CN107936937B - 一种用于稠油开采的细小乳状液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油化工技术领域，具体涉及到一种用于稠油开采的细小乳状液及其制备方法，包括以下成分及其重量份：有机溶剂40‑60份、非离子表面活性剂0‑8份、阴离子低聚表面活性剂4‑20份和去离子水120‑150份；所述的阴离子低聚表面活性剂为对位烷基苯酚衍生物的低聚物；该细小乳状液主要通过将非离子表面活性剂、阴离子低聚表面活性剂分散到有机溶剂中，然后缓慢滴加去离子水形成细小乳状液；本发明得到的细小乳状液不存在闪点，同时具有良好的降粘能力。
Description
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，具体涉及到一种用于稠油开采的细小乳状液及其制备方法。
背景技术
随着石油需求的不断增加，普通原油不断消耗，稠油资源越来越被人们重视。稠油资源在世界范围内储量丰富，稠油资源有望成为21世纪的重要能源。但是稠油开发面临很多技术难题，其中之一就是稠油由于沥青质、胶质含量高带来的粘度大、流动性差，造成开采困难、采收率低。
目前除了采用蒸汽吞吐和蒸汽驱进行稠油开采来提高采收率，通过乳化降粘、掺稀降粘和溶剂降粘等手段也能有效的提高稠油的采收率。其中溶剂降粘由于溶剂的溶解作用和可能的脱沥青作用，可以大幅度降低原油粘度并提高采收率。但是溶剂普遍存在易挥发和闪点低等问题，影响了应用效果并带来严重的安全隐患。
发明内容
本发明目的之一是为了提供一种用于稠油开采的细小乳状液，可以降低原油粘度、不存在闪点，目的之二是提供该用于稠油开采的细小乳状液的制备方法。
本发明目的之一可以通过以下技术方案来实现：
一种用于稠油开采的细小乳状液，包括以下成分及其重量份：有机溶剂40-60份、非离子表面活性剂0-8份、阴离子低聚表面活性剂4-20份和去离子水120-150份；所述的阴离子低聚表面活性剂为对位烷基苯酚衍生物的低聚物。
本发明目的之一还可以通过以下技术方案来实现：
所述的有机溶剂为芳香族化合物、溶剂油、烷烃中的一种或两种以上组合。
所述的芳香族化合物为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯中的一种或两种以上组合。
所述的溶剂油为柴油、汽油、石脑油中的一种或两种以上组合。
所述的烷烃为C8-C15的烷烃、环烷烃中的一种或两种以上组合。
所述的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯中的一种或两种以上组合。
所述的阴离子低聚表面活性剂为对位烷基苯酚的羧酸盐的低聚物。
所述的阴离子低聚表面活性剂结构式为：
其中，式(Ⅰ)中n为1-10中的任意整数，R为烷基，X为一种阳离子。
优选的，所述的式(Ⅰ)中n为1-5中的任意整数，X为碱金属离子、铵根离子与质子化的有机碱中的一种。
本发明目的之二可以通过以下技术方案来实现：
该用于稠油开采的细小乳状液的制备方法，按如下步骤进行：
(1)将非离子表面活性剂和阴离子低聚表面活性剂加入到有机溶剂中，搅拌至体系分散均匀，得溶剂前驱体；
(2)将去离子水逐滴加到步骤(1)制得的溶剂前驱体中；
(3)去离子水滴加完后，继续搅拌5-60分钟，即得。
本发明目的之二还可以通过以下技术方案来实现：
步骤(2)中去离子水滴加时间为10-120分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明制备得到的细小乳状液具有良好的降粘性能、不存在闪点，制备工艺简单、重现性好且能耗低。
该发明中引入阴离子低聚表面活性剂，可以减少表面活性剂之间的静电作用，有利于稠油粘度的降低。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1一种用于稠油开采的细小乳状液
包括以下成分及其重量份：有机溶剂60份、非离子表面活性剂8份、阴离子低聚表面活性剂8份和去离子水124份；
