[發明專利]一種稠油降粘劑、其制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202010544249.4
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111732945A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 徐勝明;劉海彥;鄧全懷;陶震;趙鳳鳴;王金劍;王耀國
• 申請（專利權）人: 寧波鋒成先進能源材料研究院
• 主分類號: C09K8/588
• 分類號: C09K8/588;C09K8/584;C08F292/00;C08F220/56;C08F220/18
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 王聰

本申請公開了一種稠油降粘劑，所述稠油降粘劑為納米SiO₂硅烷偶聯劑改性后接枝聚合物的復合材料；所述聚合物為甲基丙烯酸長鏈烷基酯?丙烯酰胺共聚物；所述甲基丙烯酸長鏈烷基酯?丙烯酰胺共聚物所述甲基丙烯酸長鏈烷基酯中的長鏈烷基為碳原子數為10～25的烷基。該稠油降粘劑利用特殊的表面效應使其作為成核點吸附蠟質在表面結晶、析出，改變蠟質的結晶行為，破壞蠟晶原有的三維網狀結構；同時納米粒子表面的強極性基團通過氫鍵作用吸附膠質、瀝青質在其表面形成溶劑化層，溶劑化層的存在既能阻止蠟晶之間連接形成網狀結構，又能拆散膠質和漸青質的平面重疊堆擱結構，從而使稠油粘度大幅降低。

技術領域

本申請涉及一種稠油降粘劑，屬于石油開采領域。

背景技術

隨著世界經濟和科技的飛速發展，現代社會對能源的需求也與日俱增，雖然新能源的開發和利用正迅速興起，但離成熟應用還有相當一段距離，因此世界能源的供給將在很長的一段時間內仍然需要由化石能源滿足。其中，石油作為應用最廣泛的化石能源，其重要性不言而喻，它被稱為現代工業的＂血液＂。除了為交通工具、動力系統提供能量外，它還是一種重要的化工原料，在工業生產和日常生活中都扮演著不可或缺的角色。

日益増高的需求量造成了石油資源的大量開采，導致石油儲量特別是輕質原油儲量正迅速減少，因此稠油、重油、高蠟原油等品質稍差的原油的開采和利用正越來越受到世界各國的重視。據估計，全世界稠油(包括瀝青)的儲量是己探明的常規輕質原油的六倍左右，到本世紀中葉，稠油和超稠油將占世界能源供應量的50％以上，未來社會對石油的需求將由稠油來滿足。我國稠油資源也十分豐富，據統計，中國稠油資源己探明儲量約40億噸，預計總儲量為300億噸，重點分布在大慶、勝利、遼河、河南和新疆等油田。

稠油的組成比較復雜，含有大量的蠟質、膠質、瀝青質等大分子有機物及少量重金屬，使其密度和粘度都遠大于輕質原油，常溫下流動性較差，開采和運輸極為困難，工業成本昂貴。因此降低稠油粘度，增強稠油流動性成為近年來油田化學研究的熱點和難點問題。

稠油油藏開采的困難主要表現在兩個方面：一方面稠油的粘度高，稠油在油層中的滲流阻力大，使得稠油不能從油藏流入井底；另一方面即使在油藏條件下，稠油能夠流入井底，但在垂直舉升和外輸的過程中，一系列外部因素使得稠油的粘度進一步增大，嚴重影響了稠油的采收和利用。國內外對稠油的降粘輸送采用的方法主要分為物理方法和化學方法。物理方法是通過逐站加熱，使稠油一直保持在較高溫度，從而使其具有較好的流動性；化學方法主要有乳化降粘法和降粘劑降粘法兩種。

熱力降粘這種方法耗能較大，設備投資成本昂貴，而且存在停輸再啟動難的問題；乳化降粘法需要大量的水，且后處理程序復雜、難度大；降粘劑降粘法通過添加少量化學添加劑，改變稠油內部結構組成、分散大尺寸聚集體，使其粘度變低，內摩擦阻力減小，流動性增強，這種方法以其加量少、耗能低、操作簡單、無后處理程序等優點被認為是解決稠油開采和輸送問題最有前途的方法。

目前研究的化學降粘劑中，油溶性降粘劑為主，它大致包括乙烯－醋酸乙烯酯共聚物、(甲基)丙稀酸高碳醇醋聚合物、苯乙烯－馬來酸酐－丙烯酸高碳醇酯多元共聚物，以及以上三類聚合物的衍生物，它們在特定的稠油中應用取得了相當可觀的效果。但是也存在以下缺點：一是油溶性降粘劑具有很強的選擇性，某種或某類降粘劑只能適合于特定的稠油，對于高含蠟稠油而言油溶性降粘劑普遍不適合；二是油溶性降粘劑必須完全溶解才能發揮作用，需要大量溶劑且現場使用時溶解困難，限制了其效果發揮；三是降粘率與物理降粘法相比相對偏低，單獨應用達不到開采和輸送要求。因此，目前迫切需要開發一種降粘性能好且溶劑用量少的降粘劑。

發明內容

根據本申請的一個方面，提供了一種復合物降粘劑，該復合稠油降粘劑為有機/無機納米復合材料，是一種新型稠油化學降粘劑。它不但具有油溶性降粘劑分散膠質、瀝青質聚集狀態的特性，而且由于其特殊的納米效應，能夠有效改善蠟質的結晶狀態，對于稠油特別是髙含蠟稠油具有相當不錯的降粘效果。