本發(fā)明涉及一種稠油開采過程中使用的降低地層原油凝點和粘度，提高原油流動性的降凝降粘劑，具體是一種用于提高高凝稠油流動性能的多元共聚物。
背景技術：
稠油資源儲量在世界油氣資源總儲量中占有較大的比重。隨著對石油資源開采技術的不斷提高，以及輕質原油資源的不斷枯竭，高凝稠油資源越來越引起石油工作者的高度重視。因此如何對高凝稠油進行開采利用，使之成為可動用能源儲量，成為了石油界一直在探究的難題。
目前針對高凝稠油的開采所應用的主要方法是物理降粘技術和化學降粘技術。物理降粘技術指加熱法和摻稀油法；化學降粘技術包括水溶性乳化降粘技術和油溶性聚合物降粘劑降粘技術。物理降粘技術存在的缺點是成本高，浪費稀油資源；水溶性乳化降粘技術可大幅度的降低稠油的粘度，但需要進行后續(xù)破乳處理過程。
油溶性稠油化學降粘聚合物品種很多，其中比較常見的降凝劑有乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、甲基丙烯酸高碳醇酯衍生物的聚合物、馬來酸酐衍生物的聚合物等，這些類型的降凝降粘劑性質比較單一，在稠油開采方面應用效果均不理想，降凝降粘率低，普適性差，大部分僅作為流動改性劑用于稠油輸送；同時，這些降凝降粘劑主要受地層復雜條件影響，存在耐鹽性能差的問題。并且這些類型的降凝降粘劑對于凝固點高于60℃的原油降凝降粘效果不理想。
技術實現要素：
本發(fā)明針對目前國內用于高凝原油降凝降粘劑在稠油開采方面應用效果不理想，降凝降粘率低，適應性差，耐鹽性能差等問題，而提供一種用于提高高凝稠油流動性能的多元共聚物，該多元共聚物耐礦化度達220000mg/L，適合原油凝固點低于70℃的原油，使凝固點為60～70℃的高凝稠油凝固點降低8℃以上，在高凝稠油凝固點溫度和用量為100ppm條件下，可使粘度大于50000mPa·s的稠油粘度降低95％以上，解決高鹽高凝稠油油藏開采與舉升難題。
本發(fā)明提供用于提高高凝稠油流動性能的多元共聚物，該多元共聚物由單體富馬酸酐、2-乙烯吡啶和乙酸乙烯酯共聚而成，分子量4000～40000g/mol，其結構通式為：
式中，R為C16～C20正構烷基；
m＝24～120，優(yōu)選為24～36；
n＝12～125，優(yōu)選為12～18；
p＝8～100，優(yōu)選為70～110。
所述的單體富馬酸酐、2-乙烯吡啶和乙酸乙烯酯摩爾比為1∶0.1～10∶0.5～6，優(yōu)選1∶0.5∶3
優(yōu)選地，所述的多元共聚物分子量為10000～15000g/mol。
本發(fā)明所述的用于提高高凝稠油流動性能的多元共聚物的制備方法，所述的制備方法具體包括以下步驟：
(1)在惰性氣體N2保護下先將上述比例的富馬酸酐和溶劑以150～300rpm速率攪拌并升溫到30～50℃，攪拌30～40min，在攪拌加熱過程中加入上述比例的2-乙烯吡啶，將引發(fā)劑和上述比例的乙酸乙烯酯溶解于甲苯中，甲苯的用量為單體總質量的0.1～0.5倍，放置到恒壓滴液漏斗中，控制滴液速率為3～5滴/min，然后將溫度升至110℃后關閉加熱裝置進行降溫，當溫度降低到60～90℃時恒溫2～6h，恒溫結束后加入阻聚劑，關閉加熱裝置，攪拌20～30min，得到產物A；
