CN109705896B

CN109705896B - 用于三元复合驱采出液的复配型破乳剂组合物及破乳剂

Info

Publication number: CN109705896B
Application number: CN201711008613.XA
Authority: CN
Inventors: 斯绍雄; 宫兆波; 严忠; 任召言; 张玉敏; 胡君
Original assignee: Petrochina Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2021-08-03
Anticipated expiration: 2037-10-25
Also published as: CN109705896A

Abstract

本发明提供了用于三元复合驱采出液的复配型破乳剂组合物及破乳剂。用于三元复合驱采出液的复配型破乳剂组合物包括破乳剂组分，破乳剂组分包括AR型破乳剂、SP型破乳剂和AE型破乳剂，在破乳剂组分中AR型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为10～25％、SP型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为45～80％、AE型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为10～45％。利用破乳剂组合物制得的破乳剂对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液破乳具有破乳脱水率高、油水界面整齐、脱出水澄清透亮、以及破乳后污水中的含油量和净化油中的含水重量百分率均能得到很大程度降低的优点。

Description

用于三元复合驱采出液的复配型破乳剂组合物及破乳剂

技术领域

本发明涉及油田采油技术领域，具体而言，涉及一种用于三元复合驱采出液的复配型破乳剂组合物及破乳剂。

背景技术

石油开采过程中经常混入水分，在原油输送之前要先经过脱水，以降低运输成本。原油中的游离水很容易分离脱除，而脱除原油中的乳化水一般需要加入破乳剂来进行脱除。三元复合驱作为一项重要的提高采收率技术，新疆油田于2014年进行工业化试验。目前，新疆油田在七东一区开展的弱碱三元复合驱采出液累积产油已逾13万吨。前期研究表明：新疆油田三元复合驱采出液中含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物。碱、表面活性剂和聚合物发挥协同作用，使得三元复合驱采出液的界面张力降至10^-3mN/m以下，ζ电位降至-45mV以下，同时乳液中油珠粒径变小，导致采出液乳化非常严重，破乳困难，使用常规的破乳剂破乳效果并不理想。

目前国内外对用于三元复合驱采出液的破乳剂已进行了初步研究，然而各个油田的油藏条件、复合驱所用化学剂和开采条件均有不同，导致各个油田的三元复合驱采出液的原油组分、乳液形态等也有所区别，而现有技术均未涉及对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液的处理。

现有技术中的破乳剂通过多种破乳单剂按照不同比例混合而成，对于三元复合驱采出液具有良好的破乳效果，但对于弱碱三元复合驱采出液的破乳效果情况均未涉及，特别是对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液，其破乳效果并不理想。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于三元复合驱采出液的复配型破乳剂组合物及破乳剂，以解决现有技术中对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液的破乳效果不理想的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于三元复合驱采出液的复配型破乳剂组合物，组合物包括破乳剂组分，破乳剂组分包括AR型破乳剂、SP型破乳剂和AE型破乳剂，在破乳剂组分中AR型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为10～25％、SP型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为45～80％、AE型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为10～45％。

进一步地，在破乳剂组分中AR型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为12～23％、SP型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为48～75％、AE型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为12～40％。

进一步地，AR型破乳剂采用酚醛树脂为起始剂、甲苯-2,4-二异氰酸酯为交联剂、二甲苯为溶剂制备而成。

进一步地，AR型破乳剂的色度在350～370之间、羟值在37mgKOH/g～40mgKOH/g之间、以及pH值在6.5～7.5之间。

进一步地，SP型破乳剂采用多元醇为起始剂、氢氧化钠和环氧乙烷为催化剂、二甲苯为溶剂制备而成。

进一步地，SP型破乳剂的色度在290～310之间、羟值在52mgKOH/g～55mgKOH/g之间、以及pH值在7.5～8.5之间。

进一步地，AE型破乳剂采用多乙烯多胺为起始剂、甲苯-2,4-二异氰酸酯为交联剂、甲醇为溶剂制备而成。

进一步地，AE型破乳剂的色度在240～260之间、羟值在41mgKOH/g～44mgKOH/g之间、以及pH值在7.3～8.3之间。

进一步地，组合物还包括醇溶剂，破乳剂组分的重量与醇溶剂的重量比例为10:6～10:1，优选2:1～5:1，优选醇溶剂为甲醇、乙醇和丙三醇中的一种或多种。

进一步地，组合物还包括水，破乳剂组分在组合物中的重量百分比含量为15～40％，优选25～35％。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于三元复合驱采出液的复配型破乳剂，采用复配型破乳剂组合物的各成分混合而成，复配型破乳剂组合物为上述任一种组合物。

