CN105623715B - 一种油井酸化采出液脱水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油井酸化采出液脱水方法，包括：将油井酸化采出液与中和剂以及脱水剂混合，并将得到的混合物进行油水分离；脱水剂含有第一非离子表面活性剂和第二非离子表面活性剂，第一非离子表面活性剂选自支状聚醚，第二非离子表面活性剂选自线型烷基酚聚氧乙烯醚和聚醚接枝聚硅氧烷，中和剂为有机胺和/或季铵碱。采用该方法对油井酸化采出液进行脱水处理，能获得良好的油水分离效果，处理后的原油的含水率低，即使是对稠油采出液进行脱水处理，也能获得较好的脱水效果。该方法所使用的脱水剂的组成简单，各组分来源广泛；且该方法直接将中和剂和脱水剂与酸化采出液混合后进行油水分离即可，操作流程简洁，适于大规模应用。

Description

一种油井酸化采出液脱水方法

技术领域

本发明涉及一种油井酸化采出液脱水方法。

背景技术

油井酸化施工之后，经过储层改造的碳酸盐岩油井，在初期返排中与泥浆、酸化压裂液残液、助剂反应物、水等，经高速返排，充分混合，形成乳化严重、不易处理的乳化状原油，称之为酸化油。影响酸化油尤其是酸化稠油采出液破乳困难的因素较多，如酸化油中的残酸、残留助剂以及携带的大量黏土颗粒等。

残酸中的H⁺将激活稠油中的环烷酸，并且与原油中的碱性氮化物反应生成具有一定界面活性的物质，此外还会导致原油乳状液pH值的降低，油水界面张力变小，乳状液稳定性增强。固体颗粒既能被水润湿也能被油润湿，可吸附在油水界面上形成稳定坚固的界面膜并产生一定的Zeta电位，同时残留助剂及稠油中胶质和沥青质的存在可以和这些微粒结合，形成稳定界面膜的天然乳化剂，从而使乳状液更为稳定。对于稠油而言，其胶质和沥青质含量较高，原油的胶体分散体系稳定性被破坏后，胶质和沥青质从原油中析出并与氢离子反应易形成酸化淤渣，进一步增加采出液破乳难度。因此，降低残酸和固体颗粒物对酸化油脱水的影响尤为重要。

目前化学法热沉降破乳是酸化油处理的常用方法，各种破乳剂及助剂的开发尤为重要。

US4402857公开了一种处理酸化采出乳液的破乳剂，该破乳剂选自由山梨糖醇单油酸酯、山梨糖醇单棕榈酸酯和山梨糖醇单月桂酸酯组成的组。

US6132619公开了一种酸化油井采出液的处理方法，该方法首先加入铁抑制剂，防止亚铁离子氧化形成铁离子并将已存在的铁离子还原成为亚铁离子，然后加入水可分散的破乳剂实现油水分离，最后通过沉降、过滤、絮凝等手段处理含油废水，其中的铁抑制剂主要由螯合剂或三价铁离子还原剂组成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的脱除油井酸化采出液中的水的方法，该方法所使用的脱水剂的组成简单，并能有效地脱除油井酸化采出液中的水。

本发明提供了一种油井酸化采出液脱水方法，该方法包括：将油井酸化采出液与中和剂以及脱水剂混合，并将得到的混合物进行油水分离，得到油相和水相；所述脱水剂含有至少一种第一非离子表面活性剂和至少一种第二非离子表面活性剂，所述第一非离子表面活性剂选自支状聚醚型非离子表面活性剂，所述第二非离子表面活性剂选自线型烷基酚聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂和聚醚接枝聚硅氧烷型非离子表面活性剂，所述中和剂为选自有机胺和季铵碱中的一种或两种以上。

采用本发明的方法对油井酸化采出液进行脱水处理，能获得良好的油水分离效果，处理后的原油的含水率低，即使是对稠油采出液进行脱水处理，也能获得良好的脱水效果，并且脱水速度快。

根据本发明的方法所使用的脱水剂的组成简单，各组分来源广泛；并且，根据本发明的方法直接将中和剂和脱水剂与酸化采出液混合后进行油水分离即可，操作流程简洁。因此，根据本发明的方法适于大规模应用。

