[發明專利]冠醚類過渡金屬絡合物在稠油地下原位改質中的應用及稠油地下原位改質的方法

在審

• 申請號: 202110331745.6
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113509960A
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 黃佳;江航;呂偉峰;周明輝;孫盈盈;周新宇;賈寧洪;楊濟如;錢禹辰;桑國強
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C09K8/58;E21B43/22
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 張德斌;韓蕾

本發明提供了冠醚類過渡金屬絡合物在稠油地下原位改質中的應用及稠油地下原位改質的方法。冠醚類過渡金屬絡合物在稠油地下原位改質中作為降黏催化劑的應用，所述冠醚類過渡金屬絡合物由冠醚類化合物與過渡金屬離子絡合形成。稠油地下原位改質的方法包括，向目的地層注入降黏催化劑冠醚類過渡金屬絡合物，注入降黏催化劑后將地層溫度提升至一定溫度進行稠油改質降黏反應；其中，所述冠醚類過渡金屬絡合物由冠醚類化合物與過渡金屬離子絡合形成。

技術領域

本發明屬于稠油開發熱采技術領域，具體涉及冠醚類過渡金屬絡合物在稠油地下原位改質中的應用及一種稠油地下原位改質的方法。

背景技術

稠油儲量資源豐富，占剩余可采儲量的近70％，開發潛力巨大，一直以來都受到廣泛的關注。但稠油因其黏度大、流動性能差導致常規水驅開發低效，亟需能夠降低稠油黏度、改善稠油性能的高效開發方式。目前稠油的主要開發方式為以蒸汽驅和SAGD為主導的熱采技術。但隨著熱采開發進入中后期，高能耗、高污染且低產出比等問題日益凸顯，實現稠油節能降耗、經濟環保的有效開發成為近年來研究的熱點。

稠油原位改質技術是將改質催化劑注入油藏，在油藏中原位實現稠油不可逆降黏的一種技術，是備受矚目的新一代稠油開發技術。目前，稠油原位改質技術使用的降黏催化劑主要包含三大類，水溶性催化劑、油溶性催化劑和納米催化劑。其中納米催化劑在地面配液施工及注入過程面臨諸多問題，容易損壞儲層且成本較高。水溶性催化劑廉價易得，工藝簡單，但在油藏中與原油接觸效率低，導致催化效果較差。常用的油溶性催化劑能夠在油中較好的分散，提高接觸和催化效率，但油溶性催化劑不能溶解在水中，需要大量有機溶劑才能攜載進入地層，環境污染嚴重且成本高昂。稠油原位改質降黏催化劑面臨可注入性與接觸催化效率之間的矛盾，需要一種更加高效、兼顧水溶注入性和親油接觸催化的新一代稠油改質降黏劑。

發明內容

本發明的目的是找到一種適用于稠油地下原位改質的降黏催化劑，將這種降黏催化劑應用于稠油地下原位改質中能夠有效解決現有技術中存在的降黏催化劑注入性與接觸催化效率之間的矛盾，實現了水溶注入性和高效接觸催化的協同。

為實現上述目的，本發明提供了冠醚類過渡金屬絡合物(又稱作冠醚過渡金屬配合物)在稠油地下原位改質中作為降黏催化劑的應用，所述冠醚類過渡金屬絡合物由冠醚類化合物(具有冠醚大環結構)與過渡金屬離子絡合形成。

冠醚類過渡金屬絡合物主體結構為冠醚大環結構，其由冠醚類化合物與過渡金屬發生絡合形成，具有催化活性的過渡金屬離子包覆于冠醚分子內。冠醚類過渡金屬絡合物為可以溶解于水中的過渡金屬絡合物，且其冠醚基團的親水性能受溫度影響，當溫度高于其濁點，親水性能大幅下降，親油性能提升。冠醚類過渡金屬絡合物具有催化稠油裂解降黏功能，且其常溫具有較好的水溶性能，可隨水注入地層，且其親水性能會隨著溫度的提高而下降，具有高溫油溶的特征，當油層被加熱后，冠醚類過渡金屬絡合物油溶性提升自發進入油相催化改質反應。

使用冠醚類過渡金屬絡合物作為稠油地下原位改質過程中的降黏催化劑，可實現將降黏催化劑隨水注入地層，降黏催化劑自發擴散至油相催化稠油發生改質降黏反應，從而達到水溶注入性和高效接觸催化的協同。本發明首次將冠醚類過渡金屬絡合物用于稠油地下原位改質技術領域。

在上述應用中，優選地，所述冠醚類化合物包括全氧冠醚類化合物、氮雜冠醚類化合物、硫雜冠醚類化合物及其衍生物中的一種；更優選地，所述衍生物的親油烷基基團包括直鏈烷烴、含支鏈烷烴和苯環等中的一種或兩種以上的組合。

在上述應用中，優選地，冠醚類化合物的冠醚主體結構包括12冠4醚，15冠5醚，18冠6醚、24冠8醚及其衍生物中的一種。

在上述應用中，優選地，所述過渡金屬包括Co、Ni、Mn、Cu、Mo和Ag中的一種。