应用本发明的技术方案，将AR型破乳剂、SP型破乳剂和AE型破乳剂按照特定比例复配而成，获得的破乳剂组合物具有腐蚀性弱、无明显异味等优点。利用该破乳剂组合物制得的破乳剂对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液破乳具有破乳脱水率高、油水界面整齐、脱出水澄清透亮、以及破乳后污水中的含油量和净化油中的含水重量百分率均能得到很大程度降低的优点。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

如本申请背景技术所记载的，现有技术的破乳剂对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液的破乳效果并不理想，为了解决该问题，本申请提供了一种用于三元复合驱采出液的复配型破乳剂组合物，该组合物包括破乳剂组分，破乳剂组分包括AR型破乳剂、SP型破乳剂和AE型破乳剂，在破乳剂组分中AR型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为10～25％、SP型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为45～80％、AE型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为10～45％。

本申请利用不同破乳单剂协同增效的原理，通过对几种破乳剂单剂复合制得一种新型的用于三元复合驱采出液的复配型破乳剂组合物，利用该破乳剂组合物制得的破乳剂相对分子量较高、脱水效果理想、广谱性好、并且破乳性能优异，各种组分之间的协同性能优越，其等价加量和等量加量的效果均优于传统的破乳剂。

本申请将筛选出的AR型破乳剂、SP型破乳剂和AE型破乳剂按照特定比例复配而成，没有添加有机酸等破乳助剂，获得的破乳剂组合物具有腐蚀性弱、无明显异味等优点。利用该破乳剂组合物制得的破乳剂对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液破乳具有破乳脱水率高、油水界面整齐、脱出水澄清透亮、以及破乳后污水中的含油量和净化油中的含水重量百分率均能得到很大程度降低的优点。

含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液由于聚合物、表面活性剂和碱的相互协同作用，导致采出液的ζ电位极低，界面张力极小，采出液乳化程度极高，使得上述三元复合驱采出液与常规采出液相比显得极其稳定。常规使用的破乳剂很难对该含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液进行有效破乳。本申请发明人发现，AE型破乳剂对于上述三元复合驱采出液的ζ电位产生直接影响，当在上述三元复合驱采出液中添加AE型破乳剂时，该三元复合驱采出液的ζ电位迅速增加，即导致三元复合驱采出液的ζ电位能够从-55mV左右迅速升高到-20mV左右，进而导致带负电荷的微小油珠相互间的斥力减小，使得破乳剂分子有利于接近油水界面(反离子作用)，从而有利于微小油珠的聚合和聚并成大的油滴，实现油水分离；此外，AR型破乳剂能迅速升高油水动态界面张力，加入AR型破乳剂后，采出液的动态界面张力能够迅速从0.02mN/m左右升高到1mN/m左右，动态界面张力升高使得以单分子的形式吸附在油水界面上变得容易，导致采出液中稳定的油水界面膜被破坏从而破乳(表面活性作用)，实现油水分离；SP型破乳剂是一种净水型破乳剂，破乳后污水含油量低，脱出的水澄清透亮，起到调和剂的作用。复配型破乳剂组合物中的三种破乳剂相互协同，共同增强，使得对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液的破乳效果大大增强。

在本申请一种优选的实施例中，在破乳剂组分中AR型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为12～23％、SP型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为48～75％、AE型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为12～40％。采用上述特定比例将AR型破乳剂、SP型破乳剂和AE型破乳剂复配制得的破乳剂组合物可以在各种破乳单剂之间获得协同增效作用，提高了对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液的破乳效果。

本申请的AR型破乳剂可以采用本领域常规的AR型破乳剂，为了进一步提高破乳效果，在本申请的复配型破乳剂组合物中，AR型破乳剂采用酚醛树脂为起始剂、甲苯-2,4-二异氰酸酯为交联剂、二甲苯为溶剂制备而成。

在本申请的复配型破乳剂组合物中，AR型破乳剂的色度在350～370之间、羟值在37mgKOH/g～40mgKOH/g之间、以及pH值在6.5～7.5之间，利用该破乳剂组合物制得的破乳剂相对分子量较高、腐蚀性较弱、并且破乳效果优异。

本申请的SP型破乳剂可以采用本领域常规的SP型破乳剂，优选在本申请的复配型破乳剂组合物中，SP型破乳剂采用多元醇为起始剂、氢氧化钠和环氧乙烷为催化剂、二甲苯为溶剂制备而成，从而提高了对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液的破乳效果。

为了控制破乳剂的分子量和腐蚀性、降低破乳后污水中的含油量并且保证脱出的水的质量，在本申请的复配型破乳剂组合物中，SP型破乳剂的色度在290～310之间、羟值在52mgKOH/g～55mgKOH/g之间、以及pH值在7.5～8.5之间。

