[发明专利]一种复合冷却剂及其制备方法和高蜡原油采出液的破乳方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合冷却剂及其制备方法，以及基于该复合冷却剂的高蜡原油采出液破乳方法。

背景技术

原油凝点指原油在规定试验条件下失去流动性时对应的最高温度。原油失去流动性主要有两方面原因：一为原油粘度会随温度降低而升高；二为原油中的蜡、沥青等物质在析出点以下会逐渐析出并形成三维网状结构，导致原油“硬化”。原油依据凝点高低分为低凝原油(凝点低于0℃)、易凝原油(凝点在0℃～30℃间)和高凝原油(凝点高于30℃)。

原油蜡含量是原油凝点的重要影响因素，通常蜡含量越高，则原油凝点越高。依据蜡含量高低可将原油分为低蜡原油(蜡含量低于2.5质量％)、含蜡原油(蜡含量在2.5质量％～10质量％之间)和高蜡原油(蜡含量高于10质量％)，其中高蜡原油(简称高蜡油)普遍具有高凝特性。高蜡油不仅采输不便，采出液破乳也相对困难。除微晶蜡在油水界面所成的三维网状结构对水滴聚结沉降有阻碍作用之外，各种新型驱采技术(剂)导致采出液成分及乳化状态进一步复杂化也是其破乳困难的重要原因。随着高蜡油开采比例不断增长，其采出液的破乳已成为制约油田保产增效的技术关键之一。

高蜡原油采出液的破乳方法主要包括化学法、非化学法和联合法。化学法中破乳剂法应用最普遍，但因该类原油凝点较高，流动性差，低温条件下常需在破乳前对采出液二次加热以保证破乳效果，破乳能耗高，试剂用量大。对此CN 1317363C公开了以酚胺树脂为起始剂合成的一种含蜡原油低温破乳剂，节能环保、低温性能较好；CN 101100614A公开了一种针对石蜡基原油的新型破乳剂，在35～40℃、50～80mg/L药剂投量条件下处理后原油含水率小于0.2％。破乳剂法简单易行，但多存在普适性一般、药剂有效周期易受油田开采程度影响的缺点。非化学法中，超声波法与微波法已有应用，如祁强等采用乙酸钠辅助微波辐射法对含蜡19.5％、含水50％的大庆高蜡原油进行破乳(应用正交实验设计法研究石蜡基高蜡原油微波破乳规律，石油学报，2009，25(3)：447-451)，在剂油比0.05、压力0.7MPa、微波功率225W、恒压12min的条件下脱水率达95.83％。超声波法和微波法均具破乳、乳化双重作用，对参数变化敏感，且运行成本高，不利于现场大规模应用。另外，膜法、冷冻解冻法也在高蜡原油采出液破乳中有一定应用，但膜法处理量小且膜孔易堵塞，不利于现场连续生产；冷冻解冻法仅对连续相粘度大和富含固体颗粒物的乳化体系效果较好，且能耗高，需时长，目前工业应用较少。

针对以上现状，迫切需要开发一种简单易行、成本较低、普适性强、对后续原油加工工艺影响小的、针对高蜡原油采出液的破乳方法。

发明内容

本发明提供了一种复合冷却剂及其制备方法，以及基于该复合冷却剂的高蜡原油采出液破乳方法。该破乳方法属于物理破乳技术，不需投加传统的破乳剂，具有简单易行、成本低廉、油水分离效果好、普适性强、对后续原油加工工艺基本无影响等特点。

一种复合冷却剂，为冰中包埋有冷却质和凝结核的颗粒状固体，以冰的质量为1计，冷却质的质量为0.5～2.5，凝结核的质量为0.2～1.2；冷却质的等效直径在0.05～1.5mm之间，凝结核的等效直径在0.1～1.5mm之间，冷却剂颗粒的等效直径在0.5～3.5mm之间；所述的冷却质为在水中溶解吸热的物质，所述的凝结核为蜡晶、沥青和粘土颗粒中的一种或多种。

以冰的质量为1计，冷却质的质量优选为0.6～1.5。

以冰的质量为1计，凝结核的质量优选为0.3～0.6。

所述的冷却质优选为氯化铵、氯化钙、氯化锶、硝酸铵、硝酸钾、硝酸钠、碳酸氢铵、碳酸氢钠中的一种或多种，更优选为氯化铵。

所述的凝结核优选为蜡晶和/或沥青。

本发明中的冷却质和凝结核既可以通过商购得到，也可以通过常规技术制备。

所述的冷却质或凝结核均可以是不规则的固体颗粒。所述的等效直径是指与固体颗粒等体积的正球体的直径。

一种复合冷却剂的制备方法，包括：

(1)在搅拌和冷却的条件下，向凝结核喷洒雾化水，使凝结核颗粒表面形成包覆冰层；

(2)将步骤(1)处理后的凝结核与温度大于0℃且小于30℃的冷却质混合，冷却使凝结核外层部分融化的冰再次凝固，使冷却质冻结在凝结核外层；

(3)在搅拌和冷却的条件下，向步骤(2)的混合物喷洒雾化水，使混合物颗粒表面形成包覆冰层。

步骤(1)中，冷却的温度优选为-20℃～-15℃。