[发明专利]一种粘弹性-活性纳米降粘剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种粘弹性‑活性纳米降粘剂及其制备方法和应用，涉及石油技术领域。本发明首先利用反相乳液法合成高分子基团胶体溶液，然后利用水热法对硫化钼纳米片状材料进行表面改性，制备得到的粘弹性‑活性纳米降粘剂具有粘弹性和降粘双重效应，能够增加水相粘度，改善水油流度比，同时发挥找油、吸附、渗透作用，深入稠油内部打散沥青质和胶质的聚集体结构，实现“由内而外”的稠油降粘效果，水相增粘和油相降粘的双重作用可显著增大波及体积，改善驱替剖面，提高稠油油藏的采收率。本发明制得的粘弹性‑活性纳米降粘剂适用范围广、降粘效果显著，适用于普通稠油、特稠油和超稠油油藏。

技术领域

本发明涉及石油技术领域，特别是涉及一种粘弹性-活性纳米降粘剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着常规石油资源的大量和持续性消耗，开发利用稠油资源的紧迫性日益突出。稠油，国际上也被称作重质原汕或重油，一般统指在地质条件下粘度大于50mPa·s，或在油层温度下脱气原油粘度大于100mPa·s，密度高于0.92g/cm³的原油。稠油含有大量沥青质、胶质等重质组分，沥青质是影响稠油粘度的主要因素，沥青质具有强极性，在分子间氢键、π-π相互作用、芳香片层杂原子与金属离子的螯合作用下，能够形成层状的分子聚集体；胶质中的芳香羧酸、醚类、胺类及酚类化合物使得胶质具有较强的极性，而且能够通过分子间作用力在胶质分子间、胶质与沥青质分子间形成缔合作用，聚结成大分子聚集体，从而使稠油粘度增大、密度增加、流动性变差，导致其开采集输难度高、资源利用率差，如何降低稠油粘度、提高其流动性成为打破限制其开发利用壁垒的关键。

稠油开采技术可以分为热采和冷采。热采主要是利用稠油粘度高但对温度敏感的特点，通过提高温度降低粘度,以此减弱阻力完成开采；冷采主要是利用稠油油藏的特性，在不升温的情况，加入适当的化学试剂和微生物等，实现降低阻力的目的。

当前最为常见且有效的稠油开采技术就是化学降粘开采技术，通过加入化学药剂使稠油粘度降粘以实现开采目的，根据降粘机理不同又可以分为以下几类：

(1)油溶性降粘开采：对于低含水稠油和海上稠油的开采、管输，主要依赖于油溶性降粘技术，向稠油中注入含有极性较强的官能团、表面活性官能团或烷基长链的油溶性降粘剂，利用其形成氢键的能力通过渗透、分散作用将稠油中沥青质、胶质的聚集体拆散，而形成新的聚集体，这些与降粘剂通过氢键形成的聚集体分子堆砌无规则、结构松散，使稠油粘度得到降低。

(2)掺水乳化降粘开采：掺水乳化降粘技术是目前降粘能力最强、经济效益最高、适用范围最广、工艺简单、见效快的化学降粘技术，主要通过向油层中注入含有乳化剂的活性水，在外力作用下或自发地将处于油包水状态的(W/O)稠油转变为水包油型(O/W)乳液，从而使稠油粘度大幅降低，流动性提高。重要的水溶性降粘剂分为以下两类：

①表面活性剂型水溶性稠油降粘剂：表面活性剂型水溶性降粘剂是最为重要的一类水溶性稠油降粘剂，能够提高注入水的表面活性，降低油水间界面张力，促进稠油分散和乳化，在稠油降粘中广泛应用。

②聚合物型水溶性稠油降粘剂：聚合物型水溶性降粘剂从结构上讲是同时含有亲水组分和疏水组分的两亲聚合物，可以统称为高分子表面活性剂，疏水缔合水溶性聚合物是最为重要的水溶性稠油降粘剂之一。研究认为，界面张力的降低是导致乳化的主要原因，而形成的稠油乳化液稳定性则主要与聚合物链在油水界面的吸附增加了空间排斥有关。

但上述技术主要存在以下问题：(1)油溶性降粘剂的价格较高，用量较大，但降粘率不高，使用范围有限，用于特稠油和超稠油时甚至无法达到生产要求；

(2)表面活性剂水溶性降粘剂主要依靠降低界面张力和乳化作用降粘，降粘后的破乳问题难以解决，而且表面活性剂溶液粘度接近水相粘度，水油流度比大，易发生水窜现象，显著降低稠油采收率；

(3)聚合物水溶性降粘剂降低界面张力能力较差，分子量较大，难以深入稠油内部实现“由内而外”的降粘效果，而且聚合物降粘主要针对普通稠油油藏，难以应用于超稠油和特稠油油藏降粘。