[發明專利]一種表面活性劑及其制備和應用

有效

• 申請號: 201010197900.1
• 申請日: 2010-06-11
• 公開（公告）號: CN102274701A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 羅健輝;卞德智;丁彬;陳和平;王平美;李星民;朱懷江
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司;北京中油銳思技術開發有限責任公司
• 主分類號: B01F17/52
• 分類號: B01F17/52;C08F212/08;C08F212/12;C08F216/04;C08F220/06;C09K8/584;F17D1/17
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種用于重油顆粒在水中分散，阻止重油顆粒的凝聚，達到降低重油粘度，改善重油流動能力的大分子表面活性劑及其制備和應用。

背景技術

在世界油氣資源中常規原油只占其中的大約30％，重油油、超重油資源占世界油氣資源的70％左右，我國陸上重油、瀝青資源也約占石油資源總量的20％以上。由于重油、超重油普遍具有“三高”的特性(高粘度、高密度、高膠質瀝青質含量)，所以超重油的開采、集輸等工作面臨著巨大的難題。自20世紀60年代開采重油以來，已形成了以蒸汽吞吐、蒸汽驅等為主要開采方式的重油熱采技術(加熱法)，以及以摻稀油降粘、化學藥劑降粘等為主的重油冷采技術。大部分技術已被廣泛應用于重油開發，并取得了較好的效果。其中采用表面活性劑進行重油乳化降粘的研究最為活躍，一直是國內外研究的重點。

表面活性劑的降粘原理通常歸為三種：①乳化降粘，即在表面活性劑作用下使W/O乳狀液反相成為O/W型乳狀液而降粘。②破乳降粘，即表面活性劑使W/O乳狀液破乳而生成游離水，根據游離水量和流速形成“水套油心”、“懸浮油”、“水漂油”而降粘。③吸附降粘，是將表面活性劑水溶液注入油井，破壞油管或抽油桿表面的重油膜，使表面潤濕性反轉為親水性，形成連續的水膜，減小抽油過程中原油流動的阻力。這三種機理往往同時存在，但表面活性劑不同及條件不同時，起主導作用的降粘機理也不同。

乳化降粘的關鍵問題是形成適當穩定的O/W型乳狀液，在整個過程之中不會破乳分層，最后到集油站或煉油廠后又能容易破乳脫水，因此所選的乳化降粘劑應具有以下兩個特征：第一，對重油具有較好的乳化性，能形成比較穩定的O/W型乳狀液，或者對油管、抽油桿表面具有良好的水潤濕性，能形成穩定的水膜；第二，形成的O/W型乳狀液不能太穩定，否則影響下一步的脫水。除此之外，所選用的表面活性劑還應具有高效、廉價、貨源廣、用量少的特點。

按溶解后解離出的電荷分陰離子型、陽離子型、兩性離子型、非離子型四種。按表面活性劑所帶官能團分脂肪酸鹽類(陰離子型)、石油磺酸鹽類(陰離子型)、聚氧乙烯烷基酚醚類(非離子型)等。其中，羧酸鹽型表面活性劑對超重油乳化效果較好，而OP和Tween型的非離子表面活性劑則對普通重油乳化效果較好。國內外常用的乳化降粘劑有AE1910、J-50、GY-1、BN-99、HRV等。重油摻活性水所用的表面活性劑有：烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉、OP-10等。

近年來乳化降粘劑配方的研究十分活躍，這些乳化降粘劑多根據協同作用原理采用多元復配型配方。同時包含非離子型表面活性劑和離子型表面活性劑。部分原油乳化降粘劑配方中還加入堿、C₁～C₄醇、生物聚合物和凝固點降低劑等。

中國專利CN1778862披露了一種同時含有石油磺酸鹽甲醛縮合物(陰離子表面活性劑)、烷基酚或脂肪酸鹽聚氧乙烯醚(非離子-陰離子表面活性劑)和破乳劑的復配乳化降粘劑，美國專利US?5934303披露了一種用萘磺酸鹽甲醛縮合物乳化重油的方法，馬文輝等(稠油磺酸鹽及其對稠油的乳化降粘性能研究[J].石油與天然氣化工，2006，35(1)：57～59.)以大慶重油為原料合成了重油磺酸鹽表面活性劑，用于重油的乳化降粘，吳慶東等(高溫油藏CR-1稠油降粘劑的研制與應用)采用多種非離子表面活性劑+堿+助劑+凝固點降低劑的復合體系作為重油降粘劑。盡管應用這些技術進行重油的乳化降粘具有一定的效果，但眾所周知，重油乳化降粘技術并沒有大規模得到應用，其主要原因是是：(1)乳化降粘劑用量大、成本高；(2)乳化降粘需要借助強攪拌來形成穩定的O/W乳液，地下難于實現；(3)乳化降粘體系呈強堿性，對設備、管線的要求更高；(4)乳化重油破乳脫水非常困難，污水處理難度大(5)乳化降粘劑對重油的選擇性很強，應用效果差異很大；(6)能夠用于高溫和高礦化度油藏條件的乳化降粘劑不多，且生產成本很高。因此，解決上述問題成為大規模推廣應用重油乳化降粘技術的關鍵，也是重油乳化降粘技術研究發展的趨勢。

發明內容