一种纳米铜基稠油改质剂制造技术

本发明专利技术涉及一种纳米铜基稠油改质剂，其目的是采用科技创新技术，利用纳米铜宽温高效催化活性，配位催化作用，以及稠油热采加氢多因素协同作用下，发生稠油断键重组反应，把稠油原位改质并提高采收率，其能够在注蒸汽热采环境下把供氢剂和部分水分子催化分解产生高活性氢，在较宽温度范围内可以快速将稠油里沥青质和胶质中的碳硫、碳氧、碳氮键和有机碳环长分子链催化裂解成为小分子有机物，改质剂的表面活性成份可以不可逆地降低稠油粘度，实现稠油地下原位改质与地炼降粘，改质的稠油在油藏中波及面积增大，采出率得到很大的提高，是具有广阔前景的稠油开采新技术。有广阔前景的稠油开采新技术。有广阔前景的稠油开采新技术。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米铜基稠油改质剂

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[0001]本专利技术涉及石油开采
，具体涉及一种纳米铜基稠油改质剂。

技术介绍
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[0002]石油作为重要的石化能源和国家战略资源，随着原油的不断开采，低粘度轻质原油所占比例越来越少，而胶质与沥青质含量较高的稠油(占比60～70％)将成为全球原油开采的重点方向。由于地下稠油的粘度非常大(通常在18000～150000mpa.s，特稠油的粘度高达300000mpa.s)按常规方法开采非常困难，科技研发人员先后开发出了多种稠油开采的技术和方法，主要有表面活性剂驱、聚合物驱、蒸汽吞吐、蒸汽驱、火驱、SAGD，以及借助超声波、微生物强化、电化学、磁处理方法采油等，并添加多种化学降粘剂(包括乳化剂)等多种方式来提高稠油开采量，但由于稠油粘度高，化学驱效果十分有限，而热力采油的能源消耗过高，声波、电动学或电化学以及磁处理技术对设备要求高，束缚了这些技术的应用与推广，稠油开采收率比例仍不到60％。
[0003]现有稠油降粘技术中，主要以表面活性剂、乳化剂、催化降粘或溶剂等方式来辅助热采起到降粘的作用，例如：CN102260490A涉及一种稠油助采剂及其制备方法，该稠油助采剂的主要成分为：脲、高温防乳破乳剂、石油磺酸盐、乙二胺四乙酸二钠、高温起泡剂。CN101074367A涉及了一种稠油稀化剂，用于稠油热采中化学辅助蒸汽驱改善蒸汽吞吐效果的提高采收率，其主要成分为：乙二胺四乙酸二钠、低级脂肪酸、螯合分散剂、磺酸盐助排剂等。
[0004]纳米技术在石油领域主要应用于催化、磁力降粘或导热能力等方面。例如：CN102977254A涉及了一种稠油纳米降粘剂及其制备方法，该纳米降粘剂主要包括纳米聚(二乙烯基苯
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丙烯酸短链酯
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丙烯酸高碳质)。CN105542743A涉及一种纳米流体稠油热采助剂及其制备方法，用于提高原油的导热能力，进而提高蒸汽热量的利用率，其原料组成可以包括：纳米材料0.01
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0.5％、乳化剂0
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15％、辅助试剂0.1
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5％、矿物离子0
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6％、稠化剂0.1
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1％、分散溶剂0
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30％以及水余量。
[0005]上述现有技术主要是在降粘或调节热导率等方面进行研究，未能够从本质上解决稠油降粘及开采难度大等根本性的问题，纳米金属作为纳米金属粉体材料中非常重要的一员，因具有突出的表面晶格缺陷，在催化裂解方面表现为独有的宽温催化活性，且温度越高其表面活性与催化活性就越好，在常温环境下可用于短链有机物的催化合成，在中温环境下可替代“活性氢”用于长链有机物的催化裂解，在650℃以上高温与光热环境下可催化分解水分子为高活性氧与高活性氢，因此可用于稠油的催化裂化与地炼降粘。
[0006]专利CN111434384A介绍了一种稠油水热裂解催化剂及其制备方法于应用，该稠油水热裂解催化剂为在油、水体系中具有良好分散性的负载型纳米镍催化剂，其对地下稠油具有高催化裂解活性，其制备方法包括：(1)向含镍前驱体水溶液中加入氨水调节其PH值；(2)向步骤(1)中所得含镍前驱体水溶液中加入固体酸粒子，搅拌后得到悬浮液；再对该悬浮液进行离心、洗涤、干燥后得到固体粉末；(3)将固体粉末在氢气气氛下进行煅烧，得到表
面负载有纳米镍的固体酸粒子；(4)向有机溶剂中加入油酸及表面负载有纳米镍的固体酸粒子，以进行接枝反应，反应结束后再经离心洗涤和干燥，得到表面经两亲性改性的催化剂粒子，即稠油水热裂解催化剂。其催化剂采用的的是纳米镍改性后进行调制，纳米镍价格较为昂贵，成本较高，其介绍的制备方法也较为繁琐，应用也有限定条件，其稠油水热催化裂解反应的温度为180
‑
250℃，压力为2.5
‑
5.0MPa，受温度和压力的限制适用范围窄。
[0007]稠油催化改质用催化剂主要分为多相催化剂和均相催化剂两大类，例如CAPRI技术所用的催化剂是成熟的炼油催化剂，属于多相催化剂，均相催化剂又分为水溶性催化剂和油溶性催化剂，水溶性催化剂，例如无机金属盐类，廉价易得，但与原油接触有限，催化效果相对较差；油溶性催化剂，例如有机金属盐类，催化效果好，但价格较贵。
[0008]近年来，纳米金属催化剂受到了广泛关注，相较于纳米贵金属催化剂来说，其有着处理效果良好，催化效率较高等优势，但其应用条件苛刻，以及高昂的价格，使得其作为稠油开采助剂或改质剂等的应用具有了限制性，采用性价比较高，价格较低，催化效果较好的纳米金属做为采油助剂中的催化剂，在现有油田采油工况复杂的应用条件下，能够达到较低的投入成本，提高采收率、产量和采油速度，获得较高的收益，具有十分重要的意义。