具体实施方式

本发明提供了一种油井酸化采出液脱水方法，该方法包括：将油井酸化采出液与中和剂以及脱水剂混合，并将得到的混合物进行油水分离，得到油相和水相。

根据本发明的方法，所述脱水剂含有至少一种第一非离子表面活性剂和至少一种第二非离子表面活性剂。本发明中，“至少一种”表示一种或两种以上。

根据本发明的方法，所述第一非离子表面活性剂选自支状聚醚型非离子表面活性剂。所述支状聚醚的分子结构中具有支化中心，所述支化中心可以由常见的各种能够与聚醚或者形成聚醚的单体发生化学相互作用，从而使得聚醚分子链具有支化结构的物质。可以以能够形成支化中心的物质作为聚合的起始剂，从而得到支状聚醚；也可以以能够形成支化中心的物质作为线型聚醚的扩链剂，从而得到支状聚醚。优选地，所述支状聚醚型非离子表面活性剂选自以多乙烯多胺作为起始剂的聚醚型非离子表面活性剂、以酚醛树脂作为起始剂的聚醚型非离子表面活性剂、以酚胺树脂作为起始剂的聚醚型非离子表面活性剂和以多异氰酸酯作为扩链剂的聚醚型非离子表面活性剂。

所述支状聚醚可以为支状聚氧乙烯醚、支状聚氧丙烯醚或者支状聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。优选地，所述支状聚醚为支状聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。对于支状聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物，从进一步提高脱水效果的角度出发，氧化乙烯结构单元与氧化丙烯结构单元的摩尔比可以为1-5：1，优选为2-4：1。

根据本发明的方法，所述支状聚醚型非离子表面活性剂的具体实例可以包括但不限于AE系列非离子表面活性剂、AP系列非离子表面活性剂、F3111非离子表面活性剂、TA1031非离子表面活性剂、ST14非离子表面活性剂、BCO1912非离子表面活性剂、POI2420非离子表面活性剂、SD-903非离子表面活性剂、M501非离子表面活性剂和GD9909非离子表面活性剂。

根据本发明的方法，以所述脱水剂的总量为基准，所述第一非离子表面活性剂的含量可以为20-70重量％。从进一步提高脱水效果的角度出发，所述第二非离子表面活性剂的含量优选为30-50重量％。

根据本发明的方法，所述第二非离子表面活性剂选自线型烷基酚聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂和聚醚接枝聚硅氧烷型非离子表面活性剂。

所述线型烷基酚聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂可以为以烷基酚作为起始剂的线型聚氧乙烯醚，所述烷基酚的具体实例可以包括但不限于壬基酚、辛基酚或异丁基酚。

所述线型烷基酚聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂的具体实例可以包括但不限于OP系列非离子表面活性剂、NP系列非离子表面活性剂和TX系列非离子表面活性剂。

所述聚醚接枝聚硅氧烷中，所述聚醚可以为聚氧乙烯、聚氧丙烯和聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物(如聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物)中的一种或两种以上。所述聚醚接枝聚硅氧烷中，所述聚硅氧烷可以为聚二甲基硅氧烷或者聚甲基苯基硅氧烷，优选为聚二甲基硅氧烷。

所述聚醚接枝聚硅氧烷中，聚醚结构单元与聚硅氧烷结构单元的摩尔比可以为1-20：1，优选为5-15：1。

根据本发明的方法，所述聚醚接枝聚硅氧烷的具体实例可以包括但不限于YNE系列非离子表面活性剂和XHG系列非离子表面活性剂。

根据本发明的方法，所述第二非离子表面活性剂优选为聚醚接枝聚硅氧烷型非离子表面活性剂。

根据本发明的方法，以脱水剂的总量为基准，所述第二非离子表面活性剂的含量可以为5-40重量％。从进一步提高脱水效果的角度出发，所述第二非离子表面活性剂的含量优选为10-30重量％。

