一種原油地下改質降黏催化用組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種原油地下改質降黏催化用組合物，以重量百分比計，包括下列組分：催化劑30wt%-50wt%，溶劑45wt%-70wt%，增溶劑0.1wt%-1wt%；各組分的重量百分比之和為100%；所述催化劑為有機金屬鹽，所述溶劑包括有機溶劑和/或石油產品，所述增溶劑為表面活性劑。本發(fā)明的催化用組合物以水為介質注入油藏，操作簡單，能夠有效降低稠油催化改質降黏的成本，進入油藏后，能夠與原油良好的互溶，能夠有效提高催化效率。
【專利說明】一種原油地下改質降黏催化用組合物
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種原油地下改質降黏催化用組合物，屬于油氣開發(fā)【技術領域】。
【背景技術】
[0002]世界稠油資源量巨大，據(jù)估計比常規(guī)原油資源高數(shù)倍，是最為現(xiàn)實的替代能源之一。稠油資源分布廣，幾乎所有產油國都有發(fā)現(xiàn)，據(jù)調研資料統(tǒng)計，世界上稠油(含特重油)資源豐富的國家有美國、委內瑞拉、加拿大、前蘇聯(lián)等，其稠油地質儲量及浙青砂資源約(40 00-60 00) X 108m3(含預測資源量)。我國稠油資源極為豐富，已在渤海灣盆地、松遼盆地、南襄盆地、準噶爾盆地、二連盆地等12個大中型含油盆地和凹陷發(fā)現(xiàn)70多個稠油油田。預測全國稠油(包括浙青)儲量在80X IO8噸以上。
[0003]目前國內外較成熟的稠油開采技術主要包括:(1)蒸汽吞吐；(2)蒸汽驅；(3)蒸汽輔助重力泄油(SAGD)技術；此外，以下前沿開發(fā)技術正處于研發(fā)和試驗階段:(4)火燒油層技術；(6)注溶劑萃取(VAPEX)技術；(7)水熱裂解技術；(8)微生物開采稠油技術。
[0004]地下催化改質降黏技術是當前稠油開發(fā)領域的研究前沿與熱點，由于其能夠在相對溫和的條件下實現(xiàn)稠油不可逆降黏而備受關注。目前催化水熱裂解、井筒就地催化裂解(CAPRI)、低溫催化氧化-乳化等3項技術最具代表性:①催化水熱裂解技術相對成熟并已現(xiàn)場應用，其基本工作原理為:將催化劑注入油層，稠油在高溫(200°C -300°C )水蒸汽及催化劑聯(lián)合作用下，發(fā)生脫硫、脫氮、加氫、開環(huán)水煤氣轉換等一系列反應，從而黏度得到不可逆地降低；②基于THAI火燒的CAPRI技術處于現(xiàn)場試驗階段，其基本工作原理為:將改質催化劑填置于采出井井筒周圍區(qū)域形成固定催化床，被加熱的原油流經(jīng)催化床進入井筒時發(fā)生催化改質反應，達到不可逆降黏效果低溫催化氧化-乳化技術尚處于室內研究階段，其基本工作原理為:將催化劑注入油層，稠油在催化劑作用下與空氣或氧氣發(fā)生低溫(200°C以下)氧化反應并生成羧酸，再向地層中注入堿，地下生成的羧酸與堿發(fā)生皂化反應后生成表面活性劑，原位生成的表活劑與稠油發(fā)生乳化作用，從而實現(xiàn)稠油降黏。此外，利用外場(微波、超聲、射頻等)提供能量，輔助催化劑達到稠油降黏效果的開發(fā)方式也有報道。
[0005]地下催化改質降黏技術的關鍵難題之一即如何將改質催化劑分散注入油層。通過對國內外相關專利及文獻進行檢索，結果表明:目前將催化劑置入油層主要有3種技術方案。①水溶性催化劑以水為介質的注入技術:該技術利用無機金屬鹽催化劑水溶性的特性，以水為注入介質，將催化劑注入至地層。該技術操作簡單、成本低廉，但催化劑在地下與原油接觸有限，限制了催化劑作用的發(fā)揮(出處:趙法軍等，稠油水熱裂解催化劑研究進展，油田化學，2006，(23)，3，277-283)。②油溶性催化劑以溶劑為介質的注入技術:油溶性催化劑具有親油疏水的特性，能夠在地層與原油充分接觸，從而提高催化改質效率。然而油溶性催化劑不溶于水，只能溶解于有機溶劑、輕油或VGO等介質注入，這導致該技術在應用時面臨成本高、波及體積小等局限(出處:劉永建等，稠油水熱裂解油溶性催化劑性能研究，石油化工與催化，2008 (16)，11，31-34)。③井筒催化(CAPRI)技術:CAPRI技術是將煉油催化劑(固體催化劑)置于水平生產井的套管內或周圍，被加熱的原油流經(jīng)生產井套管時發(fā)生催化反應，達到改質降黏的效果。但該技術對設備要求高且催化劑不能再生和重復利用，此外原油與催化劑接觸時間少，催化效果有限(出處:M.Greaves，T.Xiaj CAPR1-Downhole Catalytic Process for Upgrading Heavy Oil!Produced OilProperties and Composition, PETSOCj2001-023)。

