[发明专利]一种用于水热裂解稠油的降粘剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及稠油开采技术领域，具体公开一种用于水热裂解稠油的降粘剂及其制备方法与应用。所述降粘剂包括分散在水溶液中的两亲性催化剂，所述催化剂以水油两亲微米硅藻土为核心，其表面积内部微孔中负载有金属催化活性成分，且金属催化活性成分表面具有亲油基团，所述水油两亲微米硅藻土是指表面兼具亲水和亲油基团的微米硅藻土。本发明的降粘剂具有水油两亲的特点，既可以很好地分散在水溶液中注入稠油层中，又可以在进入油层后快速溶解到稠油中催化裂解。

技术领域

本发明涉及稠油开采技术领域，具体为一种用于水热裂解稠油的降粘剂及其制备方法与应用。

背景技术

稠油是指在油层温度下脱气原油的粘度超过100mPa·s的原油，由于其中主要为沥青质和胶质等重组分，导致大部分稠油具有高黏度和高密度的特性，开采和运输都相当困难。因此，对稠油降粘技术的研究具有重要的现实意义。水热裂解开采稠油技术是一种相对简单但比较成熟的稠油开采技术，该技术是向稠油层中注入热蒸汽和降粘剂，在热蒸汽提供的热量下油层温度升高，进而使稠油粘度下降，流动性增加。同时，在降粘剂中催化的作用下稠油发生裂解，其中的重质组分分解为小分子的轻质组分，提高稠油的流动性。然而，由于水溶性金属离子催化剂只能在水中有效分散，目前的稠油降粘剂主要为水溶液的形式。但这类降粘剂加入油层中形成水油分层的现象，导致降粘剂中的催化剂与稠油无法充分接触，使降粘效果不能更好地发挥，限制了降粘剂的效能。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于水热裂解稠油的降粘剂及其制备方法与应用。本发明的降粘剂具有水油两亲的特点，既可以很好地分散在水溶液中注入稠油层中，又可以在进入油层后快速溶解到稠油中催化裂解。

首先，本发明提供一种用于水热裂解稠油的降粘剂，其包括分散在水溶液中的两亲性催化剂，所述催化剂以水油两亲微米硅藻土为核心，其表面积内部微孔中负载有金属催化活性成分，且金属催化活性成分表面具有亲油基团，所述水油两亲微米硅藻土是指表面兼具亲水和亲油基团的微米硅藻土。

进一步地，所述水油两亲性微米硅藻土表面的亲水基团包括羟基等，亲油基团包括芳基、烷基、烷氧基等中的至少一种。

进一步地，所述金属催化活性成分至少包括两种不同的金属单质，以发挥不同催化剂的优势，提高催化效率。

进一步地，所述金属催化活性成分包括铁、铜、锰、锌等金属单质。

其次，本发明提供一种用于水热裂解稠油的降粘剂的制备方法，包括步骤：

（1）将含有具有催化活性的金属离子、亲水性微米硅藻土的分散液中加入还原剂将所述金属离子还原成纳米金属单质并吸附在亲水性微米硅藻土表面及其内部微孔中，然后固液分离出固相产物，洗涤后得到催化剂前驱体。

（2）将所述催化剂前驱体分散在乙醇中，然后加入硅烷偶联剂和碱液，在加热条件下反应完成后固液分离出固相产物，洗涤后得到水油两亲催化剂。

（3）将所述水油两亲催化剂分散在水溶液中，即得稠油降粘剂。

进一步地，步骤（1）中，所述含有催化活性的金属离子的分散液为铁离子、铜离子、锰离子、锌离子等中的至少一种的水溶液。优选为所述金属离子的氯化物溶液，如氯化铁溶液、氯化铜溶液等。

进一步地，步骤（1）中，所述分散液中金属离子的浓度为0.5~1.2mol/L，也可根据需要选择适合的浓度，不同金属离子浓度的分散液得到的催化剂上的催化活性成分的负载量不同。

进一步地，步骤（1）中，所述分散液中亲水性微米硅藻土的浓度为10~16g/L。

进一步地，步骤（1）中，所述亲水性微米硅藻土为表面具有羟基等亲水基团的微米硅藻土，其可以分散在所述含有催化活性的金属离子的水溶液中。