有机溶剂为甲苯；非离子表面活性剂为聚氧乙烯脂肪醇醚(Brij30)；阴离子低聚表面活性剂为结构式如式(II)所示：
制备方法为：
(1)将非离子表面活性剂和阴离子低聚表面活性剂加入到有机溶剂中，搅拌10min后体系分散均匀，得溶剂前驱体；
(2)将去离子水逐滴加到步骤(1)制得的溶剂前驱体中，滴加时间为50分钟；
(3)去离子水滴加完后，继续搅拌25分钟，即得。
对比例1一种用于稠油开采的溶剂型降粘剂
成分与实施例1的区别是：不包括去离子水，其他同实施例1；
制备方法为：将非离子表面活性剂和阴离子低聚表面活性剂加入到有机溶剂中，搅拌10min后体系分散均匀，即得。
实施例2一种用于稠油开采的细小乳状液
包括以下成分及其重量份：有机溶剂40份、非离子表面活性剂6份、阴离子低聚表面活性剂4份和去离子水150份；
有机溶剂为汽油；非离子表面活性剂为聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯(Tween80)；阴离子低聚表面活性剂为结构式如式(Ⅲ)所示：
制备方法为：
(1)将非离子表面活性剂和阴离子低聚表面活性剂加入到有机溶剂中，搅拌20min后体系分散均匀，得溶剂前驱体；
(2)将去离子水逐滴加到步骤(1)制得的溶剂前驱体中，滴加时间为40分钟；
(3)去离子水滴加完后，继续搅拌60分钟，即得。
对比例2一种用于稠油开采的溶剂型降粘剂
成分与实施例2的区别是：不包括去离子水，其他同实施例2；
制备方法为：将非离子表面活性剂和阴离子低聚表面活性剂加入到有机溶剂中，搅拌20min后体系分散均匀，即得。
实施例3一种用于稠油开采的细小乳状液
包括以下成分及其重量份：有机溶剂60份、阴离子低聚表面活性剂20份和去离子水120份；
有机溶剂为正辛烷；阴离子低聚表面活性剂与实施例2相同；
制备方法为：
(1)将阴离子低聚表面活性剂加入到有机溶剂中，搅拌25min后体系分散均匀，得溶剂前驱体；
(2)将去离子水逐滴加到步骤(1)制得的溶剂前驱体中，滴加时间为40分钟；
(3)去离子水滴加完后，继续搅拌40分钟，即得。
对比例3一种用于稠油开采的溶剂型降粘剂
成分与实施例3的区别是：不包括去离子水，其他同实施例3；
制备方法为：将阴离子低聚表面活性剂加入到有机溶剂中，搅拌20min后体系分散均匀，即得。
实施例4一种用于稠油开采的细小乳状液
成分与实施例1的区别是：有机溶剂为三甲苯、柴油和癸烷按重量比为1:1:1组成；非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)；阴离子低聚表面活性剂结构如式(Ⅳ)所示：
其他同实施例1。
制备方法为：
(1)将非离子表面活性剂和阴离子低聚表面活性剂加入到有机溶剂中，搅拌10min后体系分散均匀，得溶剂前驱体；
(2)将去离子水逐滴加到步骤(1)制得的溶剂前驱体中，滴加时间为120分钟；
(3)去离子水滴加完后，继续搅拌5分钟，即得。
实施例5一种用于稠油开采的细小乳状液
成分与实施例1的区别是：有机溶剂为苯、二甲苯、环壬烷按重量比为1:2:3组成；非离子表面活性剂为聚氧乙烯脂肪酸酯(乳化剂A-105)；其他同实施例1。
制备方法为：
(1)将非离子表面活性剂和阴离子低聚表面活性剂加入到有机溶剂中，搅拌10min后体系分散均匀，得溶剂前驱体；
(2)将去离子水逐滴加到步骤(1)制得的溶剂前驱体中，滴加时间为10分钟；
(3)去离子水滴加完后，继续搅拌60分钟，即得。
实施例6一种用于稠油开采的细小乳状液
与实施例1区别是：有机溶剂为石脑油、十五烷烃按重量比为5:1组成；非离子表面活性剂为多元醇脂肪酸酯(Span80)；其他同实施例1。
实施例7一种用于稠油开采的细小乳状液
与实施例1区别是：非离子表面活性剂为聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯(Tween80)和聚氧乙烯脂肪醇醚(Brij30)按重量比为2:1组成；其他同实施例1。
试验例1性能测试
试验对象：实施例1-7制得的用于稠油开采的细小乳状液以及对比例1-3制得的用于稠油开采的溶剂型降粘剂。
