[发明专利]一种稠油水热裂解纳米催化降粘剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及稠油开采领域，更进一步说，涉及一种稠油水热裂解纳米催化降粘剂及其制备方法。

背景技术

世界石油消耗量在逐年上升，而可采的石油储量却在逐年下降，尤其是易采稀油的储量越来越少，世界能源危机日益严峻，许多国家已经将石油问题提升到国家安全的高度。世界稠油的储量巨大，为了缓和能源的紧张状况，维持石油产量的持续增加，稠油的开采和利用已经引起了广泛的重视，尤其是在我国对稠油的开采有着更为现实紧迫的意义。

如今国内外已发展了若干稠油开采方法，已投入商业应用的工艺技术：蒸汽吞吐、蒸汽驱。正在开发应用的工艺技术：水热裂解催化降粘技术、水平井技术、分枝井技术、蒸汽辅助重力泄油技术、适度出砂冷采技术、电磁加热技术、微生物技术、注溶剂萃取重油技术、CO₂技术、火烧油层技术等，其中蒸汽吞吐和蒸汽驱是目前世界上采用最为普遍的开采方法。该方法虽然对普通稠油的开采效果很好，但对特超稠油的开采效果则十分有限。于是，人们受石油化工生产中催化裂解技术的启发，提出了稠油水热裂解降粘法：它是在注入蒸汽的同时，也给予油层合适的催化剂及其它助剂，使稠油中的重质组分在水热条件下实现地下催化裂解，从而使其粘度降低而易于采出。

其技术的核心是水热裂解催化降粘剂的研制。专利US 5209295和US5314615报道了用过渡金属催化剂在地下实现稠油水热裂解降黏的方法,该方法可改变原油的化学结构,改善稠油的流动性,提高原油采收率。刘永建，范洪富等人选择过渡金属盐、过渡金属盐络合物、离子液体和过渡金属盐胶体分散体系作为催化剂对辽河稠油进行了水热催化裂解的室内研及现场试验。陈艳玲，王元庆等人选择了芳基双席夫碱、杂多酸盐、过渡金属环烷酸盐、金属螯合物等作为催化剂对新疆油田、河南油田、胜利油田、辽河油田的特超稠油进行了大量的室内研究，并在河南油田与新疆油田进行了现场试验^[1,2]。宋向华，蒲春生等人选择水溶性铁镍钒体系为催化剂，应用乳化/催化水热裂解复合降粘法应用于胜利孤东油田^[3]。

[1]CHEN Yan-ling,WANG Yuan-qing,WU Chuan,et al.Laboratory experiments and feld tests of an amphiphilic metallic chelate for catalytic aquathermolysis of heavy oil[J].Energy&Fuels,2008,22(3):1501-1508.

[2]CHEN Yan-ling,WANG Yuan-qing,LU Jiang-yi,Chuan Wu.The viscosity reduction of nano-keggin-K3PMo 12O40in catalytic aquathermolysis of heavy oil[J].Fuel,2009,88(8):1426-1434.

[3]宋向华，蒲春生，刘洋，等.井下乳化/水热催化裂解复合降粘开采稠油技术研究[J].油田化学，2006，23(2)：153-157.

其催化降粘剂类型主要有以下三类：（1）水溶性过渡金属盐；（2）油溶性过渡金属盐及其螯合物；（3）固体杂多酸，超强酸等。水溶性过渡金属盐易注入地层，但与油的接触较差，且开井生产的过程中易随水携带出来。油溶性过渡金属盐及其螯合物难以注入地层。固体杂多酸，超强酸类催化剂遇水催化活性降低。而且目前文献报道的一些水热催化裂解降粘剂存在着使用温度较高（大于等于240℃），普适性差，与原油接触性差的缺点，难以现场推广应用。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种稠油水热裂解纳米催化降粘剂及其制备方法。具有普适性强、降粘效果好的特点，在较低的温度下（小于等于200℃）使稠油发生催化裂解反应，符合油田现场热采地层能达到的温度条件。

本发明的目的之一是提供一种稠油水热裂解纳米催化降粘剂。

所述降粘剂是包括以重量份数计的以下物质经还原反应而得：

所述降粘剂的粒径分布在1~10nm之间；

所述金属盐为硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍、硫酸铁、硫酸钴、硫酸镍、氯化铁、氯化钴、氯化镍中的一种；

所述溶剂为正庚烷、正戊烷、甲苯、二甲苯或甲基环己烷；

所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇或正戊醇；

所述还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾或水合肼；