CN109652051A - 一种防乳破乳助排剂及其制备方法 - Google Patents

一种防乳破乳助排剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防乳破乳助排剂，按质量份计由以下组分组成：氟碳表面活性剂0.5‑5份、1210活性剂1‑3份、CAB‑35活性剂1‑4份，软化水87‑98份，破乳组合物0.5‑1份。本发明防乳破乳助排剂通过多种活性剂复配组成，使得能显著降低残夜表界面张力，改善岩石表面润湿性，防止形成乳化液造成的堵塞，降低入井液体使用品种和数量，降低施工液成本。

Description

一种防乳破乳助排剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油工业用化学品技术领域，具体涉及一种防乳破乳助排剂及其制备方法。
背景技术
在压裂施工中压裂液与储层岩石、储层流体的配伍性是压裂液选择的最关键的因素。水基压裂液进入储层可引起粘土矿物水化膨胀、分散运移，使储层收到压裂残夜渣的固体损害。此外，压裂液与储层岩石不配伍、可造成润湿反转，使毛管力升高，引起水锁，油水乳化可产生“贾敏效应”，因而会严重妨碍压裂液返排，影响压后增产效果。科研人员先后开发了助排剂、互溶剂和破乳剂，在油气储层压裂中获得了较好的应用效果。但种类繁多、性能单一的添加剂使用不便，也使压裂液材料费用上升。因此发明一种性能多样化、成本较低的防乳破乳助排剂显得尤为重要。
发明内容
基于此，本发明的目的在于提供一种防乳破乳助排剂，这种防乳破乳助排剂通过多种活性剂复配组成，使得能显著降低残夜表界面张力，改善岩石表面润湿性，防止形成乳化液造成的堵塞，降低入井液体使用品种和数量，降低施工液成本。
为了解决上述技术问题，提供一下技术方案：
一种防乳破乳助排剂，按质量份计由以下组分组成：氟碳表面活性剂0.5-5份、1210活性剂1-3份、CAB-35活性剂1-4份，软化水87-98份，破乳组合物0.5-1份。
在其中一些实施例中，按质量份计由以下组分组成：氟碳表面活性剂2-4份、1210活性剂1-2份、CAB-35活性剂2-3份、软化水90-94份，破乳组合物0.7-0.9份。
在其中一些实施例中，按质量份计由以下组分组成：氟碳表面活性剂3份、1210活性剂2份、CAB-35活性剂3份、软化水91份、破乳组合物0.8份。
在其中一些实施例中，所述破乳组合物由以下组分组成：破乳剂SP-169、GE-189和生物表面活性剂。
在其中一些实施例中，所述破乳剂SP-169、GE-189和生物表面活性剂的质量之比为2:2:1。
在其中一些实施例中，所述的生物表面活性剂的制备方法为：取乙酸不动杆菌菌株发酵液在转速为10000rmp的离心机中离心20min，取其上清液，上清液用2mol/L的浓盐酸调节PH至2.0，在温度为4℃静置过夜，溶液在转速为10000rmp下离心20min，弃其上清液，用少量蒸馏水重悬沉淀，用浓NaOH调节pH至7.0之后样品于-20℃放置5h，在真空条件下冷冻干燥24h，所得的样品用过量的无水甲醇超声溶解，在转速为14000rpm的离心机中离心10min，取其上清液，上清液在46℃下进行旋转蒸发，蒸发后得到所述生物表面活性剂。
在其中一些实施例中，所述氟碳表面活性剂的制备方法为：在装有冷凝管、磁力搅拌器的三口烧瓶中，加入水、甲醇、异丙醇、氢氧化钠，搅拌均匀后加入牛磺酸，升温至70℃，慢慢滴加3-全氟辛基环氧丙烷，反应得到氟碳表面活性剂。
本发明还提供了一种防乳破乳助排剂的制备方法，包括如下步骤：将氟碳表面活性剂溶于软化水中，缓慢升温至45-55°，再加入1210活性剂和CAB-35活性剂搅拌1-3小时，再加入破乳组合物，搅拌1-2小时，降温后即可得到防乳破乳助排剂。