技术实现思路
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[0009]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种纳米铜基稠油改质剂，将纳米铜代替其他纳米金属用于催化剂中，催化剂被注入地层之中，在地层岩石的多孔介质中与稠油接触，在地层高温高压的条件下，利用纳米铜宽温高效催化活性，配位催化作用，以及稠油热采加氢多因素协同作用下，打开稠油C
‑
C键，发生稠油断键重组反应，不可逆地改质稠油并降低粘度。改质剂产生的活性气体膨胀能够快速恢复油藏压力和拓展蒸汽腔，产生弹性驱动能量，扩大蒸汽的波及体积，提高蒸汽带和热水带的驱油效率，强化回采，提高峰值产量和采油速度，并降低稠油采、集、输、炼制加工成本，从而实现稠油的原位地炼降粘与改质，提高稠油采收率。
[0010]本专利技术提供一种纳米铜基稠油改质剂，其由纳米铜(0.5～5％)、使纳米铜悬浮的分散剂(35～70％)以及供氢剂(25～60％)等助剂调和而成，为均相油溶性改质剂，外观为悬浮性良好的棕红色纳米铜浆，其PH值为：7.5～9.5，密度为：1～1.2g/cm3(克/立方厘米)，改质剂注入油藏后，能够与原油良好的互溶，有效地提高催化效率，合理高效彻底的实现稠油的原位地炼降粘与改质，提高稠油采收率，其所谋求的目的将通过以下方法进行实现：
[0011]根据所述的一种纳米铜基稠油改质剂，其纳米铜采用球状纳米铜、片状纳米铜或球状和片状纳米铜的混合体，球状纳米铜的尺寸为：0.05～5μm(微米)，片状纳米铜的尺寸为：1～10μm(微米)，厚度为0.05～0.2μm(微米)；
[0012]根据所述的一种纳米铜基稠油改质剂，其分散剂组分包括：聚α
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烯烃油类合成润滑油基础油(20～90％)、三乙醇胺(20～80％)、乙二醇(10～40％)、丙酮(5～20％)、甘油(5～40％)、月桂酸(5～20％)、油酸(5～20％)、硼酸(2～20％)等，两种至多种调和而成；
[0013]根据所述的一种纳米铜基稠油改质剂，其供氢剂采用四氢萘、甲基环乙烷、环乙烷、甲酸酯基类物质等制剂，一种或两种至多种调和使用，可以很大程度上改善稠油的黏度，使原油裂解反应向着加氢脱硫的方向进行，达到稠油裂解的作用，该剂用量少、成本低。
附图说明：
[0014]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.本发明一种纳米铜基稠油改质剂，其由纳米铜(0.5～5％)、使纳米铜悬浮的分散剂(35～70％)以及供氢剂(25～60％)调和而成，为均相油溶性改质剂，外观为悬浮性良好的棕红色纳米铜浆，其PH值为：7.5～9.5，密度为：1～1.2g/cm3(克/立方厘米)，注入油藏后，能够与原油良好的互溶，有效地提高催化效率，合理高效彻底的实现稠油的原位地炼降粘与改质，提高稠油采收率。2.根据权利要求1所述的一种纳米铜基稠油改质剂，其纳米铜采用球状纳米铜、片状纳米铜或球状和片状纳米铜的混合体，球状纳米铜的尺寸为：0.05～5μm(微米)，片...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClC零九K八五九二，
申请(专利权)人：嘉仕嘉德北京能源工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：