本发明涉及一种应用于超稠油降黏的多功能催化剂及其应用，属于催化热解。
背景技术：
1、石油作为一种关键的能源资源，在保障能源安全方面具有不可或缺的地位。随着石油需求的稳步增长，稠油占据了剩余石油储量的绝大部分。稠油因含有大量胶质和沥青质，黏度高、流动性差，导致其在地层条件下难以通过传统的自然驱动或水驱方式进行开采。目前，稠油开采主要依靠冷采和热采两种技术。冷采技术通过非加热方法提高稠油的渗透速度，包括水驱、化学驱、二氧化碳驱和微生物驱等，适用于原油黏度在50～100 mpa∙s范围内的浅层稠油油藏。然而，国内大部分已探明的稠油油藏埋藏深度超过800米，其中约一半位于1300至1700米之间，属于中深层稠油油藏，这些油藏的原油黏度更高、密度更大，开采难度随之增加。针对这类油藏，通常采用热采技术，如蒸汽吞吐（css）、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油（sagd）、热水驱及火驱技术，以降低稠油的黏度并提高其渗透速度。然而，热水驱和常规蒸汽开发方式存在能耗高、采收率低及油藏适用性受限等问题。稠油地层原位催化技术作为一种先进的开采方法，通过在油藏中引入催化剂，促使稠油发生化学反应，从而降低其黏度和密度，增强其流动性，提高采收率。此技术不仅减少了环境影响，降低了能源消耗，还显著提高了稠油开采效率，是未来稠油开采技术创新和发展的重要方向。
2、目前，国内外在稠油热解催化剂的研究主要集中在实验室阶段，对于其在原位转化工艺中的适用性和有效性的研究相对较为有限。目前报道的稠油裂解催化剂可分为以下几类：①水溶性催化剂；②油溶性催化剂；③两亲性催化剂；④固体催化剂；⑤超分散纳米催化剂；⑥离子液体催化剂。研究表明，fe、ni、zn和mn等催化剂在稠油裂解中表现出良好的催化活性，能够有效破坏稠油中的c-c、c-n、c-o和c-s键，促进重组分的分解，从而显著降低稠油的黏度。然而，这些催化剂尽管具有高活性，但在反应过程中仍存在分解、失活以及成本高等问题。因此，亟需开发出高效且稳定的催化剂，此外，还需解决催化剂在油层中的均匀分布及其回收利用的问题，以提高催化剂的实用性和经济性。
3、中国专利申请cn117138797a公开了一种用于稠油地下原位增效开采的催化剂的制备方法和应用。其利用原位定向化学反应放热，释放大量热量，使重质原油黏度显著降低，从而提高稠油单井采收率。然而，该申请未充分考虑固体催化剂在注入过程中的分散性问题，容易导致堵塞。此外，忽视了催化剂在地层中的沉积问题，可能达不到预期的效果。因此，在实际应用中，需要进一步解决催化剂的均匀分布与沉积问题，以确保其有效性和效率。
4、中国专利申请cn101440275a公开了一种用于稠油注蒸汽开采的氧化降粘剂，该降粘剂由过氧化物、有机酸的过渡金属盐、磷酸盐和碱性物质组成。在使用上述催化剂或降粘剂进行稠油催化降粘时，通常需要外加氢气、甲烷等气体，或者需要外加供氢剂或供氧剂，这使得实施过程较为复杂，且反应时间较长。
5、尽管针对稠油热解催化剂的研究已经取得了一定的进展，但其在原位转化工艺中的适用性和有效性研究仍然相对有限。此外，目前稠油热解催化剂的制备成本较高，难以实现大规模工业化应用。因此，未来的研究需要进一步优化催化剂的制备工艺，降低成本，并提升其在实际应用中的可行性和有效性。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种用于超稠油降黏的多功能催化剂，该催化剂通过增加催化活性位点和对其表面进行改性，以提高催化剂的反应活性和接触面积，从而实现超稠油的高效降黏。
2、本发明提供的应用于超稠油降黏的多功能催化剂，由下述质量百分含量的组分制成：
3、金属氧化物50%~65%，水溶性物质10%~25%，油溶性物质5%~10%，过渡金属盐5%~15%。
4、优选地，所述多功能催化剂由下述质量百分含量的组分制成：
5、金属氧化物50%~65%，水溶性物质10%~20%，油溶性物质8%~10%，过渡金属盐10%~15%。
6、更优选地，所述多功能催化剂由下述质量百分含量的组分制成：
7、金属氧化物58%，水溶性物质20%，油溶性物质10%，过渡金属盐12%。
8、优选地，所述金属氧化物为羟基化的四氧化三铁和/或氧化铝；
9、所述过渡金属盐为钼盐、铁盐、铜盐和镍盐中的一种或几种；
10、所述钼盐可为硫酸钼、氯化钼、硝酸钼等；
11、所述铁盐可为硫酸铁、柠檬酸铁铵、硝酸铁等；
12、所述铜盐可为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜等；
