[发明专利]一种稠油降粘剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种稠油降粘剂及其制备方法和应用，具体说，是涉及一种可作用于在50℃的粘度为14000～24000mPa.s的稠油降粘剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国原油开采程度加深，稠油(包括特稠油和超稠油)的比例逐年增加。一般来讲，在50℃的粘度为10000～50000mPa.s的原油称为特稠油，在50℃的粘度大于50000mPa.s的原油称为超稠原油，超稠原油在20℃的密度大于0.98g/cm³。稠油因其密度大、粘度高、流动性差而不能用常规方法开采。稠油开采的关键是降粘、降摩阻、改善流变性。目前常用的稠油降粘方法有：掺稀降粘、加热降粘、改质降粘及乳化降粘。掺稀降粘受稀油来源的限制；加热降粘能耗大；改质降粘存在催化剂筛选困难的缺点；乳化降粘因其使用范围宽(包括油层开采、井筒降粘、管道输送等领域)，且工艺简单等优势而研究活跃。

乳化降粘就是添加一种表面活性剂或利用稠油中所含有的有机酸与碱反应，生成表面活性剂，其活性大于原油中天然乳化剂的活性，使W/O型乳状液转变成O/W型乳状液，从而达到降粘的目的。共/缩聚物型乳化降粘剂是结合表面活性剂和某些基团的特点而合成的具有某些特定功能的新型乳化降粘剂。近年来，聚合物型乳化降粘剂因其优异性能而备受关注。

尽管稠油乳化降粘剂的研制和应用在国内外取得了很大进展，但现有降粘剂存在预测性能滞后、普适性能差、放大失真现象严重等一系列问题，研制一种具有显著效果、简单而有效的稠油降粘剂将具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种可作用于在50℃的粘度为14000～24000mPa.s的稠油降粘剂及其制备方法和应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种稠油降粘剂，是由链长为C₁₈～C₂₂的丙烯酸酯、马来酸酐和丙烯酰胺三种单体或由链长为C₁₈～C₂₂的丙烯酸酯、马来酸酐、苯乙烯和丙烯酰胺四种单体进行自由基共聚形成的三元共聚物或四元共聚物与链长为C₁₂～C₁₈的烷基伯胺进行胺解反应而得，且所述降粘剂的数均分子量为300～1000，熔点为50～70℃，沸点为300～550℃。

一种制备上述稠油降粘剂的方法，包括如下步骤：

a)以链长为C₁₈～C₂₂的丙烯酸酯、马来酸酐和丙烯酰胺三种单体或链长为C₁₈～C₂₂的丙烯酸酯、马来酸酐、苯乙烯和丙烯酰胺四种单体进行自由基共聚反应，制备三元共聚物或四元共聚物，具体操作如下：以甲苯为溶剂，在单体完全溶解后加入链转移剂乙醇并逐滴加入引发剂过氧化苯甲酰；用氮气置换后在氮气保护下，进行程序升温，升温速度维持在3～5℃/20min；控制反应最高温度为120℃，控制聚合总反应时间在3小时之内，且控制在110～120℃温度范围内的反应时间为0.5～1.0小时；应用高效凝胶渗透色谱法(HPGPC)检测分子量，保证数均分子量为300～500，否则重新聚合；

b)将步骤a)制得的三元共聚物或四元共聚物与链长为C₁₂～C₁₈的烷基伯胺进行胺解反应，具体操作如下：以甲苯为溶剂，将所述三元共聚物或四元共聚物及链长为C₁₂～C₁₈的烷基伯胺加入甲苯中，加热至50～60℃使其完全溶解；用氮气置换后在氮气保护下进行加热，控制反应最高温度为100℃，反应总时间控制在3小时之内，且在90～100℃温度范围内的反应时间控制在0.5～1.0小时；反应结束，减压蒸馏去除溶剂；用甲醇进行重结晶；真空干燥；所得固体即为所述的降粘剂。

作为一种优选方案，进行自由基共聚反应的单体间的摩尔比均为1:1；链转移剂乙醇的用量为总单体质量的3wt%～5wt%；引发剂过氧化苯甲酰的用量为总单体质量的1wt%～2wt%；三元共聚物或四元共聚物与链长为C₁₂～C₁₈的烷基伯胺间的摩尔比为1:1。

所述的链长为C₁₈～C₂₂的丙烯酸酯可市购，也可按如下操作制备而得：