(2)待上述產物A溫度降低到40～50℃左右，加入高級脂肪醇攪拌溶解，高級脂肪醇的用量為與富馬酸酐的摩爾比為1∶0.5～1，然后加入催化劑，催化劑用量是單體總質量的1.5～3％，升溫至110～145℃，攪拌速率為100～500rpm，攪拌時間為2～5h，降溫至室溫，然后減壓蒸餾除去溶劑，得到產物B。
(3)將產物B先用碳酸鈉溶液中和剩余的酸，再用氯化鈉溶液洗至中性，最后真空干燥至恒重，得到本多元共聚物。
其中，所述的溶劑為甲苯或二甲苯，用量為單體總質量的1.0～1.5倍；所述的引發(fā)劑為過氧化苯甲?；蚺嫉惗‰妫昧繛閱误w總質量的0.5～5％；所述的阻聚劑為對苯二酚或對苯醌，用量為單體總質量的0.5～3％；所述高級脂肪醇為十六醇、十八醇和二十醇的混合物，質量比例為0.1～1∶1∶0.1～1，優(yōu)選0.5∶1∶0.5；所述的催化劑為對甲苯磺酸或氯化亞砜，用量為單體總質量的0.5～3％；所述的碳酸鈉溶液質量濃度為4～8％，所述的氯化鈉溶液質量濃度為3～10％。
本發(fā)明提供的用于提高高凝稠油流動性能的多元共聚物，采用分子設計思想，一方面在分子骨架上引入與原油最集中的石蠟烷烴長度相近的長鏈烷基，增強降凝劑分子與蠟的共結晶作用；另一方面在分子骨架上引入強極性基團，利用分子的極性排斥作用，防止蠟的聚結。此外，在聚合物分子中引入吡啶環(huán)，提高了高分子材料的剛性，使得高分子鏈的排列更為規(guī)整，不會自我糾纏，降低了聚合物的用量；引入的乙酸乙烯酯基團具有適宜的柔韌性和附著力，與吡啶環(huán)搭配聚合后提高了聚合物對稠油蠟晶的吸附作用，在宏觀上表現出對高凝稠油具有良好的流動性能改進效果。
本發(fā)明與現有技術相比具有如下優(yōu)點和有益效果：
(1)本發(fā)明的多元共聚物的原料來源廣泛，合成工藝簡單，過程清潔無污染，產物易于獲得和運輸保存；
(2)本發(fā)明的多元共聚物具有適應性強，用量少，使用方便，可替代摻稀油降粘，節(jié)約稀油用量，經濟效益顯著；
(3)本發(fā)明的多元共聚物抗鹽性能好，耐礦化度達200000mg/L，克服了以往降凝降粘劑抗鹽性能差的缺點；
(4)本發(fā)明的多元共聚物具有降凝降粘效果好，在高凝稠油凝固點溫度和用量為100ppm條件下，可使粘度大于50000mPa.s的稠油粘度降低95％以上，提高了原油流動性，滿足了井筒舉升要求，使凝固點為60～70℃的高凝稠油凝固點降低8℃以上，大大節(jié)省了能源的消耗。
具體實施方式
下面通過具體實施例，對本發(fā)明的技術方案作進一步具體的說明。
實施例1：多元共聚物F1及其制備方法
(1)多元共聚物F1組成及組分如下：
富馬酸酐 0.2mol(19.61g)
2-乙烯吡啶 0.02mol(2.10g)
乙酸乙烯酯 0.1mol(8.61g)
(2)多元共聚物F1制備方法如下：
①在惰性氣體N2保護下先將19.61g富馬酸酐和30.32g甲苯以150rpm速率攪拌并升溫到30℃，攪拌30min，在攪拌加熱過程中加入2.10g 2-乙烯吡啶，將0.15g過氧化苯甲酰和8.61g乙酸乙烯酯溶解于3.03g甲苯中，放置到恒壓滴液漏斗中，控制滴液速率為3滴/min，然后將溫度升至110℃后關閉加熱裝置進行降溫，當溫度降低到60℃時恒溫2h，恒溫結束后加入0.15g對苯二酚，關閉加熱裝置，攪拌20min，得到產物A。
