[发明专利]冠醚类过渡金属络合物在稠油地下原位改质中的应用及稠油地下原位改质的方法

说明书

本发明提供了冠醚类过渡金属络合物在稠油地下原位改质中的应用及稠油地下原位改质的方法。冠醚类过渡金属络合物在稠油地下原位改质中作为降黏催化剂的应用，所述冠醚类过渡金属络合物由冠醚类化合物与过渡金属离子络合形成。稠油地下原位改质的方法包括，向目的地层注入降黏催化剂冠醚类过渡金属络合物，注入降黏催化剂后将地层温度提升至一定温度进行稠油改质降黏反应；其中，所述冠醚类过渡金属络合物由冠醚类化合物与过渡金属离子络合形成。

技术领域

本发明属于稠油开发热采技术领域，具体涉及冠醚类过渡金属络合物在稠油地下原位改质中的应用及一种稠油地下原位改质的方法。

背景技术

稠油储量资源丰富，占剩余可采储量的近70％，开发潜力巨大，一直以来都受到广泛的关注。但稠油因其黏度大、流动性能差导致常规水驱开发低效，亟需能够降低稠油黏度、改善稠油性能的高效开发方式。目前稠油的主要开发方式为以蒸汽驱和SAGD为主导的热采技术。但随着热采开发进入中后期，高能耗、高污染且低产出比等问题日益凸显，实现稠油节能降耗、经济环保的有效开发成为近年来研究的热点。

稠油原位改质技术是将改质催化剂注入油藏，在油藏中原位实现稠油不可逆降黏的一种技术，是备受瞩目的新一代稠油开发技术。目前，稠油原位改质技术使用的降黏催化剂主要包含三大类，水溶性催化剂、油溶性催化剂和纳米催化剂。其中纳米催化剂在地面配液施工及注入过程面临诸多问题，容易损坏储层且成本较高。水溶性催化剂廉价易得，工艺简单，但在油藏中与原油接触效率低，导致催化效果较差。常用的油溶性催化剂能够在油中较好的分散，提高接触和催化效率，但油溶性催化剂不能溶解在水中，需要大量有机溶剂才能携载进入地层，环境污染严重且成本高昂。稠油原位改质降黏催化剂面临可注入性与接触催化效率之间的矛盾，需要一种更加高效、兼顾水溶注入性和亲油接触催化的新一代稠油改质降黏剂。

发明内容

本发明的目的是找到一种适用于稠油地下原位改质的降黏催化剂，将这种降黏催化剂应用于稠油地下原位改质中能够有效解决现有技术中存在的降黏催化剂注入性与接触催化效率之间的矛盾，实现了水溶注入性和高效接触催化的协同。

为实现上述目的，本发明提供了冠醚类过渡金属络合物(又称作冠醚过渡金属配合物)在稠油地下原位改质中作为降黏催化剂的应用，所述冠醚类过渡金属络合物由冠醚类化合物(具有冠醚大环结构)与过渡金属离子络合形成。

冠醚类过渡金属络合物主体结构为冠醚大环结构，其由冠醚类化合物与过渡金属发生络合形成，具有催化活性的过渡金属离子包覆于冠醚分子内。冠醚类过渡金属络合物为可以溶解于水中的过渡金属络合物，且其冠醚基团的亲水性能受温度影响，当温度高于其浊点，亲水性能大幅下降，亲油性能提升。冠醚类过渡金属络合物具有催化稠油裂解降黏功能，且其常温具有较好的水溶性能，可随水注入地层，且其亲水性能会随着温度的提高而下降，具有高温油溶的特征，当油层被加热后，冠醚类过渡金属络合物油溶性提升自发进入油相催化改质反应。

使用冠醚类过渡金属络合物作为稠油地下原位改质过程中的降黏催化剂，可实现将降黏催化剂随水注入地层，降黏催化剂自发扩散至油相催化稠油发生改质降黏反应，从而达到水溶注入性和高效接触催化的协同。本发明首次将冠醚类过渡金属络合物用于稠油地下原位改质技术领域。

在上述应用中，优选地，所述冠醚类化合物包括全氧冠醚类化合物、氮杂冠醚类化合物、硫杂冠醚类化合物及其衍生物中的一种；更优选地，所述衍生物的亲油烷基基团包括直链烷烃、含支链烷烃和苯环等中的一种或两种以上的组合。

在上述应用中，优选地，冠醚类化合物的冠醚主体结构包括12冠4醚，15冠5醚，18冠6醚、24冠8醚及其衍生物中的一种。

在上述应用中，优选地，所述过渡金属包括Co、Ni、Mn、Cu、Mo和Ag中的一种。