CN104479064A - 一种聚驱采出液处理用反相破乳剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚驱采出液处理用反相破乳剂及其制备方法。该制备方法，包括如下步骤：(1)在无氧和搅拌的条件下，甲基丙烯酸甲酯在乳化剂的作用下进行乳化；然后加入引发剂进行聚合，得到聚甲基丙烯酸甲酯种子乳液；(2)向所述聚甲基丙烯酸甲酯种子乳液中加入甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸甲酯和所述引发剂，经种子乳液聚合即得所述反相破乳剂。本发明制备得到的反相破乳剂，针对油田聚驱后的采出液，将其与破乳剂复配使用可有效改善采出液破乳后脱出水水质。

Description

一种聚驱采出液处理用反相破乳剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚驱采出液处理用反相破乳剂及其制备方法，属于石油化工技术领域。
背景技术
近年来，聚合物驱油已在众多油田得到广泛应用，相应产生了大量的聚驱采出液。这类采出液由原油乳液和游离水两部分混合组成，其中游离水中含有大量的阴离子型、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)。对于这类采出液，通常是采用破乳剂和反相破乳剂共同处理。其中，破乳剂用来使原油乳液脱水，降低油中含水；反相破乳剂用来保证原油乳液脱出水及游离水经处理后具有较好水质，降低两者的水中含油；同时，反相破乳剂还不能影响破乳剂的脱水效果。
目前，常用的反相破乳剂是阳离子型聚合物，但这类反相破乳剂会影响破乳剂的脱水效果，导致油水界面不齐及脱水率下降。文献报道(周智敏，阴文辉，付海峰，李绵贵，甲基丙烯酸二甲胺基乙酯-甲基丙烯酸甲酯乳液共聚合，石油化工，2003,32(12)：1042-1044)甲基丙烯酸二甲胺基乙酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物可作为油田污水处理用反相破乳剂。该文献作者制备这种共聚物时采用的是乳液聚合，聚合时以阴离子型表面活性剂(例如：十二烷基硫酸钠)和非离子表面活性剂(例如：Triton 405)为乳化剂，共聚产物中由于甲基丙烯酸二甲胺基乙酯含量偏少，产物不溶于水，以乳液形式存在，同时作者建议产物作为反相破乳剂需加入酸质子化。室内实验表明使用文献所报道的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液针对聚驱采出液无良好效果，且乳液稳定性也较差，因此需要进一步改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚驱采出液处理用反相破乳剂及其制备方法，利用该制备方法得到的反相破乳剂和破乳剂配合使用，可有效改善采出液破乳后脱出水水质。
本发明提供的制备方法以甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯为单体，采用种子乳液聚合法，最终制得甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液，并将其作为聚驱后采出液处理用反相破乳剂。
本发明提供的聚驱采出液处理用反相破乳剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在无氧和搅拌的条件下，甲基丙烯酸甲酯在乳化剂的作用下进行乳化；然后加入引发剂进行聚合，得到聚甲基丙烯酸甲酯种子乳液；
(2)向所述聚甲基丙烯酸甲酯种子乳液中加入甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸甲酯和所述引发剂，得混合液，经种子乳液聚合即得所述反相破乳剂。
上述的制备方法中，所述乳化剂为十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵和十四烷基三甲基氯化铵中的任一种；
所述引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐。
上述制备方法，步骤(1)中，所述乳化温度为20～70℃，具体可为50℃；所述乳化的时间为20～60min，具体可为30min；
所述聚合的温度为45～60℃，具体可为50℃；所述聚合的时间为15～45min，具体可为30min。
上述制备方法，步骤(1)中，所述甲基丙烯酸甲酯的加入量为所述聚甲基丙烯酸甲酯种子乳液质量的3～8％，具体可为6.7％；
所述乳化剂的加入量为所述混合液质量的2.0～4.2％，具体可为3.5％或3.8％；
所述引发剂的加入量为所述甲基丙烯酸甲酯质量的0.03％～0.1％，具体可为0.05％。
上述制备方法，所述甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、步骤(1)中所述甲基丙烯酸甲酯和步骤(2)中所述甲基丙烯酸甲酯的总加入量为所述混合液质量的19～27％，具体可为19.2％或26.3％；
所述甲基丙烯酸二甲胺基乙酯与步骤(1)和步骤(2)中所述甲基丙烯酸甲酯的总质量之比为1～2：1，具体可为2：1或1：1。
上述制备方法，步骤(2)中，所述引发剂的加入量为所述甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和所述甲基丙烯酸甲酯总质量的0.15％～0.3％，具体可为0.2％；
上述制备方法，步骤(2)中，所述种子乳液聚合的温度为40～60℃，具体可为50℃；所述种子乳液聚合的时间为1～3h，具体可为3h。
在步骤(2)的过程中，反应体系由乳白逐渐变为透明，最终制得甲基丙烯酸二甲胺基乙酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液，即为本发明的反相破乳剂。
本发明进一步提供了一种利用上述方法制备得到的聚驱采出液处理用反相破乳剂。
本发明制备得到的反相破乳剂中，甲基丙烯酸二甲胺基乙酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物浓度为25％～30％，可与水任意比互溶。
本发明提供的反相破乳剂的制备方法，以甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯为单体，采用两步法，最终制得了甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液，可以作为聚驱后采出液处理用反相破乳剂。本发明提供的反相破乳剂，针对油田聚驱后的采出液，将其与破乳剂复配使用可有效改善采出液破乳后脱出水水质。
附图说明
图1为利用本发明方法制备的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液实物图。其中，右图为实施例1制备得到的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液的实物图，左图中实施例2制备的得到的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液实物图。
图2为实施例3中聚驱采出液经处理后的实物图，其中左图为经甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物和破乳剂处理后的实物图，右图为只经破乳剂处理后的实物图。