②當產物A的溫度降低到40℃左右，加入0.2mol高級脂肪醇混合物(4.04g十六醇、45g十八醇和4.98g二十醇)攪拌溶解，然后加入0.15g對甲苯磺酸。升溫至110℃，攪拌速率為100rpm，攪拌時間為2h，反應完成后，關閉加熱裝置，降溫至室溫，然后減壓蒸餾除去溶劑，得到產物B。
③將產物B用4％碳酸鈉溶液中和剩余的酸，再用3％氯化鈉溶液洗至中性，最后真空干燥至恒重，得到本多元共聚物F1。
實施例2：多元共聚物F2及其制備方法
(1)多元共聚物F2組成及組分如下：
富馬酸酐 0.2mol(19.61g)
2-乙烯吡啶 2mol(210.26g)
乙酸乙烯酯 1.2mol(103.31g)
(2)多元共聚物F2制備方法如下：
①在惰性氣體N2保護下先將上述比例的19.61g富馬酸酐和500.0g二甲苯以300rpm速率攪拌并升溫到50℃，攪拌40min，在攪拌加熱過程中加入210.26g 2-乙烯吡啶，將16.66g偶氮二異丁腈和103.31g乙酸乙烯酯溶解于166.59g甲苯中，放置到恒壓滴液漏斗中，控制滴液速率為5滴/min，然后將溫度升至110℃后關閉加熱裝置進行降溫，當溫度降低到90℃時恒溫6h，恒溫結束后加入10.00g對苯醌，關閉加熱裝置，攪拌30min，得到產物A。
②當產物A的溫度降低到50℃左右，加入0.4mol高級脂肪醇混合物(32.3g十六醇、36.1g十八醇和40g二十醇)攪拌溶解，然后加入10.00g對甲苯磺酸。升溫至145℃，攪拌速率為500rpm，攪拌時間為5h，反應完成后，關閉加熱裝置，降溫至室溫，然后減壓蒸餾除去溶劑，得到產物B。
③將產物B先用8％碳酸鈉溶液中和剩余的酸，再用10％氯化鈉溶液洗至中性，最后真空干燥至恒重，得到本多元共聚物F2。
實施例3：多元共聚物F3及其制備方法
(1)多元共聚物F3組成及組分如下：
富馬酸酐 0.2mol(19.61g)
2-乙烯吡啶 0.1mol(10.51g)
乙酸乙烯酯 0.6mol(51.65g)
(2)多元共聚物F3制備方法如下：
①在惰性氣體N2保護下先將上述比例的19.61g富馬酸酐和98.12g甲苯以200rpm速率攪拌并升溫到40℃，攪拌35min，在攪拌加熱過程中加入10.51g 2-乙烯吡啶，將1.23g過氧化苯甲酰和51.65g乙酸乙烯酯溶解于24.53g甲苯中，放置到恒壓滴液漏斗中，控制滴液速率為3滴/min，然后將溫度升至110℃后關閉加熱裝置進行降溫，當溫度降低到75℃時恒溫4h，恒溫結束后加入0.82g對苯二酚，關閉加熱裝置，攪拌25min，得到產物A。
②當產物A的溫度降低到45℃左右，加入0.25mol高級脂肪醇混合物(16g十六醇、33.81g十八醇和18.66g二十醇)攪拌溶解，然后加入1.23g對甲苯磺酸。升溫至120℃，攪拌速率為300rpm，攪拌時間為3h，反應完成后，關閉加熱裝置，降溫至室溫，然后減壓蒸餾除去溶劑，得到產物B。
③將產物B用5％碳酸鈉溶液中和剩余的酸，再用6％氯化鈉溶液洗至中性，最后真空干燥至恒重，得到多元共聚物F3。
實施例4：多元共聚物F4及其制備方法
(1)多元共聚物F4組成及組分如下：
富馬酸酐 0.2mol(19.61g)
2-乙烯吡啶 0.8mol(84.10g)
