[發明專利]一種粘彈性-活性納米降粘劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210777758.0
• 申請日: 2022-07-04
• 公開（公告）號: CN115029123B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 屈鳴;侯吉瑞;肖立曉;梁拓;聞宇晨;許志輝
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京);河南鄲城順興石油助劑有限公司
• 主分類號: C09K8/588
• 分類號: C09K8/588;C09K8/584;E21B43/22;C08F220/56;C08F220/58;C08F220/06;C08F212/06
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 林佳純

本發明公開了一種粘彈性?活性納米降粘劑及其制備方法和應用，涉及石油技術領域。本發明首先利用反相乳液法合成高分子基團膠體溶液，然后利用水熱法對硫化鉬納米片狀材料進行表面改性，制備得到的粘彈性?活性納米降粘劑具有粘彈性和降粘雙重效應，能夠增加水相粘度，改善水油流度比，同時發揮找油、吸附、滲透作用，深入稠油內部打散瀝青質和膠質的聚集體結構，實現“由內而外”的稠油降粘效果，水相增粘和油相降粘的雙重作用可顯著增大波及體積，改善驅替剖面，提高稠油油藏的采收率。本發明制得的粘彈性?活性納米降粘劑適用范圍廣、降粘效果顯著，適用于普通稠油、特稠油和超稠油油藏。

技術領域

本發明涉及石油技術領域，特別是涉及一種粘彈性-活性納米降粘劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著常規石油資源的大量和持續性消耗，開發利用稠油資源的緊迫性日益突出。稠油，國際上也被稱作重質原汕或重油，一般統指在地質條件下粘度大于50mPa·s，或在油層溫度下脫氣原油粘度大于100mPa·s，密度高于0.92g/cm³的原油。稠油含有大量瀝青質、膠質等重質組分，瀝青質是影響稠油粘度的主要因素，瀝青質具有強極性，在分子間氫鍵、π-π相互作用、芳香片層雜原子與金屬離子的螯合作用下，能夠形成層狀的分子聚集體；膠質中的芳香羧酸、醚類、胺類及酚類化合物使得膠質具有較強的極性，而且能夠通過分子間作用力在膠質分子間、膠質與瀝青質分子間形成締合作用，聚結成大分子聚集體，從而使稠油粘度增大、密度增加、流動性變差，導致其開采集輸難度高、資源利用率差，如何降低稠油粘度、提高其流動性成為打破限制其開發利用壁壘的關鍵。

稠油開采技術可以分為熱采和冷采。熱采主要是利用稠油粘度高但對溫度敏感的特點，通過提高溫度降低粘度,以此減弱阻力完成開采；冷采主要是利用稠油油藏的特性，在不升溫的情況，加入適當的化學試劑和微生物等，實現降低阻力的目的。

當前最為常見且有效的稠油開采技術就是化學降粘開采技術，通過加入化學藥劑使稠油粘度降粘以實現開采目的，根據降粘機理不同又可以分為以下幾類：

(1)油溶性降粘開采：對于低含水稠油和海上稠油的開采、管輸，主要依賴于油溶性降粘技術，向稠油中注入含有極性較強的官能團、表面活性官能團或烷基長鏈的油溶性降粘劑，利用其形成氫鍵的能力通過滲透、分散作用將稠油中瀝青質、膠質的聚集體拆散，而形成新的聚集體，這些與降粘劑通過氫鍵形成的聚集體分子堆砌無規則、結構松散，使稠油粘度得到降低。

(2)摻水乳化降粘開采：摻水乳化降粘技術是目前降粘能力最強、經濟效益最高、適用范圍最廣、工藝簡單、見效快的化學降粘技術，主要通過向油層中注入含有乳化劑的活性水，在外力作用下或自發地將處于油包水狀態的(W/O)稠油轉變為水包油型(O/W)乳液，從而使稠油粘度大幅降低，流動性提高。重要的水溶性降粘劑分為以下兩類：

①表面活性劑型水溶性稠油降粘劑：表面活性劑型水溶性降粘劑是最為重要的一類水溶性稠油降粘劑，能夠提高注入水的表面活性，降低油水間界面張力，促進稠油分散和乳化，在稠油降粘中廣泛應用。

②聚合物型水溶性稠油降粘劑：聚合物型水溶性降粘劑從結構上講是同時含有親水組分和疏水組分的兩親聚合物，可以統稱為高分子表面活性劑，疏水締合水溶性聚合物是最為重要的水溶性稠油降粘劑之一。研究認為，界面張力的降低是導致乳化的主要原因，而形成的稠油乳化液穩定性則主要與聚合物鏈在油水界面的吸附增加了空間排斥有關。

但上述技術主要存在以下問題：(1)油溶性降粘劑的價格較高，用量較大，但降粘率不高，使用范圍有限，用于特稠油和超稠油時甚至無法達到生產要求；

(2)表面活性劑水溶性降粘劑主要依靠降低界面張力和乳化作用降粘，降粘后的破乳問題難以解決，而且表面活性劑溶液粘度接近水相粘度，水油流度比大，易發生水竄現象，顯著降低稠油采收率；

(3)聚合物水溶性降粘劑降低界面張力能力較差，分子量較大，難以深入稠油內部實現“由內而外”的降粘效果，而且聚合物降粘主要針對普通稠油油藏，難以應用于超稠油和特稠油油藏降粘。