根据本发明的脱水剂还含有至少一种溶剂。所述溶剂可以为各种能够溶解所述支状聚醚型非离子表面活性剂以及所述聚醚接枝聚硅氧烷型非离子表面活性剂的液体物质。从环境保护的角度考虑，所述溶剂优选为醇和/或水。所述醇可以为一元醇和/或二元醇。具体地，所述醇可以为脂肪醇，如C₁-C₅的脂肪醇，其具体实例可以包括但不限于甲醇、乙醇、乙二醇和异丙醇中的一种或两种以上的组合。所述醇与水的比例以能够溶解所述支状聚醚型非离子表面活性剂以及所述聚醚接枝聚硅氧烷型非离子表面活性剂为准。在所述溶剂为醇和水时，所述醇与水的重量比可以为1：1-5，优选为1：2-4。

以脱水剂的总量为基准，所述溶剂的含量可以为20-75重量％，优选为30-60重量％。

可以通过将第一非离子表面活性剂和第二非离子表面活性剂分散在溶剂中，从而得到所述脱水剂。具体地，可以在常用的各种混合装置中，将第一非离子表面活性剂和第二非离子表面活性剂与溶剂混合，从而得到所述脱水剂，所述混合装置例如可以为常用的具有搅拌器的混合器，也可以为静态混合器。

根据本发明的方法，所述脱水剂的用量随油井酸化采出液的性质而定。一般地，以油井酸化采出液的总量为基准，以重量计，所述脱水剂的用量可以为50-1000ppm。根据本发明的脱水剂具有良好的脱水效果，即使在较低的用量下，也能获得良好的脱水效果。根据本发明的方法，以油井酸化采出液的总量为基准，以重量计，所述脱水剂的用量优选为100-300ppm。

根据本发明的方法，所述中和剂为选自有机胺和季铵碱中的一种或两种以上。与采用如碱金属氢氧化物的无机碱作为中和剂相比，采用有机胺和/或季铵碱作为中和剂，能够获得更好的脱水效果。所述有机胺可以为脂肪族胺、杂环胺、醇胺和季铵碱中的一种或两种以上。

作为中和剂，脂肪族胺是指NH₃分子中的一个、两个或者三个氢原子被有机基团取代而形成的物质，可以为伯胺、仲胺或者叔胺。具体地，所述脂肪族胺可以为式I所示的化合物，

式I中，R₁、R₂和R₃相同或不同，各自可以为氢、C₁-C₆的烷基或者-R₄NH₂，R₄为C₁-C₆的亚烷基，其中，R₁、R₂和R₃不同同时为氢。所述C₁-C₆的烷基包括C₁-C₆的直链烷基和C₃-C₆的支链烷基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、异戊基、叔戊基和正己基。所述C₁-C₆的亚烷基包括C₁-C₆的直链亚烷基和C₃-C₆的支链亚烷基，如亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚正丁基、亚正戊基或亚正己基。

作为中和剂，所述杂环胺是指环上具有氮原子的化合物，如C₃-C₁₁的杂环胺。所述杂环胺例如可以为取代或未取代的吡咯、取代或未取代的四氢吡咯、取代或未取代的吡啶、取代或未取代的六氢吡啶、取代或未取代的咪唑、取代或未取代的吡唑、取代或未取代的喹啉、取代或未取代的二氢喹啉、取代或未取代的四氢喹啉、取代或未取代的十氢喹啉、取代或未取代的异喹啉以及取代或未取代的嘧啶中的一种或多种。

作为中和剂，醇胺可以为式II所示的化合物，

(HOR⁵)_mNH_(3-m) (式II)

式II中，m个R⁵相同或不同，各自为C₁-C₄的亚烷基，包括C₁-C₄的直链亚烷基和C₃-C₄的支链亚烷基，如亚甲基、亚乙基、亚正丙基和亚正丁基；m为1、2或3。

作为中和剂，季铵碱可以为式III所示的化合物，

式III中，R₆、R₇、R₈和R₉相同或不同，各自可以为C₁-C₆的烷基或者C₇-C₁₀的芳烷基。所述C₁-C₆的烷基的具体实例可以包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、异戊基、叔戊基和正己基。

具体地，所述中和剂可以为选自二甲胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵和苄基三甲基氢氧化铵中的一种或两种以上。

所述中和剂的用量随油井酸化采出液中的酸的含量而定，优选地，所述中和剂的用量使得分离出的水相中的pH值在6-8的范围内为准。一般地，以油井酸化采出液或者经预处理的油井酸化采出液的总量为基准，以重量计，所述中和剂的用量可以为100-10000ppm，优选为500-2000ppm。