【發(fā)明內容】

[0006]鑒于上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種原油地下改質降黏催化用組合物，能夠降低催化改質降黏的成本，能夠提高與原油的互溶性，能夠提高催化效果。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術方案得以實現(xiàn):
[0008]一種原油地下改質降黏催化用組合物，以重量百分比計，包括下列組分:
[0009]催化劑30wt%_50wt%，溶劑45wt%_70wt%，增溶劑0.lwt%_lwt% ;各組分的重量百分比之和為100% ；
[0010]所述催化劑為有機金屬鹽，所述溶劑包括有機溶劑和/或石油產品，所述增溶劑為表面活性劑。
[0011]上述的原油地下改質降黏催化用組合物中，優(yōu)選的，所述有機金屬鹽包括下列鹽中的一種或幾種的組合:含鐵、鎳和銅中至少一種離子的油酸鹽，含鐵、鎳和銅中至少一種離子的十二烷基硫酸鹽，含鐵、鎳和銅中至少一種離子的乙酰丙酮鹽，含鐵、鎳和銅中至少一種離子的環(huán)烷酸鹽。
[0012]上述的原油地下改質降黏催化用組合物中，優(yōu)選的，所述有機溶劑包括石油醚、正己烷、正庚烷、二甲苯 、乙醇、甲醇、異丙醇和四氫呋喃中的一種或幾種的組合。
[0013]上述的原油地下改質降黏催化用組合物中，優(yōu)選的，所述石油產品包括減壓柴油(VGO )、餾分油和潤滑油中的一種或幾種的組合。
[0014]上述的原油地下改質降黏催化用組合物中，優(yōu)選的，所述表面活性劑包括十二烷基苯磺酸鈉、烷醇酰胺、吐溫類表面活性劑和司班類表面活性劑等中的一種或幾種的組合。
[0015]本發(fā)明所提供的上述原油地下改質降黏催化用組合物是通過將催化劑、溶劑、增溶劑混合在一起制備的。
[0016]本發(fā)明還提供上述的原油地下改質降黏催化用組合物在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟:
[0017]由注入井向油層注入500-2000噸蒸汽，燜井1-7天；
[0018]以水為介質，按水重量的10%_50%向該水中加入所述原油地下改質降黏催化用組合物，得到催化用組合物乳液，將20-100噸該催化用組合物乳液注入到注入井中；
[0019]再次注入1000-5000噸蒸汽，燜井1_30天，即已降低稠油黏度，然后開井采油。
[0020]本發(fā)明還提供上述的原油地下改質降黏催化用組合物在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟:
[0021]以水為介質，按水重量的10%_50%向該水中加入所述原油地下改質降黏催化用組合物，得到催化用組合物乳液，將20-100噸的該催化用組合物乳液由注入井注入地層；
[0022]再用電加熱方法 將注入井周圍地層溫度加熱至250°C -350°C，即已降低稠油黏度，然后由采出井采出原油。[0023]本發(fā)明聚焦于如何將催化效果更高(與水溶性催化劑相比)的油溶性催化劑注入至地層這一關鍵問題，發(fā)明了一種原油地下改質降黏催化用組合物，該組合物由催化劑、溶劑和增溶劑三部分組成，其中催化劑為油溶性過渡金屬鹽；溶劑的作用為溶解催化劑，并與催化劑一同作為水包油注入體系的油相(內向)，使用量與催化劑量相當，占組合物45wt%-70wt% ；增溶劑為表面活性劑，作用為使溶解有催化劑的溶劑的有機相與注入水相形成穩(wěn)定的乳液，以擴大注入液的波及體積，雖然表面活性劑在三次采油中已有廣泛使用，但其在稠油熱采中的應用尚未見到，專利CN102643636A提供了一種含有石油酸鹽表面活性劑和有機金屬鹽的一種熱力采油輔助增效化學劑，專利中使用的石油酸鹽表面活性劑主要起降低油水界面張力和乳化原油的作用，使用量和有機金屬鹽用量相當，為催化劑的0.62-2.3倍；而本發(fā)明中的增溶劑的作用是乳化油溶性催化劑，而并非乳化原油，因此本發(fā)明中增溶劑的用量僅為催化劑用量的1/300-1/50，占組合物的0.lwt%-lwt%。該組合物以水為注入介質注入至油藏中，結合蒸汽吞吐或電加熱的稠油開發(fā)方式，能夠達到良好的開米效果。
