[发明专利]改性纤维素基聚表剂、乳化降粘剂及其制备方法和在稠油降粘中的应用

说明书

本发明提供改性纤维素基聚表剂、乳化降粘剂及其制备方法和在稠油降粘中的应用，所述改性纤维素基聚表剂，具有式I所示的结构：所述改性纤维素基聚表剂的粘均分子量为100～120万，由双键改性的纤维素与降粘单体，经自由基共聚得到。本发明利用天然纤维素比表面积大，表面丰富的接枝位点，在其表面引入大量降粘单体，可有效乳化稠油，使稠油粘度降低，降粘剂中的纤维素可吸附在油滴表面，可阻止油滴聚幷，使原油乳化状态维持较长的时间，有利于原油运输，同时纤维素可生物降解，对原油品质无影响。

技术领域

本发明属于降粘剂制备技术领域，特别涉及一种改性纤维素基聚表剂、乳化降粘剂及其制备方法和在稠油降粘中的应用。

背景技术

随着石油资源的不断消耗，高品质轻质原油的储量也日益减少，因此，如何更好地开发高蜡稠油、重油、特超稠油等非常规油藏引起国内外研究者广泛关注。我国有着丰富的稠油资源，在全国12个盆地中发现了70多个重质油田。但稠油的组成比较复杂、流动性差、粘度高等特点使传统的开采技术无法完全采出。开发一种高效、普适性强的化学降粘剂具有广阔的市场场景。

现有稠油开采方法中，热采需要消耗大量的热量，导致成本增加，降低实际经济效益。同时，当温度降低以后，原油的粘度将会反弹，不利于原油运输。稠油开采降粘的方法可主要分为热采和冷采两大类，热采主要是指蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层等方法。常用的冷采技术包括掺稀降粘、化学改质降粘、微生物降粘和乳化降粘等。

掺稀降粘对稠油和稀油的品质有较大的影响，还存在稀油来源不足的风险。化学改质降粘需注入水蒸气，使稠油重组分和水蒸汽反应，重组分裂解为小分子而降低粘度，实施过程中产生水蒸汽也需要消耗大量热量，对管线、设备等要求较高。微生物降粘法对地层伤害小，绿色环保，但分离适合特定油藏环境下生长的微生物比较困难，如何减小和消除油层环境因素对微生物的影响也难以实现。乳化降粘作为一种降粘效率比较高的稠油降粘方法，一直被广泛应用于稠油原油的降粘、开采和运输中，其中起作用的主要为不同类型的表面活性剂，但存在耐盐性差、成本高、稳定性差等缺点。而乳化降粘剂是一种新型的降粘剂，保留了一般乳化降粘剂对原油优异的乳化性能，同时又具有纤维素粒子尺寸小，比表面积大，吸附性强、耐温耐盐等特点，可有效解决目前市场上一般乳化降粘剂存在的问题。

发明内容

为了克服上述不足，本发明首先对纤维素进行双键改性，再加入降粘单体和双键改性的纤维素进行混合，通过自由基聚合制备改性纤维素基聚表剂，再通过和其他助剂复配，制备乳化降粘剂。本发明中提供的乳化降粘剂，可以通过乳化作用将原油乳化成O/W状态，从而大幅降低其粘度，降粘剂中纤维素可吸附在油滴表面，可阻止油滴聚幷，使原油乳化状态维持较长的时间，有利于原油运输，同时纤维素可生物降解，对原油品质无影响。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种改性纤维素基聚表剂，所述改性纤维素基聚表剂具有式I所示的结构，

所述改性纤维素基聚表剂的粘均分子量为100～120万；

R选自式II、式III、式IV中任一种；

本发明的聚表剂是指高分子型聚合物表面活性剂。

本发明另一方面提供上述改性纤维素基聚表剂的制备方法，所述改性纤维素基聚表剂由双键改性的纤维素与降粘单体，经自由基共聚得到；所述降粘单体选自a-烯烃磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠、甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。

可选地，所述纤维素选自羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羟乙基纤维素中至少一种。

可选地，所述纤维素的粒径为100～200nm；可选地，所述纤维素粒径的下限任选自100nm、150nm；上限任选自150nm、200nm。