本发明还提供了一种防乳破乳助排剂的使用方法，所述方法包括：将质量百分比为0.3％-0.5％的所述助排剂加入压裂液或者酸化液中。
对本发明的部分成分作如下介绍：
氟碳表面活性剂：能以极低的浓度显著地降低溶剂的表面张力的一类物质称为表面活性剂。氟碳表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种，指碳氢表面活性剂的碳氢链中的氢原子全部或部分被氟原子取代，即氟碳链代替了碳氢链，因此表面活性剂中的非极性基不仅有疏水性质而且独具疏油的性能。
1210活性剂：1210活性剂是指在水溶液中不电离，其亲水基主要是由具有一定数量的含氧基团（一般为醚基和羟基) 构成。正是这一点决定了1210活性剂在某些方面比离子表面活性剂更优越；因为在溶液中不是离子状态，所以稳定性高，不易受强电解质无机盐类存在的影响，也不易受pH 值的影响，与其他类型表面活性剂相容性好。
CAB-35活性剂：CAB-35活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱，本品是一种两性离子表面活性剂，在酸性及碱性条件下均具有优良的稳定性，分别呈现阳和阴离子性，常与阴、阳离子和1210活性剂并用，其配伍性能良好。刺激性小，易溶于水，对酸碱稳定，泡沫多，去污力强，具有优良的增稠性、柔软性、杀菌性、抗静电性、抗硬水性。能显著提高洗涤类产品的柔软、调理和低温稳定性。
破乳剂SP-169:是一种无色或淡黄色粘稠液至膏状物或固体，适用于油田石油脱水、破乳、降粘、防蜡，具有一剂多效作用。可实现一次化学脱水，且油净水清。低温操作，降粘，分散蜡质可改变两段脱水的旧工艺。
GE-189:与其他破乳剂复配可以显著提高破乳脱水效果。
生物表面活性剂:具有化学方法难以生成的化学基团，性能良好，生产成本低，环境污染小，能够适应油田开发的需要。它与化学方法合成的表面活性剂一样，具有明显的表面活性，能够显著降低表面张力和油水界面张力、改变油层的润湿性。生物表面活性剂与GE-189复配产生的协同作用，能够显著提高助排剂破乳脱水效果。
本发明具有一下有益效果：
本发明防乳破乳助排剂通过多种活性剂复配组成，使得能显著降低残夜表界面张力，改善岩石表面润湿性，防止形成乳化液造成的堵
塞，降低入井液体使用品种和数量，降低施工液成本。本发明与现有类型助排剂相比具有加量少，对不同体系配伍性强，能有效防止乳状液的形成，对已形成的乳状液兼有破乳作用。该助排剂在压裂液或酸化液中加量为0.3％-0.5％，可有效降低压裂液破胶液的表界面张力，助排性能好。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步阐述。
本发明氟碳表面活性剂、1210活性剂和CAB-35活性剂均由乌鲁木齐德昌聚化工公司提供。所述CAB-35是指椰油酰胺丙基甜菜碱。
本发明所述的生物表面活性剂的制备方法为：取乙酸不动杆菌菌株发酵液在转速为10000rmp的离心机中离心20min，取其上清液，上清液用2mol/L的浓盐酸调节PH至2.0，在温度为4℃静置过夜，溶液在转速为10000rmp下离心20min，弃其上清液，用少量蒸馏水重悬沉淀，用浓NaOH调节pH至7.0之后样品于-20℃放置5h，在真空条件下冷冻干燥24h，所得的样品用过量的无水甲醇超声溶解，在转速为14000rpm的离心机中离心10min，取其上清液，上清液在46℃下进行旋转蒸发，蒸发后得到所述生物表面活性剂。
本发明所述氟碳表面活性剂的制备方法为：在装有冷凝管、磁力搅拌器的三口烧瓶中，加入水、甲醇、异丙醇、氢氧化钠，搅拌均匀后加入牛磺酸，升温至70℃，慢慢滴加3-全氟辛基环氧丙烷，反应得到氟碳表面活性剂。