[0024]本發(fā)明的催化用組合物以水為介質注入油藏，操作簡單，能夠有效降低稠油催化改質降黏的成本，進入油藏后，能夠與原油良好的互溶，能夠有效提高催化效率。
【具體實施方式】
[0025]以下便結合實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳述，以使本發(fā)明技術方案更易于理解、掌握。
[0026]實施例1
[0027]本實施例提供一種原油地下改質降黏催化用組合物，以重量百分比計，包括下列組分:
[0028]油酸鐵3噸，石油醚6.99噸，烷醇酰胺0.01噸。
[0029]原油地下改質降黏催化用組合物乳液的制備:
[0030]將原油地下改質降黏催化用組合物所有組分共10噸加入到10噸水中，攪拌均勻，即得到原油地下改質降黏催化用組合物乳液。
[0031 ] 原油地下改質降黏催化用組合物乳液在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟:
[0032]以一口黏度為8088毫帕秒(50°C)的油井為進行催化改質降黏的實驗油井；
[0033]向油井中注入500噸蒸汽，燜井I天；然后注入催化用組合物乳液20噸；再次注入1000噸蒸汽，燜井7天，然后開井采油。
[0034]開采出的稠油黏度降至1213毫帕秒(50°C)，降黏率為85%，開采效果良好。
[0035]實施例2
[0036]本實施例提供一種原油地下改質降黏催化用組合物，以重量百分比計，包括下列組分:
[0037]油酸鎳3噸，己烷6.99噸，烷醇酰胺0.01噸。
[0038]原油地下改質降黏催化用組合物乳液的制備:
[0039]將原油地下改質降黏催化用組合物所有組分共10噸加入到10噸水中，攪拌均勻，即得到原油地下改質降黏催化用組合物乳液。[0040]原油地下改質降黏催化用組合物乳液在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟:
[0041]以一口黏度為11078毫帕秒(50°C)的油井為進行催化改質降黏的實驗油井；
[0042]向油井中注入500噸蒸汽，燜井I天；然后注入催化用組合物乳液20噸；再次注入1000噸蒸汽，燜井7天，然后開井采油。
[0043]開采出的稠油黏度降至1551毫帕秒(50°C)，降黏率為86%，開采效果良好。
[0044]實施例3
[0045]本實施例提供一種原油地下改質降黏催化用組合物，以重量百分比計，包括下列組分:
[0046]油酸銅3噸，二甲苯6.99噸，烷醇酰胺0.01噸。
[0047]原油地下改質降黏催化用組合物乳液的制備:
[0048]將原油地下改質降黏催化用組合物所有組分共10噸加入到10噸水中，攪拌均勻，即得到原油地下改質降黏催化用組合物乳液。
[0049]原油地下改質降黏催化用組合物乳液在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟:
[0050]以一口黏度為11752毫帕秒(50°C)的油井為進行催化改質降黏的實驗油井；
[0051]向油井中注入1000噸蒸汽，燜井I天；然后注入催化用組合物乳液20噸；再次注入1000噸蒸汽，燜井7天，然后開井采油。
[0052]開采出的稠油黏度降至1410毫帕秒(50°C)，降黏率為88%，開采效果良好。
[0053]實施例4
[0054]本實施例提供一種原油地下改質降黏催化用組合物，以重量百分比計，包括下列組分:
[0055]油酸鐵5噸，VG04.90噸，吐溫800.10噸。
[0056]原油地下改質降黏催化用組合物乳液的制備:
[0057]將原油地下改質降黏催化用組合物所有組分共10噸加入到90噸水中，攪拌均勻，即得到原油地下改質降黏催化用組合物乳液。
[0058]原油地下改質降黏催化用組合物乳液在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟:
[0059]以一口黏度為11798毫帕秒(50°C)的油井為進行催化改質降黏的實驗油井；
[0060]向油井中注入2000噸蒸汽，燜井7天；然后注入催化用組合物乳液100噸；再次注入5000噸蒸汽，燜井10天，然后開井采油。
[0061]開采出的稠油黏度降至1770毫帕秒(50°C)，降黏率為85%，開采效果良好。
[0062]實施例5
[0063]本實施例提供一種原油地下改質降黏催化用組合物，以重量百分比計，包括下列組分:
[0064]油酸鎳5噸，稀油4.95噸，司班800.05噸。
[0065]原油地下改質降黏催化用組合物乳液的制備:
