳化降粘剂不仅能够对含蜡低的普通稠油和超稠油进行乳化降粘，而且还适用于高含蜡稠油乳化降粘，高含蜡稠油中蜡含量一般为5-25重量％。而且，本发明的乳化降粘剂对于含高钙、镁离子的地层水的稠油具有极好的适应性。
第四方面，本发明提供了一种稠油乳化降粘的方法，该方法包括：将乳化降粘剂与稠油接触，乳化降粘剂为如上所述的乳化降粘剂。
本发明旨在通过特定的乳化降粘剂进行稠油的乳化降粘，因此，对于乳化降粘的具体方法无特殊要求，可以采用本领域常用的各种方法，例如，乳化降粘剂与稠油接触的条件可以包括：在25-200℃下，优选在40-60℃下恒温2-240min，优选90-150min，然后搅拌10-20min。
由于本发明的乳化降粘剂可以在高达200℃的温度下与稠油接触进行乳化降粘，因此，本发明的乳化降粘剂能够适用于高温稠油的乳化降粘。
本发明中，乳化降粘剂的用量优选为稠油的30重量％以上，更优选为30-70重量％。
如前所述，本发明的乳化降粘剂适用于高含蜡稠油乳化降粘，高含蜡稠油中蜡含量一般为5-25重量％。
实施例
以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。
在以下实施例和对比例中：
粘度的测定：在50℃下采用Brookfield DV-II粘度计，在剪切速率为7.34S-1的条件下进行测定。
实施例1
本实施例用于说明本发明的乳化降粘剂和稠油乳化降粘的方法。
(1)取50g水(矿化度：160000mg/L，其中Ca2+浓度：10000mg/L，Mg2+浓度：10000mg/L)，在400rpm搅拌下缓慢加入0.05g聚丙烯酰胺(粘均分子量为1000×104，水解度为20％)，在25℃下搅拌4h，加入0.1g阳离子表面活性剂十八烷基三甲基氯化胺，加入0.05g壬基酚聚氧乙烯醚(聚氧乙烯的聚合度为10)，再加入0.05g乙醇，加水至100g，搅拌至完全溶解，得到乳化降粘剂A1。
(2)在200mL烧杯中，取30g乳化降粘剂A1加入到70g江苏油田含蜡稠油(50℃粘度9630mPa.s、蜡含量25重量％，原油中蜡含量按照SY/T0537-2008测定)，将烧杯放置于50℃水浴中恒温2h，搅拌10分钟，稠油均匀乳化，然后在50℃下测定粘度为65mPa.s。
实施例2
本实施例用于说明本发明的乳化降粘剂和稠油乳化降粘的方法。
(1)取50g蒸馏水(矿化度：0mg/L，其中Ca2+浓度：0mg/L，Mg2+浓度：0mg/L)，在300rpm搅拌下缓慢加入0.2g聚丙烯酰胺(粘均分子量500×104，水解度为25％)，在15℃下搅拌4.5h，加入0.8g阳离子表面活性剂十二烷基三甲基氯化胺，加入0.2g辛基酚聚氧丙烯醚(聚氧丙烯的聚合度为15)，再加入0.1g丁醇，加水至100g，搅拌至完全溶解，得到乳化降粘剂 A2。
(2)在200mL烧杯中，取30g乳化降粘剂A2加入到70g中原油田含蜡稠油(50℃粘度98000mPa.s、蜡含量13％，原油中蜡含量按照SY/T0537-2008测定)，将烧杯放置于40℃水浴中恒温2.5h，搅拌15分钟，稠油均匀乳化，然后在50℃下测定粘度为35mPa.s。
实施例3
本实施例用于说明本发明的乳化降粘剂和稠油乳化降粘的方法。
(1)取50g水(矿化度：250000mg/L，其中Ca2+浓度：18000mg/L，Mg2+浓度：2000mg/L)，在200rpm搅拌下缓慢加入0.1g聚丙烯酰胺(粘均分子量为3000×104，水解度20％)，在30℃下搅拌3.5h，加入0.4g阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化胺，加入0.1g十二醇聚氧乙烯醚(聚氧乙烯的聚合度为13)，再加入0.08g丁醇，加水至100g，搅拌至完全溶解，得到乳化降粘剂A3。
(2)在200mL烧杯中，取70g乳化降粘剂A3加入到100g中原油田含蜡稠油(50℃粘度36000mPa.s、蜡含量5重量％，原油中蜡含量按照SY/T0537-2008测定)，将烧杯放置于60℃水浴中恒温1.5h，搅拌20分钟，稠油均匀乳化，然后在50℃下测定粘度为52mPa.s。
实施例4
本实施例用于说明本发明的乳化降粘剂和稠油乳化降粘的方法。
按照实施例1制备乳化降粘剂，不同的是，阳离子表面活性剂十八烷基三甲基氯化胺的用量为0.05g，得到乳化降粘剂A4。采用乳化降粘剂A4按照实施例1的方法对实施例1中的稠油进行乳化降粘，然后在50℃下测定粘度为160mPa.s。