图3为实施例4中聚驱采出液经处理后的实物图，其中左图为经甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物和破乳剂处理后的实物图，右图为只经破乳剂处理后的实物图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液(反相破乳剂)的制备
(1)聚甲基丙烯酸甲酯种子乳液的制备
称取30g甲基丙烯酸甲酯、20g十二烷基三甲基溴化铵和400g水加入至1L玻璃反应釜内，50℃下搅拌(350rpm)乳化同时通氮30min后；加入0.015g偶氮二异丁基脒盐酸盐，反应30min后得到聚甲基丙烯酸甲酯种子乳液450g。
(2)甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的制备
向步骤(1)中的种子乳液中滴加20g甲基丙烯酸甲酯、100g甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和0.24g偶氮二异丁基脒盐酸盐的混合溶液，滴加完毕后得混合液，在50℃下反应3h，即得到甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物(PMMA-DM)的水溶液，如图1中右图所示，外观呈现均相，室内放置5个月后仍未见分层。其中，甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的质量浓度为26.31％，共聚物中甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯的质量比为2：1。
实施例2、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液(反相破乳剂)的制备
(1)聚甲基丙烯酸甲酯种子乳液的制备
称取30g甲基丙烯酸甲酯、20g十二烷基三甲基溴化铵和400g水加入至1L玻璃反应釜内，50℃下搅拌(350rpm)乳化同时通氮30min后；加入0.015g偶氮二异丁基脒盐酸盐，反应30min后得到聚甲基丙烯酸甲酯种子乳液450g。
(2)甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的制备
向步骤(1)中的种子乳液中滴加20g甲基丙烯酸甲酯、50g甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和0.15g偶氮二异丁基脒盐酸盐的混合溶液，滴加完毕后得混合液，在50℃下反应3h，即得到甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物(PMMA-DM)的水溶液，如图1中左图所示，外观呈现均相，室内放置5个月后仍未见分层。其中，甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的质量浓度为20.00％，共聚物中甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯的质量比为1：1。
实施例3、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液作为反相破乳剂的性能研究
以某油田聚驱采出液(由原油乳液和游离水两部分组成，原油乳液含水65wt％，采出液综合含水83wt％)为处理对象。破乳剂(河北盛田化工有限公司，商品号为1303)加量为50mg/L，PMMA-DM水溶液加量为50mg/L，处理温度为45℃。将破乳剂和PMMA-DM加入到采出液中，手摇200次后静置15min观察水色。
图2为聚驱采出液经处理后的实物图，其中左图为经本发明PMMA-DM水溶液和破乳剂处理后的实物图，右图为只经破乳剂处理后的实物图。由图2可知，采出液经(破乳剂+PMMA-DM水溶液)处理后，相对于只加破乳剂处理，脱出水水质有明显改善，水色透亮。
实施例4、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液作为反相破乳剂的性能研究
以某油田聚驱采出液(由原油乳液和游离水两部分组成，原油乳液含水70wt％，采出液综合含水91wt％)为处理对象。破乳剂(河北盛田化工有限公司，商品号为1303)加量为15mg/L，PMMA-DM水溶液加量为50mg/L，处理温度为87℃。将破乳剂和PMMA-DM加入到采出液中，手摇200次后静置25min观察水色。
图3为聚驱采出液经处理后的实物图，其中左图为经本发明PMMA-DM水溶液和破乳剂处理后的实物图，右图为只经破乳剂处理后的实物图。由图3可知，采出液经(破乳剂+PMMA-DM水溶液)处理后，相对于只加破乳剂处理，脱出水水质有明显改善，水色透亮。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种聚驱采出液处理用反相破乳剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在无氧和搅拌的条件下，甲基丙烯酸甲酯在乳化剂的作用下进行乳化；然后加入引发剂进行聚合，得到聚甲基丙烯酸甲酯种子乳液；
(2)向所述聚甲基丙烯酸甲酯种子乳液中加入甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸甲酯和所述引发剂，得混合液，经种子乳液聚合即得所述反相破乳剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述乳化剂为十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵和十四烷基三甲基氯化铵中的任一种；
所述引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述乳化温度为20～70℃，所述乳化的时间为20～60min；
所述聚合的温度为45～60℃，所述聚合的时间为15～45min。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述甲基丙烯酸甲酯的加入量为所述聚甲基丙烯酸甲酯种子乳液质量的3～4.5％；
所述乳化剂的加入量为所述混合液质量的2.0～4.2％；
所述引发剂的加入量为所述甲基丙烯酸甲酯质量的0.03％～0.1％。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、步骤(1)中所述甲基丙烯酸甲酯和步骤(2)中所述甲基丙烯酸甲酯的总加入量为所述混合液质量的19～27％；
所述甲基丙烯酸二甲胺基乙酯与步骤(1)和步骤(2)中所述甲基丙烯酸甲酯的总质量之比为1～2：1。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述引发剂的加入量为所述甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和所述甲基丙烯酸甲酯总质量的0.15％～0.3％。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述种子乳液聚合的温度为40～60℃，时间为1～3h。
8.权利要求1-7中任一项所述方法制备的聚驱采出液处理用反相破乳剂。
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