一种新型原油减阻降粘剂 技术领域
本发明涉及一种用于油田稠油开采和输运的新型系列减阻降粘剂。
技术背景
我国的原油60％以上属于含胶质、沥青质的稠油，在原油开采和管道输运过程中，由于原油粘度大，特别是当原油含一定水时，随着原油流动，原油会变的越来越稠，这也是通常所说的含有一定水的稠油具有剪切增稠现象。因为原油粘度大，在流动过程中对地层和管壁强烈吸附，不仅使开采阻力增大，而且严重影响原油采收率。因此，随着我国国民经济的迅速增长和对石油需求量的增大，对降低原油粘度和开采阻力，提高石油采收率提出了更高的要求。现有技术对原油降粘的方法无法满足这种要求，主要原因是：现有技术是采用表面活性剂复配的方法，通过用乳化分散的原理，使原油乳化分散在水中，从而降低原油粘度，但是，一般的表面活性剂水溶液往往容易引起地层中的粘土(特别是蒙脱土)的吸水膨胀，引起出砂，处理不当，在原油开采时会产生更大的阻力，甚至阻塞油井，严重影响原油产量。
因此，很有必要提供一种既能使原油降粘，又能使原油开采和输运阻力降低，同时也能防止地层吸水膨胀，防止出砂的高性能减阻降粘剂。
中国专利97105954公开了“原油高温化学降粘剂”，它是由以下组成(按重量百分数)：十二烷基苯磺酸钠(29-45)、烷基酚聚氧乙烯醚(30-40)、油酸钠(5-16)、碱(10-20)，经混合搅拌而成。
中国专利98120311公开了“一种原油降粘剂”，它是由以下组成(按重量百分数)：木质素(0-55)、AES(12-16)、聚丙烯酰胺((1-10)、三聚磷酸钠(2.5-5)、氢氧化钠(0-5)，经混合搅拌而成。
由以上专利提供的技术是采用表面活性剂复配，使原油乳化分散降粘，没有采用相应的措施阐明该活性剂复配体系可防止地层粘土的吸水膨胀阻止地层出砂，以及没有阐明加入该降粘剂后原油的对地层及管道的吸附力的变化。
发明内容
本发明的目的在于克服上述专利技术中存在的缺陷，提供一种不仅能使原油的粘度及原油流动过程中对地层及管道粘附力大大降低，同时又不引起地层粘土膨胀地针对不同的胶质沥青质稠油的减阻降粘剂。该减阻降粘剂加入了一种阳离子聚电解质PF-C，该种阳离子聚电解质与烷基磺酸钠、羧基化聚醚以及少量的碳酸钠在油水混合分散时形成抗摩阻的聚合物复合的活性水连续相，阻碍了原油作为分散介质对于地层和管道的吸附。另外，由于PF-C阳离子聚电解质特有的稳定地层，抑制粘土膨胀的特性，在使用该减阻降粘剂后，能有效的抑制粘土膨胀，防止出砂，同时使原油对地层的吸附力和原油粘度大大降低。从而使原油开采和输运效率提高，成本降低。
本发明所提供的这一新型的原油减阻降粘剂，其组成(按质量百分比计)如下：
组分 百分比
羧基化聚醚 90～80
碳酸钠(工业级一级) 2～0.5
烷基磺酸钠(44％、工业级) 5～1
PF-C(工业级) 3～18.5 上述予膜减阻降粘剂中，所述的羧基化聚醚的合成配方，含有(按摩尔比计)
组分 摩尔比
聚醚(工业级、无水) 1
氯乙酸(工业级、含量99％以上) 0.05-1
NaOH(工业一级) 0.05-1
上述的系列减阻降粘剂中，羧基化聚醚的生产工艺条件是，
①、在合成釜中，定量加入聚醚，然后加热到40℃至熔化均匀。
②、在上述合成釜中慢慢加入氯乙酸，随加随搅拌，保持温度40℃(±2℃)，加完后保持温度40℃(±2℃)1小时。
③、然后把NaOH配成20％水溶液，慢慢加入上述合成釜中，随加随搅拌，至PH调到8(±0.2)为止，PH调到8之后在40℃(±2℃)保持1小时。
上述的羧甲基化聚醚的配方和合成工艺中所述的聚醚包括：带有活泼氢的有机引发剂引发的加成共聚环氧丙烷、环氧乙烷，生成聚氧丙烯聚氧乙烯醚(嵌段共聚物PPOEO)；或者带有活泼氢的有机引发剂引发加成共聚环氧乙烷，生成聚氧乙烯醚(PEO)。
上述的生成PPOEO和PEO所述的引发剂包括：乙二醇、丙三醇、脂肪醇(分别包括12、16、18个碳的脂肪醇或12-18个碳的混合脂肪醇)、有机胺(包括乙二胺和分别包括12、16、18个碳的脂肪胺以及12-18碳的混合脂肪胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺)、有机酚(包括壬基酚、辛基酚)、有机酸(分别包括12、16、18个碳有脂肪酸和12-18个碳的混合脂肪酸)。所有的引发剂要求纯度99％以上，含水0.1％以下。
上述的PPOEO，PPOEO中聚氧丙烯醚的分子量控制在500-3000，环氧乙烷占PPOEO质量的10％-30％。
上述生成的PEO所述的引发剂与环氧乙烷的摩尔比为1∶6～1∶30)。