实施例5
本实施例用于说明本发明的乳化降粘剂和稠油乳化降粘的方法。
按照实施例1制备乳化降粘剂，不同的是，壬基酚聚氧乙烯醚的用量为0.01g，得到乳化降粘剂A5。采用乳化降粘剂A5按照实施例1的方法对实施例1中的稠油进行乳化降粘，然后在50℃下测定粘度为129mPa.s。
实施例6
本实施例用于说明本发明的乳化降粘剂和稠油乳化降粘的方法。
按照实施例1制备乳化降粘剂，不同的是，乙醇的用量为0.01g，得到乳化降粘剂A6。采用乳化降粘剂A6按照实施例1的方法对实施例1中的稠油进行乳化降粘，然后在50℃下测定粘度为167mPa.s。
实施例7
本实施例用于说明本发明的乳化降粘剂和稠油乳化降粘的方法。
按照实施例1制备乳化降粘剂，不同的是，聚丙烯酰胺的用量为0.01g，得到乳化降粘剂A7。采用乳化降粘剂A7按照实施例1的方法对实施例1中的稠油进行乳化降粘，然后在50℃下测定粘度为220mPa.s。
实施例8
本实施例用于说明本发明的乳化降粘剂和稠油乳化降粘的方法。
按照实施例1制备乳化降粘剂，不同的是，将十八烷基三甲基氯化胺替换为十烷基三甲基氯化胺，得到乳化降粘剂A8。采用乳化降粘剂A8按照实施例1的方法对实施例1中的稠油进行乳化降粘，然后在50℃下测定粘度为460mPa.s。
实施例9
本实施例用于说明本发明的乳化降粘剂和稠油乳化降粘的方法。
按照实施例1制备乳化降粘剂，不同的是，将壬基酚聚氧乙烯醚(聚氧乙烯的聚合度为10)替换为己基酚聚氧乙烯醚(聚氧乙烯的聚合度为5)，得到乳化降粘剂A9。采用乳化降粘剂A9按照实施例1的方法对实施例1中的稠油进行乳化降粘，然后在50℃下测定粘度230mPa.s。
实施例10
本实施例用于说明本发明的乳化降粘剂和稠油乳化降粘的方法。
按照实施例3制备乳化降粘剂，不同的是，将十二醇聚氧乙烯醚(聚氧乙烯的聚合度为13)替换为庚醇聚氧乙烯醚(聚氧乙烯的聚合度为5)，得到乳化降粘剂A10。采用乳化降粘剂A10按照实施例3的方法对实施例3中的稠油进行乳化降粘，然后在50℃下测定粘度为280mPa.s。
实施例11
本实施例用于说明本发明的乳化降粘剂和稠油乳化降粘的方法。
按照实施例1制备乳化降粘剂，不同的是，将聚丙烯酰胺(粘均分子量为1000×104，水解度为20％)替换为聚丙烯酰胺(粘均分子量为300×104，水解度为20％)，得到乳化降粘剂A12。采用乳化降粘剂A12按照实施例1的方法对实施例1中的稠油进行乳化降粘，然后在50℃下测定粘度为160mPa.s。
将实施例1分别与实施例4-7进行比较可以看出，以乳化降粘剂的重量为基准，阳离子表面活性剂的含量为0.1-0.8重量％，非离子表面活性剂的含量为0.05-0.2重量％，醇的含量为0.05-0.1重量％，高分子聚合物的含量为 0.05-0.2重量％，余量为水，能够进一步降低稠油的粘度。
将实施例1与实施例8进行比较可以看出，阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化胺、十四烷基三甲基氯化胺，十六烷基三甲基氯化胺和十八烷基三甲基氯化胺中的至少一种，能够进一步降低稠油的粘度。
将实施例1与实施例9进行比较，将实施例3与实施例10进行比较，可以看出，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧丙烯醚中的至少一种，其中，烷基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧丙烯醚的烷基的碳原子数为7-10，烷基酚聚氧乙烯醚的聚氧乙烯、烷基酚聚氧丙烯醚的聚氧丙烯的聚合度为7-15，脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧丙烯醚的烷基的碳原子数为8-14，脂肪醇聚氧乙烯醚的聚氧乙烯、脂肪醇聚氧丙烯醚的聚氧丙烯的聚合度为7-15，能够进一步降低稠油的粘度。
将实施例1与实施例11进行比较可以看出，高分子聚合物为聚丙烯酰胺、黄原胶、羧甲基纤维素、硬葡聚糖和聚乙烯醇中的至少一种，聚丙烯酰胺的粘均分子量优为500×104-3000×104，能够进一步降低稠油的粘度。
本发明的乳化降粘剂，能够有效降低稠油的粘度，尤其适用于高含蜡稠油，也可应用于含蜡低的普通稠油和超稠油，而且对于含高钙、镁离子的地层水的稠油具有极好的适应性。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。