实施例1
一种防乳破乳助排剂，按质量份计由以下组分组成：氟碳表面活性剂0.5份、1210活性剂3份、CAB-35活性剂1份，软化水98份，破乳剂SP-169 0.5份、GE-189 0.3份和生物表面活性剂0.2份。
包括如下步骤：在干净的2方不锈钢反应釜中，加入450公斤软化水，启动搅拌机将50公斤氟碳表面活性缓慢加入，打开电加热开关，将釜内温度升至50度，依次缓慢加入300公斤1210活性剂和100公斤CAB-35活性剂，保持釜内温度50度搅拌两小时，再加入破乳剂SP-169 50公斤、GE-189 30公斤和生物表面活性剂20公斤，搅拌1小时，再加入530公斤软化水搅拌1小时，关闭电加热，待釜内温度降至外界自然温度后即可得到防乳破乳助排剂。
上述防乳破乳助排剂的使用方法，所述方法包括：将质量百分比为0.3％的所述助排剂加入压裂液或者酸化液中。
实施例2
一种防乳破乳助排剂，按质量份计由以下组分组成：氟碳表面活性剂4份、1210活性剂1份、CAB-35活性剂3份、软化水94份，破乳剂SP-169 0.4份、GE-189 0.2份和生物表面活性剂0.1份。
包括如下步骤：在干净的2方不锈钢反应釜中，加入400公斤软化水，启动搅拌机将400公斤氟碳表面活性缓慢加入，打开电加热开关，将釜内温度升至55度，依次缓慢加入100公斤1210活性剂和300公斤CAB-35活性剂，保持釜内温度55度搅拌三小时，再加入破乳剂SP-169 40公斤、GE-189 20公斤和生物表面活性剂10公斤，搅拌2小时，再加入540公斤软化水搅拌1小时，关闭电加热，待釜内温度降至外界自然温度后即可得到防乳破乳助排剂。
上述防乳破乳助排剂的使用方法，所述方法包括：将质量百分比为0.4％的所述助排剂加入压裂液或者酸化液中。
实施例3
一种防乳破乳助排剂，按质量份计由以下组分组成：氟碳表面活性剂3份、1210活性剂2份、CAB-35活性剂3份、软化水91份、破乳剂SP-169 0.2份、GE-189 0.3份和生物表面活性剂0.3份。
包括如下步骤：在干净的2方不锈钢反应釜中，加入400公斤软化水，启动搅拌机将300公斤氟碳表面活性缓慢加入，打开电加热开关，将釜内温度升至45度，依次缓慢加入200公斤1210活性剂和300公斤CAB-35活性剂，保持釜内温度45度搅拌1小时，再加入破乳剂SP-169 20公斤、GE-189 30公斤和生物表面活性剂30公斤，搅拌2小时，再加入510公斤软化水搅拌1小时，关闭电加热，待釜内温度降至外界自然温度后即可得到防乳破乳助排剂。
上述防乳破乳助排剂的使用方法，所述方法包括：将质量百分比为0.5％的所述助排剂加入压裂液或者酸化液中。
本发明合成的防乳破乳助排剂，其质量指标如下：
外观：淡黄色液体
表面张力：0.3%加量 <23mN/m
界面张力：0.3%加量 <3mN/m
热稳定性：（150度 2小时） <20mN/m
与施工液配伍性：无浑浊度、分层和沉淀。
防乳率：≥98
破乳率：≥98
实验例1
防乳破乳率测定方法
将密度为0.85-0.92g/cm3的原油和0.3%防乳破乳助排剂水溶液预热至90℃，按1:1的比例量取原油和防乳破乳助排剂水溶液。
将搅拌器调整到1500r/min的转速下，然后同时将量取好的原油和防乳破乳助排剂水溶液缓慢地加入搅拌容器中搅拌并开始计时。
恒速搅拌5分钟，制成含0.3%防乳破乳助排剂水溶液50%（V油/V水溶液）的原油乳状液。
将配制好的乳状液倒入100ml至具塞量筒中，将其置于90℃恒温水浴中恒温60min，观测颜色和油水界面并记录60min时的脱出水量。
破乳率计算
P=（V1/V）×100%
式中：P —防乳破乳率，%；