13、所述镍盐可为氯化镍、硫酸镍、硝酸镍等。
14、所述水溶性物质为丙烯酰胺和丙烯酸中的一种或两种；
15、所述油溶性物质为丙烯酸芐酯、丙烯酸十二酯、十二胺和油酸中的一种或几种。
16、本发明还提供了所述多功能催化剂的制备方法，包括如下步骤：
17、s1、所述金属氧化物和所述水溶性物质混合，在引发剂条件下发生反应ⅰ；然后与所述油溶性物质混合后进行反应ⅱ，得到催化剂前体；
18、s2、所述催化剂前体与所述过渡金属盐混合，然后加入还原剂进行反应即得。
19、上述的制备方法中，步骤s1中，所述反应ⅰ的温度为50~95℃，时间为2~6h。
20、上述的制备方法中，步骤s1中，所述反应ⅱ的温度为60~85℃，时间为3~12h。
21、上述的制备方法中，步骤s1中，所述引发剂为过氧化氢、过硫酸钠和亚硫酸钠等。
22、上述的制备方法中，步骤s2中，所述反应的温度为35~80℃，时间为3~8h；
23、所述还原剂为硼氢化钠、亚硫酸氢钠和氯化亚铁等。
24、本发明提供的多功能催化剂能够用于催化热解稠油，降低超稠油的黏度，具体可按照如下步骤进行：
25、sa、将稠油、水和所述多功能催化剂依次加入高温高压反应釜中；
26、所述稠油与所述水的质量比可为2~3；1；
27、所述多功能催化剂的用量为所述稠油与所述水总质量的0.5~2%；
28、sb、向所述高温高压反应釜中通入氮气，直至达到预定压力，然后加热后进行反应；
29、压力通常为0.1~2mpa；
30、反应温度通常为140~200℃。
31、本发明催化剂在较低温度（<200℃）下即可有效促进超稠油中重组分的分解，从而显著降低超稠油的黏度。同时，该催化剂在降黏过程中还能有效去除稠油中的氮、硫元素，进一步提高油品质量。此外，本发明催化剂在稠油中的优异分散性及其便捷回收特性，有效解决了催化剂在超稠油处理过程中常见的分散性差和难以回收的问题。
32、与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：
33、（1）本发明催化剂在稠油催化过程中发挥了显著作用。一方面，通过在催化剂表面增加大量催化反应位点，增强氧化还原反应，这些催化活性物质因具有孤对电子和空闲的d轨道，可促进碳原子的极化，从而加速长烃链的裂解。此外，这些催化剂还能与重组分中的杂原子相互作用，破坏高碳碳氢化合物之间的氢键，导致c-s、c=o和c-n键的裂解。另一方面，催化剂表面的界面化学物质可在油水界面形成胶束结构，从而缓解胶体沥青质的聚集，并分散部分沥青质，使催化剂与稠油的接触面积增大，两者在催化稠油热解过程中协同作用，极大地提高了稠油的降黏效果。
34、（2）本发明催化剂经过表面改性，能够在稠油中实现良好的分散，此改性不仅增加了催化剂与稠油的接触面积，同时还有效减少了催化剂的团聚和沉积现象。
35、（3）本发明催化剂显著提升了稠油的热解效率，优化了热解产物的分布，促进了重组分的热解反应，从而提高了热解产物的品质。
36、（4）本发明催化剂具有可回收和重复利用的特点，从而减少了催化剂使用引起的污染，并显著提高了经济效益。
1.一种应用于超稠油降黏的多功能催化剂，由下述质量百分含量的组分制成：
2.根据权利要求1所述的多功能催化剂，其特征在于：多功能催化剂由下述质量百分含量的组分制成：
3.根据权利要求1或2所述的多功能催化剂，其特征在于：所述金属氧化物为羟基化的四氧化三铁和/或氧化铝；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的多功能催化剂，其特征在于：所述水溶性物质为丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯酸芐酯中的一种或几种；
5.权利要求1-4中任一项所述多功能催化剂的制备方法，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述反应ⅰ的温度为50~95℃，时间为2~6h。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述反应ⅱ的温度为60~85℃，时间为3~12h。
8.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述反应的温度为35~80℃，时间为3~8h。
9.权利要求1-4中任一项所述多功能催化剂在催化热解稠油中的应用。
10.一种催化热解稠油的方法，包括如下步骤：