根据本发明的方法，油井采出液与脱水剂和中和剂混合后进行油水分离时，所述油水分离可以为本领域常用的各种能够实现将油相与水相分离开的方法中的一种或两种以上方法的组合，例如：离心分离、沉降分离或者二者的组合。所述油水分离的条件可以为常规选择。优选在30-90℃的温度下进行油水分离，更优选在60-80℃的温度下进行油水分离。

根据本发明的方法，所述油井酸化采出液可以为从经酸化施工的油井中采出的含酸采出物，例如返排液或原油。本发明的方法特别适于脱除酸化稠油采出液中的水。

根据本发明的方法，可以有效地脱除各种来源的油井酸化采出液中的水，即使是对油井酸化稠油采出液进行脱水处理，也能获得较好的脱水效果，能明显减轻后续纯化工序的负担，甚至可以直接外输。所述酸化稠油的酸值一般在0.5mg KOH/g以上，例如0.5-7.5mg KOH/g。所述酸化稠油在40℃时的运动粘度一般为500mm²/s以上，例如500-10000mm²/s。

以下结合实施例详细说明本发明，但并不因此限制本发明的范围。

制备实施例1

(1)按表1的组成，将以多乙烯多胺作为起始剂的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物型非离子表面活性剂(购自滨化集团，牌号为AE10071)、线型烷基酚聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂(购自滨化集团，牌号为NP15)和水混合均匀，从而得到根据本发明的脱水剂，记为D1。

制备对比例1

采用与制备实施例1相同的方法制备脱水剂，不同的是，烷基酚聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂用等量十六烷基聚氧乙烯醚非离子表面活性剂(购自百灵威科技有限公司，CAS号9004-95-9)代替，从而得到脱水剂，记为C1。

制备实施例2

按表1的组成，将以酚胺树脂作为起始剂的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物型非离子表面活性剂(购自滨化集团，牌号为TA1031)、聚醚接枝聚二甲基硅氧烷型非离子表面活性剂(购自伊诺恩化工有限公司，牌号为YNE5211)和溶剂(为乙醇与水的混合物，其中，乙醇与水的重量比为1：2)混合均匀，从而得到根据本发明的脱水剂，记为D2。

制备对比例2

按表1的组成，将以酚胺树脂作为起始剂的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物型非离子表面活性剂(购自滨化集团，牌号为TA1031)与溶剂(同制备实施例2)混合均匀，从而得到脱水剂，记为C2。

制备对比例3

按表1的组成，将聚醚接枝聚二甲基硅氧烷型非离子表面活性剂(购自伊诺恩化工有限公司，牌号为YNE5211)与溶剂(同制备实施例2)混合均匀，从而得到脱水剂，记为C3。

制备对比例4

采用与制备实施例2相同的方法制备脱水剂，不同的是，酚胺树脂作为起始剂的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物型非离子表面活性剂用等量的以丙二醇作为起始剂的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物型非离子表面活性剂(购自滨化集团，牌号为SP169)代替，从而得到脱水剂，记为C4。

制备对比例5

采用与制备实施例2相同的方法制备脱水剂，不同的是，聚醚接枝聚二甲基硅氧烷型非离子表面活性剂用等量的聚二甲基硅氧烷(购自百灵威化学试剂公司，CAS号9016-00-6)代替，从而得到脱水剂，记为C5。

制备实施例3

采用与制备实施例2相同的方法制备脱水剂，不同的是，聚醚接枝聚二甲基硅氧烷型非离子表面活性剂用等量的烷基酚聚氧乙烯醚(购自滨化集团，牌号为NP15)代替，从而得到脱水剂，记为D3。

制备实施例4

按表1的组成，将以甲苯多异氰酸酯作为起始剂的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物型非离子表面活性剂(购自滨化集团，牌号为M501)、聚醚接枝聚二甲基硅氧烷型非离子表面活性剂(购自浙江新安公司，牌号为XHG248)和溶剂(为乙二醇与水的混合物，其中，乙二醇与水的重量比为1：3)混合均匀，从而得到根据本发明的脱水剂，记为D4。