[0066]將原油地下改質降黏催化用組合物所有組分共10噸加入到90噸水中，攪拌均勻，即得到原油地下改質降黏催化用組合物乳液。[0067]原油地下改質降黏催化用組合物乳液在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟:
[0068]以一口黏度為15419毫帕秒(50°C)的油井為進行催化改質降黏的實驗油井；
[0069]向油井中注入2000噸蒸汽，燜井7天；然后注入催化用組合物乳液100噸；再次注入5000噸蒸汽，燜井30天，然后開井采油。
[0070]開采出的稠油黏度降至1542毫帕秒(50°C )，降黏率為90%，開采效果良好。
[0071]實施例6
[0072]本實施例提供一種原油地下改質降黏催化用組合物，以重量百分比計，包括下列組分:
[0073]油酸鐵3噸，石油醚6.99噸，烷醇酰胺0.01噸。
[0074]原油地下改質降黏催化用組合物乳液的制備:
[0075]將原油地下改質降黏催化用組合物所有組分共10噸加入到10噸水中，攪拌均勻，即得到原油地下改質降黏催化用組合物乳液。
[0076]原油地下改質降黏催化用組合物乳液在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟:
[0077]以一口黏度為10077毫帕秒(50°C)的油井為進行催化改質降黏的實驗油井；
[0078]由注入井注入催化用組合物乳液20噸；然后電加熱使油藏溫度升溫至250°C，再由米出井米油。
[0079]開采出的稠油黏度降至1411毫帕秒(50°C)，降黏率為86%，開采效果良好。
[0080]實施例7
[0081]本實施例提供一種原油地下改質降黏催化用組合物，以重量百分比計，包括下列組分:
[0082]油酸鎳3噸，己烷6.99噸，烷醇酰胺0.01噸。
[0083]原油地下改質降黏催化用組合物乳液的制備:
[0084]將原油地下改質降黏催化用組合物所有組分共10噸加入到10噸水中，攪拌均勻，即得到原油地下改質降黏催化用組合物乳液。
[0085]原油地下改質降黏催化用組合物乳液在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟:
[0086]以一口黏度為9974毫帕秒(50°C)的油井為進行催化改質降黏的實驗油井；
[0087]由注入井注入催化用組合物乳液20噸；然后電加熱使油藏溫度升溫至300°C，再由米出井米油。
[0088]開采出的稠油黏度降至698毫帕秒(50°C )，降黏率為93%，開采效果良好。
[0089]實施例8
[0090]本實施例提供一種原油地下改質降黏催化用組合物，以重量百分比計，包括下列組分:
[0091]油酸銅3噸，二甲苯6.99噸，烷醇酰胺0.01噸。
[0092]原油地下改質降黏催化用組合物乳液的制備:
[0093]將原油地下改質降黏催化用組合物所有組分共10噸加入到10噸水中，攪拌均勻，即得到原油地下改質降黏催化用組合物乳液。[0094]原油地下改質降黏催化用組合物乳液在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟:
[0095]以一口黏度為13297毫帕秒(50°C)的油井為進行催化改質降黏的實驗油井；
[0096]由注入井注入催化用組合物乳液20噸；然后電加熱使油藏溫度升溫至300°C，再由米出井米油。
[0097]開采出的稠油黏度降至665毫帕秒(50°C )，降黏率為95%，開采效果良好。
[0098]實施例9
[0099]本實施例提供一種原油地下改質降黏催化用組合物，以重量百分比計，包括下列組分:
[0100]油酸鐵5噸，VG04.90噸，吐溫800.10噸。
[0101]原油地下改質降黏催化用組合物乳液的制備:
[0102]將原油地下改質降黏催化用組合物所有組分共10噸加入到90噸水中，攪拌均勻，即得到原油地下改質降黏催化用組合物乳液。
[0103]原油地下改質降黏催化用組合物乳液在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟:
[0104]以一口黏度為16789毫帕秒(50°C)的油井為進行催化改質降黏的實驗油井；
[0105]由注入井注入催化用組合物乳液100噸；然后電加熱使油藏溫度升溫至350°C，再由米出井米油。
[0106]開采出的稠油黏度降至672毫帕秒(50°C)，降黏率為96%，開采效果良好。
[0107]實施例10
[0108]本實施例提供一種原油地下改質降黏催化用組合物，以重量百分比計，包括下列組分:
[0109]油酸鎳5噸，稀油4.95噸，司班800.05噸。
[0110]原油地下改質降黏催化用組合物乳液的制備:
[0111]將原油地下改質降黏催化用組合物所有組分共10噸加入到90噸水中，攪拌均勻，即得到原油地下改質降黏催化用組合物乳液。
[0112]原油地下改質降黏催化用組合物乳液在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟:
[0113]以一口黏度為16789毫帕秒(50°C)的油井為進行催化改質降黏的實驗油井；
[0114]由注入井注入催化用組合物乳液100噸；然后電加熱使油藏溫度升溫至350°C，再由米出井米油。
[0115]開采出的稠油黏度降至1011毫帕秒(50°C)，降黏率為93%，開采效果良好。
[0116]對比例I
[0117]本對比例提供一種原油地下改質降黏催化用組合物，不注入增溶劑，僅注入催化劑和溶劑，以重量百分比計，包括下列組分:
[0118]油酸鐵5 噸，VG04.90 噸。
[0119]原油地下改質降黏催化用組合物乳液的制備:
[0120]將原油地下改質降黏催化用組合物所有組分共9.9噸加入到90.1噸水中，攪拌均勻，即得到原油地下改質降黏催化用組合物乳液。[0121]原油地下改質降黏催化用組合物乳液在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟:
[0122]以一口黏度為16505毫帕秒(50°C)的油井為進行催化改質降黏的實驗油井；
[0123]由注入井注入催化用組合物乳液100噸；然后電加熱使油藏溫度升溫至350°C，再由米出井米油。
[0124]開采出的稠油黏度降至13381毫帕秒(50°C)，降黏率為18.9%。
[0125]與實施例9的原油地下改質降黏催化用組合物的降黏效果相比，增溶劑的加入，使采出原油的黏度大大降低，降黏率增加。
[0126]由上可見，催化用組合物以水為介質注入油藏，操作簡單，能夠有效降低稠油催化改質降黏的成本，進入油藏后，能夠有效提高催化效率。
【權利要求】
1.一種原油地下改質降黏催化用組合物，以重量百分比計，包括下列組分: 催化劑30wt%-50wt%，溶劑45wt%-70wt%，增溶劑0.lwt%-lwt% ;各組分的重量百分比之和為100% ； 所述催化劑為有機金屬鹽，所述溶劑包括有機溶劑和/或石油產品，所述增溶劑為表面活性劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的原油地下改質降黏催化用組合物，其特征在于:所述有機金屬鹽包括下列鹽中的一種或幾種的組合:含鐵、鎳和銅中至少一種離子的油酸鹽，含鐵、鎳和銅中至少一種離子的十二烷基硫酸鹽，含鐵、鎳和銅中至少一種離子的乙酰丙酮鹽，含鐵、鎳和銅中至少一種離子的環(huán)烷酸鹽。
3.根據(jù)權利要求1所述的原油地下改質降黏催化用組合物，其特征在于:所述有機溶劑包括石油醚、正己烷、正庚烷、二甲苯、乙醇、甲醇、異丙醇和四氫呋喃中的一種或幾種的組合。
4.根據(jù)權利要求1所述的原油地下改質降黏催化用組合物，其特征在于:所述石油產品包括減壓柴油、餾分油和潤滑油中的一種或幾種的組合。
5.根據(jù)權利要求1所述的原油地下改質降黏催化用組合物，其特征在于:所述表面活性劑包括十二烷基苯磺酸鈉、烷醇酰胺、吐溫類表面活性劑和司班類表面活性劑中的一種或幾種的組合。
6.權利要求1-5任一項所述的原油地下改質降黏催化用組合物在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟: 由注入井向油層注入500-2000噸蒸汽，燜井1-7天； 以水為介質，按水重量的10%-50%向該水中加入所述原油地下改質降黏催化用組合物，得到催化用組合物乳液，將20-100噸的該催化用組合物乳液注入到注入井中； 再次注入1000-5000噸蒸汽，燜井1-30天，然后開井采油。
7.權利要求1-5任一項所述的原油地下改質降黏催化用組合物在石油開采時降低稠油黏度的應用，包括以下步驟: 以水為介質，按水重量的10%-50%向該水中加入所述原油地下改質降黏催化用組合物，得到催化用組合物乳液，將20-100噸的該催化用組合物乳液由注入井注入地層； 再用電加熱方法將注入井周圍地層溫度加熱至250°C -350°C，然后由采出井采出原油。
【文檔編號】C10G11/02GK103878024SQ201410088241
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權日:2014年3月11日
【發(fā)明者】李陽, 昝成, 黃佳, 周新宇, 江航, 吳康云 申請人:中國石油天然氣股份有限公司