CN101927139B - 一种自乳化剂及其在三次采油中的应用 - Google Patents
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Abstract
一种自乳化剂及其在二元复合驱三次采油中的应用。该乳化剂包括下列组分，各组分含量按质量百分比计：烷基酰胺甜菜碱24％～30％、羧酸型氨基酸型两性离子表面活性剂9％～24％，氧化胺类表面活性剂5％～14％，脂肪醇聚氧乙烯醚1％～5％，聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂0.7％～3.7％，壬基酚聚氧乙烯醚1％～2.3％，脂肪酸甲酯乙氧基化物0.5％～1.5％，C6-C18脂肪醇0.6％～3.7％，三乙醇胺0.4％～2.3％和棕榈酸单甘油酯0.5％，余量为水。由该方法制备的乳化剂，可以使二元复合体系在低剪切力下或无外力条件下使原油乳化，且乳化体系稳定。
Description
技术领域：
本发明涉及一种自乳化剂及其在三次采油中的应用。
背景技术：
近年虽ASP三元复合驱油技术在矿场应用中取得了不错的效果，由于ASP复合体系中存在强碱和表面活性剂等活性组分，因此在油藏和采出液中存在不同程度的乳化，油藏中的乳化对于提高采收率起到促进的作用，由于ASP三元复合体系存在生产能力下降、强碱采出液乳化严重以及腐蚀结垢等问题。所以矿场采用二元复合驱油技术解决了三元复合驱油技术中强碱带来的问题并取得了较好的效果，二元复合体系因缺少了碱对乳化的作用，因此二元复合体系中要加入对原油起到强乳化作用的乳化剂而不再是单一起到降低界面张力作用的表面活性剂。
前人研究大多集中在含有乳化剂的二元复合体系与原油形成乳状液的稳定性评价方面。而含有乳化剂的二元复合体系乳化原油的难易程度及效率对于研究乳化机理和驱油机理更为重要。另外，在实际驱替过程中，含有乳化剂的二元复合体系与原油的接触方式、相对运动速度、油水比、含有乳化剂的二元复合体系组分及含量等因素均会影响二元复合体系与原油的乳化作用，而常规室内模拟实验中多采用高速剪切分散乳化机在高速剪切力下使原油与二元复合体系混合来模拟地下二元复合体系与原油形成乳状液。而实际地下二元复合体系在地下的运动方式为缓慢的层流运动，并且在远井地带随井距地增加二元复合体系流动速度降低，要想得到乳状液所选用的二元复合体系就要具有较强的自乳化能力。
发明内容：
本发明的目的是提供一种自乳化剂及其在三次采油中的应用，由该方法制备的乳化剂，可以使二元复合体系在低剪切力下或无外力条件下使原油乳化，且乳化体系稳定。
本发明所采用的技术方案是：该乳化剂包括下列组分，各组分含量按质量百分比计：烷基酰胺甜菜碱24％～30％、羧酸型氨基酸型两性离子表面活性剂9％～24％，氧化胺类表面活性剂5％～14％，脂肪醇聚氧乙烯醚1％～5％，聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂0.7％～3.7％，壬基酚聚氧乙烯醚1％～2.3％，脂肪酸甲酯乙氧基化物0.5％～1.5％，C6-C18脂肪醇0.6％～3.7％，三乙醇胺0.4％～2.3％和棕榈酸单甘油酯0.5％，余量为水。
上述的自乳化剂应用在二元复合驱三次采油中。
上述方案中烷基酰胺甜菜碱购自大庆高新区华龙祥化工有限公司，型号为hlx05，本品是一种新型两性表面活性剂，具有优良的溶解性和配伍性，优良的发泡性和显著的增稠性，低刺激性和杀菌性，配伍使用能显著提高产品的柔软、调理和低温稳定性，具有比CAB更优良的抗硬水性、抗静电性及生物降解性，由于本品具有良好的起泡效果，广泛用于油田开采上，主要作用就是作为降粘剂、驱油剂和泡沫剂，充分利用其表面活性，浸润、渗透、剥离含油泥浆中的原油，提高三采采收率，加入本产品可提高产品的润湿性；羧酸型氨基酸两性离子表面活性剂购自大庆高新