制备实施例5-11

采用与制备实施例4相同的方法制备脱水剂，不同的是，组成如表1所示，从而得到根据本发明的脱水剂，记为D5、D6、D7、D8、D9、D10和D11。

表1

¹：十六烷基聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂

²：以丙二醇作为起始剂的聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物型非离子表面活性剂

³：聚二甲基硅氧烷

以下实施例和对比例涉及以下两种酸化采出液，其性质在表2中列出。

表2

实施例1-11

按照石油天然气行业标准SY/T5281-2000规定的瓶试法，分别将中和剂以及制备实施例1-11制备的脱水剂与酸化采出液混合均匀，然后将得到的混合物置于80℃的恒温水浴中静置，定期记录分水量，最后采用蒸馏法分析上层原油(即，分出的油相)的含水率。

酸化采出液的种类、中和剂的种类和用量(以酸化采出液的总量为基准，中和剂的用量，下同)、脱水剂的种类和用量(以酸化采出液的总量为基准，脱水剂的用量，下同)、分水量(至某一时间时分出的水的总量)以及原油含水率在表3中列出。

对比例1-5

采用与实施例1-11相同的方法脱除酸化采出液中的水，不同的是，脱水剂分别为制备对比例1-5制备的脱水剂。酸化采出液的种类、中和剂的种类和用量、脱水剂的种类和用量、分水量以及原油含水率在表3中列出。

对比例6

采用与实施例2相同的方法脱除酸化采出液中的水，不同的是，中和剂为氢氧化钠。酸化采出液的种类、中和剂的种类和用量、脱水剂的种类和用量、分水量以及原油含水率在表3中列出。

对比例7-8

采用与实施例1-11相同的方法脱除酸化采出液中的水，不同的是，不使用中和剂。脱水剂的种类和用量、分水量以及原油含水率在表3中列出。

表3

¹：10小时时分出的水的总量。

表3的结果证实，采用本发明的方法能以较高的脱水速度脱除油井酸化采出液中的水，得到含水率低的原油；并且，根据本发明的脱水剂的组成简单且，用量少，所用原料来源广泛，适于大规模使用。

Claims (10)

1.一种油井酸化采出液脱水方法，该方法包括：将油井酸化采出液与中和剂以及脱水剂混合，并将得到的混合物进行油水分离，得到油相和水相；所述脱水剂含有至少一种第一非离子表面活性剂和至少一种第二非离子表面活性剂，所述第一非离子表面活性剂选自支状聚醚型非离子表面活性剂，所述第二非离子表面活性剂选自线型烷基酚聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂和聚醚接枝聚硅氧烷型非离子表面活性剂，所述中和剂为选自有机胺和季铵碱中的一种或两种以上，所述支状聚醚为支状聚氧乙烯醚、支状聚氧丙烯醚或者支状聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述支状聚醚型非离子表面活性剂选自以多乙烯多胺作为起始剂的聚醚型非离子表面活性剂、以酚醛树脂作为起始剂的聚醚型非离子表面活性剂、以酚胺树脂作为起始剂的聚醚型非离子表面活性剂和以多异氰酸酯作为扩链剂的聚醚型非离子表面活性剂。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚醚接枝聚硅氧烷中，聚硅氧烷为聚二甲基硅氧烷，聚醚为聚氧乙烯、聚氧丙烯和聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物中的一种或两种以上。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，以所述脱水剂的总量为基准，所述第一非离子表面活性剂的含量为20-70重量％，所述第二非离子表面活性剂的含量为5-40重量％。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，以所述脱水剂的总量为基准，所述第一非离子表面活性剂的含量为30-50重量％，所述第二非离子表面活性剂的含量为10-30重量％。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，以油井酸化采出液的总量为基准，以重量计，所述脱水剂的用量为50-1000ppm。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，以油井酸化采出液的总量为基准，以重量计，所述脱水剂的用量为100-300ppm。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述中和剂的用量使得得到的水相的pH值在6-8的范围内。

9.根据权利要求1或8所述的方法，其中，所述中和剂为选自二甲胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、丙二胺、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵和苄基三甲基氢氧化铵中的一种或两种以上。

10.根据权利要求1-3和8中任意一项所述的方法，其中，所述油井酸化采出液为酸化稠油采出液。