一种稠油乳化降粘剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种稠油乳化降粘剂，该降粘剂含有：非离子型表面活性剂、阴离子型低聚表面活性剂、醇和水，所述醇为C1-C8的醇，所述阴离子型低聚表面活性剂具有式(Ⅰ)所示的结构，其中，n为1-6中的任意整数，R为烷基，M为Li+、Na+和K+中的至少一种。本发明的稠油乳化降黏剂对稠油具有较好的降黏效果，且该降黏剂的抗盐性强、使用浓度低、成本低，使用时无需加碱，较适用于碱敏地层。
【专利说明】
一种稠油乳化降粘剂
技术领域
[0001] 本发明涉及一种稠油乳化降粘剂，具体地，涉及一种含有特定阴离子型低聚表面 活性剂的稠油乳化降粘剂。
【背景技术】
[0002] 乳化降黏法因具有现场实施可操作性强、技术灵活多样、对环境适应性强等特点 而成为目前开采稠油常用的方法。该方法主要是指通过乳化降黏剂在油水界面的吸附，降 低油水界面张力，使稠油从油包水的乳化状态转变为水包油乳状液，大幅度降低黏度，实现 正常开采。乳化降黏剂中一般都加入碱，以减少外加表面活性剂的用量，但这一方法并不适 用于碱敏地层。
[0003] -方面，随着稠油开采深度的增加，地质条件日益复杂化，乳化降黏剂的使用效果 通常还会受到稠油物性和地层条件的影响，日渐复杂的地层条件使得乳化剂的加剂量变 大，降黏效果变差甚至失效，乳化降黏成本大幅提高；另一方面，我国的新疆、胜利、中原等 油田已发现的油藏，有相当一部分稠油的胶质、沥青质含量很高，沥青质含量大于30 %时， 它在油水界面形成很强的吸附膜，界面膜的强度很高，乳化降黏剂分子很难在油水界面取 而代之使稠油乳状液发生转相从而降低黏度。
[0004] 目前，油田常用的乳化降黏剂均不适用于超特稠油、沥青含量高的稠油和碱敏地 层，且使用时还需要加入碱，存在乳化降黏剂抗盐性低、使用浓度高、成本高等缺点，例如：
[0005] 专利申请CN1340589A公开了一种芳基封头的聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂与 取代的芳酸和芳磺酸阴离子表面活性剂的缩合物，其适用于沥青质和胶质含量高的稠油的 乳化降黏，但其并不适合碱敏地层。
[0006] 专利申请US2007/0042911公开了一种稠油乳化降黏剂，以聚乙烯醇为骨架得到 的交连聚合物，在加剂量为〇. 5%的条件下可使普通稠油的黏度下降到200mPa. s左右，但 不适合于超稠油的降黏。
[0007] 专利申请CN100363456C公开了一种稠油乳化降黏剂，是阴离子表面活性剂和非 离子-阴离子表面活性剂、破乳剂的复配物，虽然具有很高的抗盐性能，但是对于沥青质含 量超过30 %的稠油，复配物仍然不适用。
[0008] 专利申请CN102876310A公开了一种稠油乳化降黏剂，是阴离子表面活性剂、非离 子-阴离子型的Gemini表面活性剂和(；-(；醇的复配物，在0. 01 % -5%的加剂量下能乳化 沥青质含量> 30%的超高黏度稠油，但其加剂量相对较高，增大了乳化降黏成本。
[0009] 因此，现在急需一种具有针对性降低超特稠油和沥青含量高的稠油的黏度，使用 浓度低、成本低，使用时不需加入碱，且能够适用于碱敏地层等优点的稠油降粘剂。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是为了克服现有技术中稠油乳化降黏剂的上述缺陷，提供一种适用 于超特稠油和沥青含量高的稠油，且抗盐性高、使用浓度低、成本低，使用时无需加碱，以及 较适用于碱敏地层的稠油乳化降黏剂。
[0011] 本发明的发明人在研究中发现，稠油乳化降黏剂中含有结构为式（I )所示结构 的阴离子型低聚表面活性剂，
[0012]