上述减阻降粘剂配方中所述的烷基磺酸钠包括十二烷基和十六烷基或12-18个碳的混合烷基，以及甲苯基或二甲苯基。
其常规使用方法为，视不同原油的性能，先把减阻降粘剂配成1％-0.1％的活性水溶液，然后用泵加到油中。活性水溶液与油的比例是1∶3。
按上述技术方案用于含胶质沥青稠油后与现有技术相比具有以下优点
1、羧基化聚醚与PF-C及烷基磺酸钠复配后有良好的润湿乳化分散作用，能使迅速分散在水中，适当加入少量碳酸钠能使分散作用增强，粘度大大降低。
2、由于本发明中加入PF-C有机胺阳离子聚电解质，与烷基磺酸纳、羧基化聚醚、碳酸钠形成协同效应，形成抗摩阻的聚合物复合的活性水连续相，使原油在流动时降低对地层和管道的吸附力，使原油开采阻力和输运阻力大大降低。
3、该减阻降粘剂中采用的PF-C阳离子聚电解质具有稳定地层、抑制粘土膨胀，防止出砂的性能。这对稳定地层降低开采阻力十分有利
具体实施方式
根据原油性质不同，可采用不同的配制比例。
成本较低，效果良好的羧基化聚醚配方和工艺条件如下：
实施例1
组分 (质量百分比)
壬基酚聚氧乙烯醚(PEO)
(其中壬基酚与环氧乙烷摩尔比是1∶30) 99.4
氯乙酸(工业级，含量99％以上) 0.4
NaOH(工业级，) 约0.2
工艺条件：
①、在1000L合成釜中，加入994Kg壬基酚聚氧乙烯醚，然后加热到40℃至熔化均匀。
②、慢慢加入氯乙酸4Kg，随加随搅拌，保持温度40℃(±2℃)，加完后保持温度40℃(±2℃)1小时。
③、然后把2Kg NaOH配成20％水溶液，随加随搅拌，慢慢加入台成釜中，至PH调到8(±0.2)为止，PH调到8之后在40℃(±2℃)保持1小时。
实施例2
组分 质量百分比
丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚(PPOEO)
(其中环氧乙烷占PPOEO的25％) 99.8
氯乙酸(工业级，含量99％以上) 0.1
NaOH(配成20％水溶液后使用)(工业一级，无水) 约0.1
工艺条件：
①、在1000L合成釜中，加入998Kg丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚，然后加热到40℃至熔化均匀。
②、在上述合成釜中慢慢加入氯乙酸1Kg，随加随搅拌，保持温度40℃(±2℃)，加完后保持温度40℃(±2℃)1小时。
③、然后在上述合成釜中把NaOH配成20％水溶液，随加随搅拌，慢慢加入NaOH约1Kg，至PH调到8(±0.2)为止，PH调到8之后在40℃(±2℃)保持1小时。
成本较低，效果良好的减阻降粘剂配方如下：
组分 (质量百分比)
实施例1、
羧基化壬基酚聚氧乙烯醚(羧基化PEO) 93.5
碳酸钠(工业级一级) 0.5
十六烷基磺酸钠(44％、工业级) 3
PF-C(工业级) 3
依次加入，搅拌均匀即可。
实施例2、
组分 质量百分比
组分 质量百分比
羧基化丙二醇聚氧丙烯醚聚氧乙烯醚(羧基化PPOEO) 90
碳酸钠(工业级一级) 2
二甲苯磺酸钠(44％、工业级) 5
PF-C(工业级) 3
依次加入，搅拌均匀即可。
表一、用法及效果：配方原油名称利黏度mPa·S 温度 (℃)油水比油∶水药剂用量 (PPm) 掺药后原 油粘度 (mPa·S)乳液类型沾壁效果配方1胶质沥青原油10000 50 3∶1 500 250 O/W 不粘壁配方2沥青原油10000 50 3∶1 500 200 O/W 不粘壁
表二、原油粘度变化与不同降粘剂的比较： 名称 活性剂 浓度 温度 油水比 油∶水 活性剂 用量 PPm 活性剂 粘附功 10-3J/m-2 活性水油 珠粘附功 10-3J/m-2 乳液 类型 粘壁 情况 原油 粘度 mPa·S 备注国外样品 1 50 3∶1 500 82.6 168.3 O/W 粘壁 开始是O/W 长时间搅拌 反相OP-20 1 50 3∶1 500 82.6 150.4 O/W 粘壁 搅拌反相吐温80 1 50 3∶1 500 82.3 145.8 O/W 粘壁 搅拌反相AES 1 50 3∶1 500 80.4 138.2 O/W 粘壁 搅拌反相OP2486 1 50 3∶1 500 80.3 121.3 O/W 粘壁 油水不混合配方1 1 50 3∶ 1 500 83.58 51.1 O/W 不粘壁 100 分散好，长 时间搅拌不 反相配方2 1 50 3∶1 500 70.3 60.5 O/W 不粘壁 450 分散好，长 时间搅拌不 反相
以上使用的原油是含蜡量在5％以下，粘度12000mpa·s的胶质沥青稠油。