V1—破乳后破乳液析出量，ml；
V—乳化的0.3%防乳破乳助排剂水溶液液量，ml。
同一试验条件下做平行试验，测定结果之差不大于1%时，取其算术平均值为测定结果。
表1
实验例2
测定实施例1-3中制备的防乳破乳助排剂降低水的表面张力的能力。
测试方法：采用JYW-200A型全自动表面张力仪进行测定，测试结果
见表2。
表2表面张力测试结果
由表2可知，本发明的防乳破乳助排剂，在0.3％的用量下，可以将水的表面张力降至22mN/m左右，具有很高的表面活性，能够大大
提高酸化压裂作业流体的返排率。
实验例3
测定实施例1-3中制备的防乳破乳助排剂降低水的表面张力的能力。
测试方法：采用DT-102(A)型全自动界面张力仪进行测定，测试结果
见表3。
表3界面张力测试结果
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种防乳破乳助排剂，其特征在于，按质量份计由以下组分组成：氟碳表面活性剂0.5-5份、1210活性剂1-3份、CAB-35活性剂1-4份，软化水87-98份，破乳组合物0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种防乳破乳助排剂，其特征在于，按质量份计由以下组分组成：氟碳表面活性剂2-4份、1210活性剂1-2份、CAB-35活性剂2-3份、软化水90-94份，破乳组合物0.7-0.9份。
3.根据权利要求2所述的一种防乳破乳助排剂，其特征在于，按质量份计由以下组分组成：氟碳表面活性剂3份、1210活性剂2份、CAB-35活性剂3份、软化水91份、破乳组合物0.8份。
4.根据权利要求3所述的一种防乳破乳助排剂，其特征在于，所述破乳组合物由以下组分组成：破乳剂SP-169、GE-189和生物表面活性剂。
5.根据权利要求4所述的一种防乳破乳助排剂，其特征在于，所述破乳剂SP-169、GE-189和生物表面活性剂的质量之比为2:2:1。
6.根据权利要求5所述的一种防乳破乳助排剂，其特征在于，所述的生物表面活性剂的制备方法为：取乙酸不动杆菌菌株发酵液在转速为10000rmp的离心机中离心20min，取其上清液，上清液用2mol/L的浓盐酸调节PH至2.0，在温度为4℃静置过夜，溶液在转速为10000rmp下离心20min，弃其上清液，用少量蒸馏水重悬沉淀，用浓NaOH调节pH至7.0之后样品于-20℃放置5h，在真空条件下冷冻干燥24h，所得的样品用过量的无水甲醇超声溶解，在转速为14000rpm的离心机中离心10min，取其上清液，上清液在46℃下进行旋转蒸发，蒸发后得到所述生物表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的一种防乳破乳助排剂，其特征在于，所述氟碳表面活性剂的制备方法为：在装有冷凝管、磁力搅拌器的三口烧瓶中，加入水、甲醇、异丙醇、氢氧化钠，搅拌均匀后加入牛磺酸，升温至70℃，慢慢滴加3-全氟辛基环氧丙烷，反应得到氟碳表面活性剂。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的一种防乳破乳助排剂的制备方法，其特征在于：将氟碳表面活性剂溶于软化水中，缓慢升温至45-55°，再加入1210活性剂和CAB-35活性剂搅拌1-3小时，再加入破乳组合物，搅拌1-2小时，降温后即可得到防乳破乳助排剂。
9.一种防乳破乳助排剂的使用方法，其特征在于，所述助排剂采用权利要求8所述的方法制造而成，所述方法包括：将质量百分比为0.3％-0.5％的所述助排剂加入压裂液或者酸化液中。
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