[0013] 其中，n为1-6中的任意整数，R为烷基，M为Li+、Na+和K +中的至少一种；
[0014] 能够显著提高稠油乳化降黏剂对稠油的降黏效果，且该稠油乳化降黏剂具有抗盐 性高、使用浓度低、成本低，使用时无需加碱，较适用于碱敏地层等优异的性能。
[0015] 因此，为了实现上述目的，本发明提供了一种稠油乳化降粘剂，该降粘剂含有：非 离子型表面活性剂、阴离子型低聚表面活性剂、醇和水，所述醇为(；_(；的醇，所述阴离子型 低聚表面活性剂具有式（I)所示的结构，
[0016]
[0017] 其中，n为1-6中的任意整数，R为烷基，M为Li+、Na+和K +中的至少一种。
[0018] 优选地，R为C4_C12的烷基，更优选为C 8_(：12的烷基。
[0019] 本发明的稠油乳化降黏剂对稠油具有较好的降黏效果，且该降黏剂的抗盐性强、 使用浓度低、成本低，使用时无需加碱，较适用于碱敏地层。
[0020] 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。
【附图说明】
[0021] 图1是制备例1的阴离子型低聚表面活性剂A1的氢谱谱图；
[0022] 图2是制备例1的阴离子型低聚表面活性剂A1的碳谱谱图；
[0023] 图3是制备例1的阴离子型低聚表面活性剂A1的质谱谱图；
[0024] 图4是制备例2的阴离子型低聚表面活性剂A2的质谱谱图；
[0025] 图5是制备例3的阴离子型低聚表面活性剂A3的质谱谱图；
[0026] 图6是制备例4的阴离子型低聚表面活性剂A4的质谱谱图。
【具体实施方式】
[0027] 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。
[0028] 本发明提供了一种稠油乳化降粘剂，该降粘剂含有：非离子型表面活性剂、阴离 子型低聚表面活性剂、醇和水，所述醇为Ci-C；的醇，所述阴离子型低聚表面活性剂具有式 (I )所示的结构，
[0029]
[0030] 其中，n为1-6中的任意整数，R为烷基，M为Li+、Na+和K +中的至少一种。
[0031] 本发明中，优选地，rSc4-c12的烷基，更优选为c s-c12的烷基，从而能够进一步提 高稠油乳化降黏剂的降黏效果。
[0032] 本发明旨在通过稠油乳化降黏剂中含有式（I )所示结构的化合物而实现发明目 的，即能够显著提高稠油乳化降黏剂对稠油的降黏效果，且该稠油乳化降黏剂抗盐性高、使 用浓度低、成本低，使用时无需加碱，较适用于碱敏地层。因此，对于稠油乳化降黏剂中各常 规组分的选择，均没有特定限制。
[0033] 本发明中，非离子型表面活性剂可以为本领域常规的非离子型表面活性剂，优选 地，非离子型表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚和/或脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0034] 更优选地，烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚的氧乙烯的聚合度为3-90,烷 基或烷苯基的总碳数为6-20。
[0035] 本发明中，所述醇可以为本领域常规的用于制备降黏剂的(；_(；的醇，优选地，所 述醇为C 2_C5的烷基醇。
[0036] 本发明中，所述水可以是常规的制备降黏剂的水，例如可以为自来水、井水和蒸 馏水中的至少一种，也可以是总离子浓度不大于50000mg/L，其中，钙镁离子浓度不大于 2000mg/L的矿化水。
[0037] 本发明中，对非离子型表面活性剂、阴离子型低聚表面活性剂、醇和水的含量无 特殊要求，可以采用本领域常规的含量，优选地，非离子型表面活性剂、阴离子型低聚表面 活性剂、醇和水的重量比为1 :〇. 1-40 :0. 01-10 :0. 5-10000 ;更优选为1 :0. 2-20 :0. 02-5 : 0.5~5000〇
