[发明专利]一种催化剂组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种催化剂组合物及其制备方法和应用，属于稠油的降黏开采技术领域。该催化剂组合物，按照质量百分比计算，包括：游离氮杂卡宾1‑5wt％，氮杂卡宾铁1‑2wt％，相转移催化剂15‑30wt％，供氢剂1‑5wt％，磷酸5‑10wt％，乳化剂0.5‑1wt％，其余为溶剂，总计100％。本发明还提出一种催化剂组合物的制备方法，包括：将游离氮杂卡宾和氮杂卡宾铁与溶剂混合，加入相转移催化剂和供氢剂混合，加入磷酸和乳化剂混合得到所述催化剂组合物。本发明还提出一种上述催化剂组合物或者上述制备方法制得的催化剂组合物在处理稠油中的应用。本发明只需要较少的氮杂卡宾铁和游离氮杂卡宾即可实现对稠油快速且高效的降黏。

技术领域

本发明涉及稠油的降黏开采技术领域，具体涉及一种催化剂组合物及其制备方法和应用。

背景技术

稠油黏度高、凝点高以及在地层中流动性差等特点,导致其难以采用常规方法进行有效开采。目前,稠油开采技术主要包括冷采技术、热采技术以及冷采与热采相结合的复合开采技。而在这些开采技术当中,以注蒸汽为主的热采技术应用最为广泛。

为了保证注空气采油过程中的安全性和提高采油过程的经济性,西南石油大学课题组于2002年提出了稠油油藏注空气低温催化氧化采油技术，该技术是在油藏条件下注气开采稠油的过程中，注入合适的催化剂，提高原油低温氧化速率，使耗氧增加并放热，同时形成烟道气或氮气辅助外注高干度蒸汽提高稠油采收率，有效提高地层能量、环境友好、成本低和热利用率高等特点。但是，稠油注空气低温催化氧化技术的安全性问题一直是学术界关注的焦点，尤其是生产井的安全，必须保证当空气突破时，采出气中O₂的浓度低于爆炸的安全阈值(5％)。为此，目前趋势是将氧化源O₂替换成有机过氧化氢化合物、H₂O₂、KIO₄、NaIO₄等，在加入或者不加入溶剂的条件下，辅以催化剂。但是，现有的稠油开采用催化氧化的催化剂及其降黏剂仍然存在催化降黏效率低，降黏后的稠油中重质组分含量仍然较高的问题。

目前常用的稠油注空气低温催化氧化催化剂如油溶性金属盐、纳米金属催化剂和双功能催化剂等，它们都不同程度存在催化效果低、易团聚、制备成本高等问题，解决该技术问题的关键在于获得合适的低温氧化降黏剂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种催化剂组合物及其制备方法和应用，解决现有技术中催化剂成本高降黏效果不佳的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种催化剂组合物及其制备方法和应用。

本发明提出一种催化剂组合物，按照质量百分比计算，包括：游离氮杂卡宾1-4wt％，氮杂卡宾铁1-2wt％，相转移催化剂15-30wt％，供氢剂1-5wt％，磷酸5-10wt％，乳化剂0.5-1wt％，其余为溶剂，总计100％。

进一步地，还包括苯乙烯焦油5-10％。

进一步地，所述供氢剂为甲醇。

进一步地，所述溶剂为苯。

进一步地，所述乳化剂为司盘80。

进一步地，所述相转移催化剂为季铵盐。

进一步地，所述季铵盐包括所述季铵盐包括苄基三乙基氯化铵和溴化铵中的一种或者两种。

本发明还提出一种上述催化剂组合物的制备方法，包括：按照配比，将游离氮杂卡宾和氮杂卡宾铁与溶剂混合，之后加入相转移催化剂和供氢剂继续混合，之后加入磷酸和乳化剂混合得到所述催化剂组合物。

进一步地，在加入所述相转移催化剂和所述供氢剂继续混合之前还包括加入苯乙烯焦油进行混合。

此外，本发明还提出一种上述催化剂组合物或者上述制备方法制备得到的催化剂组合物在处理稠油中的应用。