区华营化工有限公司，型号为hy001，本产品最大的特点是无论在酸性、中性或碱性的水溶液中都能溶解，即使在等电点时也无沉淀，此外，渗透力、去污力及抗静电等性能也较好，因此，是较好的乳化剂、柔软剂；氧化胺类表面活性剂购自上海建鸿实业有限公司工业级97％，本品具有良好的起泡效果，主要作用就是作为降粘剂、驱油剂和泡沫剂，充分利用其表面活性，浸润、渗透、剥离含油泥浆中的原油，提高三采采收率，具有良好的发泡、增稠性、调理和抗静电性能；脂肪醇聚氧乙烯醚购自临沂市盈兆化工有限公司，型号为AEO-9，含量为99.95％，本品具有去污、脱脂和缩绒、润湿等性能；聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂购自大庆高新区华龙祥化工有限公司，型号为hlx14，本产品用作非离子型乳化剂、润湿剂、渗透剂；壬基酚聚氧乙烯醚购自天津市东和盛泰化工商贸有限公司，型号为NP-10，本产品用作W/O型乳化剂或O/W型乳化剂、分散剂；脂肪酸甲酯乙氧基化物购自大庆高新区华龙祥化工有限公司，型号为hlx21，脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)是一种典型的非离子表面活性剂，是以脂肪酸甲酯经相应催化剂作用下，直接与环氧乙烷(EO)发生加成制得，与传统的脂肪醇乙氧基化物(AE)相比，具原料低泡、便宜，水溶速度快，对油脂增溶能力强，皮肤刺激性小，生态毒性低，生物降解性好等特点；C6-C18脂肪醇购自邢台助剂厂C18脂肪醇工业级，调节产品HLB值；三乙醇胺购自邢台助剂厂工业级，调节产品HLB值；棕榈酸单甘油酯购自宜昌众意泰贸易有限公司工业级，本产品用作非离子型乳化剂、润湿剂、渗透剂。
本发明的制备：将非离子表面活性剂和助乳化剂、水按其各自重量比的份数加入到带搅拌的容器中，加热使其溶化并混合均匀。再升温至60℃～65℃搅拌30min。经冷却后即得本发明的乳化剂。
本发明的有益效果是：由该方法制备的乳化剂，可以使二元复合体系在低剪切力下或无外力条件下使原油乳化，且乳化体系稳定。制备所需设备简单，工艺条件易于操作，生产成本较低。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步说明：下述实验中各组分的百分比按质量百分比计.
实施例1：烷基酰胺甜菜碱25％、羧酸型氨基酸型两性离子表面活性剂13.5％、氧化胺类表面活性剂13.5％、脂肪醇聚氧乙烯醚5％、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂3.7％、壬基酚聚氧乙烯醚2.3％、脂肪酸甲酯乙氧基化物1.5％，C6-C18脂肪醇1.7％、三乙醇胺0.8％、甘油酯0.5％，水32.5％，加热温度65℃搅拌时间30min条件下得到自乳化剂。
实施例2：烷基酰胺甜菜碱30％、羧酸型氨基酸型两性离子表面活性剂24％、氧化胺类表面活性剂14％、脂肪醇聚氧乙烯醚1％、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂0.7％、壬基酚聚氧乙烯醚1.3％、脂肪酸甲酯乙氧基化物0.5％，C6-C18脂肪醇3.7％、三乙醇胺2.3％、甘油酯0.5％，水22％，加热温度65℃搅拌时间30min条件下得到自乳化剂。
实施例3：烷基酰胺甜菜碱24％、羧酸型氨基酸型两性离子表面活性剂9％、氧化胺类表面活性剂5％、脂肪醇聚氧乙烯醚2％、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂3％、壬基酚聚氧乙烯醚1％、脂肪酸甲酯乙氧基化物1％，C6-C18脂肪醇0.6％、三乙醇胺0.4％、甘油酯0.5％，水53.5％，加热温度65℃搅拌时间30min条件下得到自乳化剂。