[0038] 本发明中，具有式（I )所示结构的阴离子型低聚表面活性剂的制备方法优选包 括：在曼尼奇反应条件下，将碱、氨基乙磺酸、甲醛和烷基苯酚在有机溶剂和水形成的混合 溶剂中进行接触反应，其中，所述碱为氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，所述 烷基苯酚为对位烷基苯酚，氨基乙磺酸、碱、甲醛和烷基苯酚的摩尔比为1 :1_3 :2-3 :1-2。
[0039] 本发明中，优选地，在曼尼奇反应条件下，先将碱、氨基乙磺酸和甲醛在有机溶剂 和水形成的混合溶剂中溶解，再加入烷基苯酚进行接触反应。
[0040] 本发明中，烷基苯酚可以为本领域常规的能够形成式（I )结构的阴离子型低聚 表面活性剂的烷基苯酚，但是，为了进一步提高稠油乳化降黏剂的降黏效果，优选地，烷基 苯酚为具有(： 4_(：12烷基的烷基苯酚，更优选地，烷基苯酚为具有C S_C12烷基的烷基苯酚。
[0041] 本发明中，混合溶剂中有机溶剂和水的用量可以为本领域常规的用量，例如，有机 溶剂和水的体积比可以为1 :〇. 1-9。
[0042] 本领域的技术人员应该理解的是，混合溶剂的总用量只要能够溶解碱、氨基乙磺 酸、甲醛和烷基苯酚，并为其进行曼尼奇反应提供溶剂条件即可，例如，相对于l〇g的氨基 乙磺酸，混合溶剂的总用量可以为12_32mL。
[0043] 本发明中，混合溶剂中的有机溶剂为本领域常规的有机溶剂，例如可以为醚类溶 剂，优选为常压下的沸点为60-130°C的醚类溶剂，更优选为乙二醇单甲醚、二氧六环和四氢 呋喃中的至少一种。
[0044] 本发明中，曼尼奇反应条件可以为本领域常规的曼尼奇反应条件，优选地，曼尼奇 反应条件包括：温度为20-40°C，时间为6_8h。
[0045] 本发明中，该制备方法还可以包括：反应结束后将反应物加热至回流，回流4_8h 后，在50-80°C、0. 01-0. 05MPa下蒸除溶剂，其中，加热至回流和减压蒸除溶剂均为本领域 常规的方法。
[0046] 本发明中，可以通过质谱、氢谱和碳谱测定来确定制得的阴离子型低聚表面活性 剂的结构式，质谱、氢谱和碳谱的测定方法为本领域技术人员公知，在此不再赘述。
[0047] 本发明旨在通过稠油乳化降黏剂中含有式（I )所示结构的化合物而实现发明目 的，即能够显著提高稠油乳化降黏剂对稠油的降黏效果，且该稠油乳化降黏剂抗盐性高、使 用浓度低、成本低，使用时无需加碱，较适用于碱敏地层。因此，对于稠油乳化降黏剂的制备 方法没有特定限制，可以为本领域常规的降黏剂的制备方法，例如可以为：将非离子型表面 活性剂、阴离子型低聚表面活性剂、醇和水混合均匀，从而制得稠油乳化降黏剂，其中，混合 的方式可以为本领域常规的混合方式，对混合的温度没有特别的要求，例如可以在室温下 进行混合，具体温度可以为20°C -30°C。
[0048] 本发明中，将制得的降黏剂用于稠油降黏时，降黏剂与稠油的重量比可以为1 : 0. 5_3〇
[0049] 实施例
[0050] 壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基酚聚氧乙烯醚均购自佛山市科的化学品技术有限 公司产品，牌号为NPE0-15、NPE0-20,十八醇聚氧乙烯醚购自宜兴市加佳化工有限公司产 品，牌号为平平加0-10,磺酸盐型表面活性剂购自胜利油田分公司，牌号为PS-1。
[0051] 制备例1