乙酸乙烯酯 0.6mol(51.65g)
(2)多元共聚物F4制備方法如下：
①在惰性氣體N2保護下先將上述比例的19.61g富馬酸酐和217.50g二甲苯以200rpm速率攪拌并升溫到40℃，攪拌37min，在攪拌加熱過程中加入84.10g 2-乙烯吡啶，將3.88g偶氮二異丁腈和51.65g乙酸乙烯酯溶解于31.07g甲苯中，放置到恒壓滴液漏斗中，控制滴液速率為4滴/min，然后將溫度升至110℃后關閉加熱裝置進行降溫，當溫度降低到80℃時恒溫5h，恒溫結束后加入3.11g對苯二酚，關閉加熱裝置，攪拌27min，得到產物A。
②當產物A的溫度降低到47℃左右，加入0.25mol高級脂肪醇混合物(12.13g十六醇、33.81g十八醇和22.39g)攪拌溶解，然后加入3.11g對甲苯磺酸。升溫至140℃，攪拌速率為200rpm，攪拌時間為4h，反應完成后，關閉加熱裝置，降溫至室溫，然后減壓蒸餾除去溶劑，得到產物B。
③將產物B用6％碳酸鈉溶液中和剩余的酸，再用5％氯化鈉溶液洗至中性，最后真空干燥至恒重，得到本多元共聚物F4。
實施例5：多元共聚物F5及其制備方法
(1)多元共聚物F5組成及組分如下：
單體富馬酸酐 0.2mol(19.61g)
2-乙烯吡啶 1.5mol(157.70g)
乙酸乙烯酯 1.0mol(86.09g)
(2)多元共聚物F5制備方法如下：
①在惰性氣體N2保護下先將上述比例的19.61g富馬酸酐和395.1g甲苯以170rpm速率攪拌并升溫到35℃，攪拌33min，在攪拌加熱過程中加入157.70g 2-乙烯吡啶，將9.22g過氧化苯甲酰和86.09g乙酸乙烯酯溶解于105.36g甲苯中，放置到恒壓滴液漏斗中，控制滴液速率為4滴/min，然后將溫度升至110℃后關閉加熱裝置進行降溫，當溫度降低到70℃時恒溫5h，恒溫結束后加入5.27g對苯二酚，關閉加熱裝置，攪拌23min，得到產物A。
②當產物A的溫度降低到43℃左右，加入0.25mol高級脂肪醇混合物(22.0g十六醇、30.7g十八醇和13.57g二十醇)攪拌溶解，然后加入5.27g氯化亞砜。升溫至125℃，攪拌速率為400rpm，攪拌時間為2.5h，反應完成后，關閉加熱裝置，降溫至室溫，然后減壓蒸餾除去溶劑，得到產物B。
③將產物B用7％碳酸鈉溶液中和剩余的酸，再用8％氯化鈉溶液洗至中性，最后真空干燥至恒重，得到本多元共聚物F5。
實施例6多元共聚物的效果評價
為驗證本發(fā)明效果，將本發(fā)明的多元共聚物F1、F2、F3、F4、F5應用于勝利油田高凝高粘稠油G，該稠油G的基本參數如下：凝固點在63℃、粘度(63℃)為7.85×104mPa·s、密度為928.6kg/m3、含水率為30.33％，表1為本發(fā)明所合成多元共聚物F1、F2、F3、F4、F5對勝利油田高凝高粘稠油G的降凝降粘實驗結果。
表1多元共聚物對勝利油田高凝高粘稠油G的降凝降粘實驗結果
由表1可知，本發(fā)明對高凝固點稠油的流動性能具有明顯的改善效果，在多元共聚物添加量為100ppm的條件下可使其凝固點最小降低8℃，降粘率最高達99.11％，降粘降凝效果顯著，顯著的提高了高凝稠油的流動性能。同時，本發(fā)明具有用量少，操作簡單方便，具有顯著的經濟效益。