[發(fā)明專利]一種超支化改性納米材料及其制備方法和在稠油降粘劑中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111279307.6
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113881052B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔浩業(yè);吳志連;方黎明;張靜;陳斌剛;張侃;陶震;王耀國
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波鋒成先進能源材料研究院有限公司
• 主分類號: C08G77/388
• 分類號: C08G77/388;C08F283/12;C08F220/56;C08F220/06;C08F228/02;C08F226/02;C09K8/584
• 代理公司: 北京元周律知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 毛薇

本申請公開了一種超支化改性納米材料和超支化水溶性稠油降粘劑及其制備方法和應(yīng)用。本申請將超支化改性籠型聚倍半硅氧烷(POSS)材料引入到水溶性稠油降粘劑中，得到一種超支化水溶性稠油降粘劑。本申請的超支化水溶性稠油降粘劑，其超支化結(jié)構(gòu)使降粘劑具有良好的抗聚并能力，降粘劑的聚合單體同時使用了分散性能較強的陰離子表面活性劑單體(AOS)和乳化性能較強的季銨鹽類陽離子表面活性劑單體，使降粘劑具有良好的乳化分散能力，并通過兩性離子電位抵消的方式形成內(nèi)鹽，從而提高了降粘劑的耐鹽性能。該超支化水溶性稠油降粘劑適應(yīng)高溫高鹽油藏條件，具有顯著的乳化降粘能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種超支化改性納米材料及其制備方法和在稠油降粘劑中的應(yīng)用，屬于油田化學領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國擁有豐富的稠油油藏儲量，潛在產(chǎn)能巨大，但是開采程度低下。稠油是指油層溫度下脫氣原油的粘度超過100mPa·s的原油。稠油的組成復雜，含有大量的蠟質(zhì)、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等大分子有機物及少量重金屬。具有密度大、凝固點高、粘度大及流動困難等特點，導致其開采難度大和運輸困難。很長的一段時間里，加熱降粘法和摻稀油法是用來改善稠油流動性的兩大主要方法，但是，前者需要沿輸油管道間斷性加熱，消耗大量燃料和動力，而后者則存在受稀油來源及產(chǎn)量顯著和成本較高的問題。因此尋找一種操作簡單，無需摻稀油，同時節(jié)約能耗，成本低的降粘手段迫在眉睫。

乳化降粘法，工藝簡單、成本較低，被廣泛應(yīng)用于油層開采、井筒降粘、管道運輸?shù)阮I(lǐng)域。通過制備具有較強乳化能力的表面活性劑或具有調(diào)驅(qū)能力的水溶性聚合物作為降粘劑，以乳化降粘的方式降低稠油粘度，從而有效減少采油能耗、降低采油成本。

中國發(fā)明專利申請201910554090.1公開了一種高分子表面活性劑型稠油降粘劑及制備方法，主要解決現(xiàn)有稠油降粘劑降粘效果差的問題。其制備方法包括，先將馬來酸酐與壬基酚聚氧乙烯醚反應(yīng)得到中間產(chǎn)物，再將中間產(chǎn)物與一定量的丙烯酰胺反應(yīng)，制備出一種高分子表面活性劑。該表面活性劑制備工藝可靠，成本較低，且使用濃度低，具有顯著降低稠油粘度的能力。但是，馬來酸酐與壬基酚聚氧乙烯醚反應(yīng)會使用大量有機溶劑。

中國發(fā)明專利申請201911294127.8公開了一種高分子稠油乳化降粘劑及其制備方法和應(yīng)用，其組分包含：丙烯酰胺、磺酸甜菜堿單體和衣康酸雙長鏈酯單體。該高分子稠油乳化降粘劑中含有季銨鹽型陽離子結(jié)構(gòu)，使得發(fā)泡能力較強，能夠有效地乳化稠油，有效解決了降粘效果不佳，耐溫耐鹽性能較差和乳化效果不強等問題。但是，該高分子稠油乳化降粘劑包含的兩種單體需要自行合成，工藝復雜，能耗高，同時需要消耗大量有機溶劑。

中國發(fā)明專利申請201910795697.9公開了一種水溶性超支化稠油降粘驅(qū)油劑及其制備方法，該降粘驅(qū)油劑是由超支化功能化骨架單體、丙烯酰胺、丙烯酸、非離子功能單體辛基酚聚氧乙烯醚以及陰離子單體2-丙烯酰胺基十四烷基磺酸鈉共聚而成的聚合物。該降粘驅(qū)油劑的水相增粘能力較強，抗剪切能力良好，使其具有控制流度比，擴大波及體積的功能；同時該降粘驅(qū)油劑與稠油混合乳化性能較強，普通稠油乳化降粘率在80％以上且易于破乳，實現(xiàn)降粘和驅(qū)油一劑對用的功效。但是該降粘驅(qū)油劑的多種單體需要自行合成，工藝復雜度較高，提高了成本。

從以上專利申請文件可以看出，水溶性降粘劑主要是丙烯酰胺與表面活性劑單體共聚的聚合物，通過添加其各種功能單體，可以使水溶性降粘劑具有稠油降粘，耐溫耐鹽等性能。但是越是性能優(yōu)異的水溶性降粘劑，單體組成越復雜，且不易獲得，同時制備過程工藝復雜，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明研究一種乳化能力強、稠油親和性、降粘效果好、同時適應(yīng)高溫高鹽油藏條件的水溶性降粘劑具有重要的潛在價值。本發(fā)明以制備流程簡單，研發(fā)出一種對稠油具有較強乳化能力、良好降粘效果且耐溫耐鹽的水溶性降粘劑，研究不同組分、配比，反應(yīng)溫度等工藝條件合成的水溶性聚合物型降粘劑對稠油降粘效果的影響，并對工藝進行優(yōu)化，得到一種降粘效果顯著提升的水溶性聚合物型降粘劑。