[0052] 以乙二醇单甲醚和水作为混合溶剂（体积比为7 :3)，混合溶剂的用量为200mL，向 其中加入64g的氢氧化钾、125g的氨基乙磺酸和63g的甲醛，完全溶解后，在25°C下反应2 小时后，加入275g的对壬基苯酚，加热至回流，反应4h后，在70°C、0. 03MPa下蒸除溶剂， 制得粘稠油状阴离子型低聚表面活性剂A1。
[0053] 对阴离子型低聚表面活性剂A1分别进行氢谱、碳谱和质谱测定，A1的氢谱、碳谱 和质谱测定结果分别如图1、图2、图3所示，通过上述谱图可以得出，A1的结构式如下：
[0054]
[0055] 制备例2
[0056] 以四氢呋喃和水作为混合溶剂（体积比为16 :4)，混合溶剂的用量为150mL，向其 中加入48g的氢氧化钠、125g的氨基乙磺酸和63g的甲醛，完全溶解后在30°C下反应2小 时后，加入275g的对辛基苯酚，再加热至回流，反应6h后，在50°C、0.0 IMPa下蒸除溶剂，制 得粘稠油状状阴离子型低聚表面活性剂A2。
[0057] 对阴离子型低聚表面活性剂A2分别进行氢谱、碳谱和质谱测定，其中，A2的质谱 测定结果如图4所示，氢谱和碳谱谱图未示出，通过上述谱图可以得出，A2的结构式如下：
[0058]
[0059] 制备例3
[0060] 以二氧六环和水作为混合溶剂（体积比为9 :1)，混合溶剂的用量为400mL，向其中 加入37. 3g的氢氧化锂、125g的氨基乙磺酸和63g的甲醛，完全溶解后，在25°C下反应2小 时后，再加热至回流，加入317. 5g的对十二烷基苯酚，反应4h后，在65°C、0. 02MPa下蒸除 溶剂，制得粘稠油状阴离子型低聚表面活性剂A3。
[0061] 对阴离子型低聚表面活性剂A3分别进行氢谱、碳谱和质谱测定，其中，A3的质谱 测定结果如图5所示，氢谱和碳谱谱图未示出，通过上述谱图可以得出，A3的结构式如下：
[0063] 制备例4
[0064] 按照制备例1的方法制备阴离子型低聚表面活性剂，不同的是，将对壬基苯酚替 换为相同物质的量的对叔丁基苯酚，制得粘稠油状阴离子型低聚表面活性剂A4。
[0065] 对阴离子型低聚表面活性剂A4分别进行氢谱、碳谱和质谱测定，其中，A4的质谱 测定结果如图6所示，氢谱和碳谱谱图未示出，通过上述谱图可以得出，A4的结构式如下：
[0066]
[0067] 实施例1
[0068] 本实施例用于说明本发明的稠油乳化降黏剂。
[0069] 将壬基酚聚氧乙烯醚lg、制备例1制得的阴离子型低聚表面活性剂A10. 2g、正丁 醇0. 02g和蒸馏水100g在室温（20°C )下混合均匀，制得降黏剂S1。
[0070] 实施例2
[0071] 本实施例用于说明本发明的稠油乳化降黏剂。
[0072] 将十八醇聚氧乙烯醚lg、制备例2制得的阴离子型低聚表面活性剂A210g、环己醇 5g和矿化水（总离子浓度为50000mg/L，其中，钙镁离子浓度为2000mg/L)) 2000g在室温 (25°C )下混合均匀，制得降黏剂S2。
[0073] 实施例3
[0074] 本实施例用于说明本发明的稠油乳化降黏剂。
[0075] 将十二烷基酚聚氧乙烯醚lg、制备例3制得的阴离子型低聚表面活性剂A3 20g、 正丁醇5g和矿化水（总离子浓度为50000mg/L，其中，钙镁离子浓度为2000mg/L)) 5000g在 室温（30°C )下混合均匀，制得降黏剂S3。
[0076] 实施例4
[0077] 本实施例用于说明本发明的稠油乳化降黏剂。
[0078] 按照实施例1的方法制备降黏剂，不同的是，将阴离子型低聚表面活性剂A1替换 为阴离子型低聚表面活性剂A4,制得降黏剂S4。
[0079] 对比例1
[0080] 按照实施例1的方法制备降黏剂，不同的是，将阴离子型低聚表面活性剂A1替换 为商购的磺酸盐型表面活性剂PS-1，制得降黏剂D1。
[0081] 测试例 [0082] 测试例1