实施例4：乳化剂对乳状液的乳化和稳定性起着重要的作用。选择乳化剂的方法很多，本乳化剂根据Griffin提出的HLB值。具体方法是先依据HLB值对多种表面活性剂进行单选，再将4种表面活性剂复配，选出适宜的乳化剂。其中，复配乳化剂HLB值的计算公式：
HLB复配＝(W1HLB1+W2HLB2+W3HLB3+W4HLB4+W5HLB5+W6HLB6+W7HLB7)/(W1+W2+W3+W4+W5+W6+W7)
式中的HLB分别为表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物，聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物的HLB值，W1，W2，W3，W4，W5，W6，W7，分别为表面活性剂的质量。再通过正交试验筛选出效果较为理想的复合配方，即得到实施例1、实施例2、实施例3中的自乳化剂，该配方既具有非离子表面活性剂抗欲性高、抗温性高、易于形成低k度乳状液的特点，同时具有两性离子表面活性剂降低界面张力强、低浓度下利于乳状液稳定的特点。且该自乳化剂的HLB值与大庆原油的HLB值相近乳化效果较优。
将上述自乳化剂配置成活性水溶液，将活性水溶液∶原油为1∶4放入具塞比色管密封水平放置在乳化剂对比评价仪中，由于油层与二元复合体系在具塞比色管中具有相对速度为模拟真实地层中流速经计算后将乳化剂对比评价仪速度设定为65次每分钟、振幅为2cm，与其它乳化剂对比制成乳状液。
1.目测方法判断乳化能力：
在强烈照明的情况下，用目力观察装在具塞磨口玻璃瓶中的乳液所呈的现象并按表1对乳液的乳化能力进行评定。
乳液乳化能力表 表1
| 乳液的乳化能力/级 | 乳液所呈的现象 |
| 1 | 良好的均匀性 |
| 2 | 初步可见稠度不匀 |
| 3 | 向不均匀的清晰转化 |
| 4 | 可见相的分离明显 |
| 5 | 可见相的分离 |
| 6 | 两个相完全分离 |
对比乳液稳定性评定表 表2
将上述新制备的稠油乳状液放回恒温水浴中静置并开始计时，记录不同时间析出水的体积，按式fv(％)＝V1/V2×100％计算分水率。
式中 V1-析出水相的体积，mL；
V2-制备乳状液时所用活性水体积，mL。
乳状液稳定性评分SV＝∑Ki[1-(fv)i]
式中 Ki——加权系数，对应静置时间4、8、12、16、20、24h；Ki分别取1、2、3、4、5、6；(0＜SV＜21)，SV值越大，表示乳状液稳定性愈好。
(本实验方法均参照标准GB11543-1989)
表3不同自乳化剂对大庆原油的静态稳定性的影响
结论：乳化剂将不能混合的两液相中的一相在另一相中分散时，由于两液相的界面面积增大就会引起体系的热力学不稳定，加入乳化剂后，乳化剂分子内含有亲水基和疏水基，它们向油一水界面吸附，使界面能降低，防止油和水回复原状。此外，乳化剂分子将液滴包住，可防止液滴由于碰撞而合并；又由于乳化剂分子在油水界面形成表面双电层，当两个液滴匀相接近时，周围电荷的相斥作用阻止了液滴凝聚。乳化剂的这种作用使原来热力学不稳定的体系可以保持准稳定状态。经实验证本自乳化剂较公认乳化剂乳化效果好乳状液稳定性好。
Claims (2)
1.一种自乳化剂，该乳化剂包括下列组分，各组分含量按质量百分比计：烷基酰胺甜菜碱24％～30％、羧酸型氨基酸型两性离子表面活性剂9％～24％，氧化胺类表面活性剂5％～14％，脂肪醇聚氧乙烯醚1％～5％，聚氧乙烯失水山梨醇单油酸脂0.7％～3.7％，壬基酚聚氧乙烯醚1％～2.3％，脂肪酸甲酯乙氧基化物0.5％～1.5％，C6-C18脂肪醇0.6％～3.7％，三乙醇胺0.4％～2.3％和棕榈酸单甘油酯0.5％，余量为水。
2.权利要求1所述的自乳化剂在二元复合驱三次采油中的应用。
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