(1)闪点测试
按照GB/T 261-2008《闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法》，测试试剂在环境大气压下的闭口闪点。闪点高，或者试验范围内测不出，则表明该试剂安全性更高。
试验方法：将试剂倒入试验杯至加料线，盖上试验杯盖，然后放入加热室。按仪器要求调节电子点火器强度，试验过程中以5℃/min的速率升温。记录观察闪点温度和最初点火温度，当两者差值在18-28℃时记录有效测定结果。结果见表1。
(2)粘度测试
将稠油和试剂混合搅拌，其中稠油分别与实施例1-7中的溶剂前驱体、对比例1-3中的产物的质量比为4:1，采用旋转粘度计测定试样粘度(50℃，剪切速率7.34s-1)，结果见表1。
表1性能测试结果
| 组别 | 闪点(闭口)/℃ | 粘度/mPa·s |
| 空白 | - | 39010 |
| 实施例1 | - | 1350 |
| 实施例2 | - | 1400 |
| 实施例3 | - | 1700 |
| 实施例4 | - | 1450 |
| 实施例5 | - | 1500 |
| 实施例6 | - | 1400 |
| 实施例7 | - | 1850 |
| 对比例1 | 4.5 | 2100 |
| 对比例2 | -35.0 | 2200 |
| 对比例3 | 13.0 | 2540 |
注：闪点“-”表示测不出闪点
由实施例1-7、对比例1-3和表1的结果可以看出，本发明制得的用于稠油开采用细小乳状液消除了溶剂型降粘剂存在的闪点问题，极大地提高了安全性，同时具有较好的降粘效果。
Claims (9)
1.一种用于稠油开采的细小乳状液，其特征在于，包括以下成分及其重量份：有机溶剂40-60份、非离子表面活性剂0-8份、阴离子低聚表面活性剂4-20份和去离子水120-150份；所述的阴离子低聚表面活性剂为对位烷基苯酚衍生物的低聚物；
所述的阴离子低聚表面活性剂结构式为：
其中，式(Ⅰ)中n为1-10中的任意整数，R为烷基，X为一种阳离子。
2.根据权利要求1所述的用于稠油开采的细小乳状液，其特征在于，所述的有机溶剂为芳香族化合物、溶剂油、烷烃中的一种或两种以上组合。
3.根据权利要求2所述的用于稠油开采的细小乳状液，其特征在于，所述的芳香族化合物为苯、甲苯、二甲苯、三甲苯中的一种或两种以上组合。
4.根据权利要求2所述的用于稠油开采的细小乳状液，其特征在于，所述的溶剂油为柴油、汽油、石脑油中的一种或两种以上组合。
5.根据权利要求2所述的用于稠油开采的细小乳状液，其特征在于，所述的烷烃为C8-C15的烷烃、环烷烃中的一种或两种以上组合。
6.根据权利要求1所述的用于稠油开采的细小乳状液，其特征在于，所述的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、多元醇脂肪酸酯、聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯中的一种或两种以上组合。
7.根据权利要求1所述的用于稠油开采的细小乳状液，其特征在于，所述的式(Ⅰ)中n为1-5中的任意整数，X为碱金属离子、铵根离子与质子化的有机碱中的一种。
8.一种权利要求1-7任一的用于稠油开采的细小乳状液的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：
(1)将非离子表面活性剂和阴离子低聚表面活性剂加入到有机溶剂中，搅拌至体系分散均匀，得溶剂前驱体；
(2)将去离子水逐滴加到步骤(1)制得的溶剂前驱体中；
(3)去离子水滴加完后，继续搅拌5-60分钟，即得。
9.根据权利要求8所述的用于稠油开采的细小乳状液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中去离子水滴加时间为10-120分钟。
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