[0083] 分别将降黏剂S1-S4和D1 4. 5g与新疆塔河超稠原油（沥青质含量为34. 47重 量％，60°(：下黏度为73000mPa. s) 10. 0g在60°C下搅拌5分钟以混合均匀，采用旋转黏度计 (100转/分）测试乳化稠油的黏度，测定结果见表1。
[0084] 测试例2
[0085] 分别将降黏剂S1-S4和D1 4. 5g与胜利草桥稠油（胶质和沥青质含量分别为23. 9 重量％和3. 9重量％，60°C下黏度为23370mPa. s) 4. 5g在60°C下搅拌5分钟以混合均匀，采 用旋转黏度计（100转/分）测试乳化稠油的黏度，测定结果见表2。
[0086] 测试例3
[0087] 分别将降黏剂S1-S4和D1 4. 5g与胜利单家寺稠油（胶质和沥青质含量分别为 48. 3重量％和4. 6重量％，60°C下黏度为64160mPa. s)5g在60°C下搅拌5分钟以混合均匀， 采用旋转黏度计（100转/分）测试乳化稠油的黏度，测定结果见表3。
[0088] 表 1
[0089]
[0090] 表 2
[0091]
[0092] 表 3
[0093]
[0094] 将实施例1-4与对比例1比较可以看出，本发明的降黏剂能够显著提高稠油的降 黏效果，尤其是对超特稠油和沥青含量高的稠油效果更好，并且该降黏剂的抗盐性也较强。
[0095] 将实施例1与实施例4比较可以看出，烷基苯酚为具有(；_(：12烷基的烷基苯酚，即 阴离子型低聚表面活性剂结构式（I )中的R为(；_(：12的烷基时，能够进一步提高稠油乳 化降黏剂的降黏效果，且该降黏剂的抗盐性更强。
[0096] 本发明的稠油乳化降黏剂对稠油具有较好的降黏效果，且该降黏剂的抗盐性强、 使用浓度低、成本低，使用时无需加碱，较适用于碱敏地层。
[0097] 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。
[0098] 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。
[0099] 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。
【主权项】
1. 一种稠油乳化降粘剂，该降粘剂含有：非离子型表面活性剂、阴离子型低聚表面活 性剂、醇和水，所述醇为Ci-Cs的醇，其特征在于，所述阴离子型低聚表面活性剂具有式（I ) 所示的结构，其中，n为1-6中的任意整数，R为烷基，M为Li\化可日K+中的至少一种。2. 根据权利要求1所述的降粘剂，其中，R为C 4-Ci2的烷基，优选为C s-Ci2的烷基。3. 根据权利要求1所述的降粘剂，其中，所述非离子型表面活性剂为烷基酪聚氧乙締 酸和/或脂肪醇聚氧乙締酸。4. 根据权利要求3所述的降粘剂，其中，烷基酪聚氧乙締酸或脂肪醇聚氧乙締酸的氧 乙締的聚合度为3-90,烷基或烧苯基的总碳数为6-20。5. 根据权利要求1所述的降粘剂，其中，所述醇为C 2-C日的烷基醇。6. 根据权利要求1-5中任意一项所述的降粘剂，其中，非离子型表面活性剂、阴离子型 低聚表面活性剂、醇和水的重量比为1 :〇. 1-40 :0. 01-10 :0. 5-10000。7. 根据权利要求6所述的降粘剂，其中，非离子型表面活性剂、阴离子型低聚表面活性 剂、醇和水的重量比为1 :〇. 2-20 :0. 02-5 :0. 5-5000。
【文档编号】C09K8/584GK106032466SQ201510124599
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月20日
【发明人】秦冰, 黄娟, 侯研博, 江建林, 罗咏涛
【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