本申请的AE型破乳剂可以采用本领域常规的AE型破乳剂，为了更进一步提高对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液的破乳效果，在本申请的复配型破乳剂组合物中，AE型破乳剂采用多乙烯多胺为起始剂、甲苯-2,4-二异氰酸酯为交联剂、甲醇为溶剂制备而成。

在本申请的复配型破乳剂组合物中，AE型破乳剂的色度在240～260之间、羟值在41mgKOH/g～44mgKOH/g之间、以及pH值在7.3～8.3之间，利用该破乳剂组合物制得的破乳剂相对分子量较高、腐蚀性较弱、更加容易接近油水界面，从而具有良好破乳效果。

该组合物还包括醇溶剂，破乳剂组分的重量与醇溶剂的重量比例为10:6～10:1，优选2:1～5:1。将破乳剂组分的重量与醇溶剂的重量比例控制在上述范围内，可以保证包括AR型破乳剂、SP型破乳剂和AE型破乳剂的破乳剂组分相互之间更好地溶解。醇溶剂可以采用甲醇、乙醇和丙三醇中的一种或多种，选择上述特定的醇溶剂，进一步提高了包括AR型破乳剂、SP型破乳剂和AE型破乳剂的破乳剂组分之间的溶解效果。

该组合物还包括水，破乳剂组分在组合物中的重量百分比含量为15～40％，优选25～35％。将破乳剂组分在组合物中的含量控制在上述范围内，可以提高对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液的破乳效果，使得破乳脱水率较高，同时也避免了浪费。

在本申请另一种典型的实施方式中，提供了一种用于三元复合驱采出液的复配型破乳剂，采用上述复配型破乳剂组合物的各成分混合而成。该复配型破乳剂相容性比较好、稳定性较高。利用本申请的破乳剂对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液破乳具有破乳脱水率高、油水界面整齐、脱出水澄清透亮、以及破乳后污水中的含油量和净化油中的含水重量百分率均能得到很大程度降低的优点。

以下将结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。

实施例1

在复配型破乳剂组合物中采用的破乳剂组分的组成如下：

AR型破乳剂是一种油溶性非离子破乳剂，以酚醛树脂为起始剂，以甲苯-2,4-二异氰酸酯为交联剂，产品固含量为80％，溶剂为二甲苯，色度(APHA)为360，羟值为38.5mgKOH/g，pH值为7；

SP型破乳剂是一种非离子表面活性剂组分，以多元醇为起始剂，以NaOH和环氧乙烷为催化剂，产品固含量为80％，溶剂为二甲苯，色度(APHA)为300，羟值为53.5mgKOH/g，pH值为8；

AE型破乳剂是非离子破乳剂，以多乙烯多胺为起始剂，以甲苯-2,4-二异氰酸酯为交联剂，产品固含量为80％，溶剂为甲醇，色度(APHA)为250，羟值为42.5mgKOH/g，pH值为7.8。

制备复配型破乳剂的过程如下：

将AR型破乳剂、SP型破乳剂以及AE型破乳剂进行混合，获得1kg第一混合物，AR型破乳剂、SP型破乳剂以及AE型破乳剂的用量见表1，将第一混合物缓慢升温至55℃，以100～150转/分钟的转速搅拌20分钟后加入99.9％的工业级甲醇(具体用量见表1)，形成第二混合物，继续搅拌第二混合物30～60分钟，使AR型破乳剂、SP型破乳剂以及AE型破乳剂完全溶解后，向第二混合物中加入自来水，并继续搅拌20分钟，停止加热和搅拌，冷却至室温，配制得到复配型破乳剂。其中包括AR型破乳剂、SP型破乳剂和AE型破乳剂的破乳剂组分在复配型破乳剂中的重量百分比含量见表1。

在新疆油田七东一区取两口井T71731和TD71762的三元复合驱采出液，测得这两口井中的三元复合驱采出液的性质如下：

在井T71731采出液中，聚丙烯酰胺的浓度为1524mg/L，表面活性剂的浓度为101mg/L，碱浓度为3217mg/L，pH值为8.95，含水重量百分率为54％；

在井TD71762采出液中，聚丙烯酰胺浓度为567mg/L，表面活性剂的浓度为14mg/L，碱浓度为3129mg/L，pH值为8.76，含水重量百分率为81％。

向两口井T71731和TD71762的三元复合驱采出液中以50mg/L的浓度加入制得的复配型破乳剂，脱水温度为40℃，摇匀后，参照SY/T5281-2000评价其破乳效果。

实施例2

AR型破乳剂、SP型破乳剂以及AE型破乳剂的用量，甲醇的用量，破乳剂组分在复配型破乳剂中的重量百分比含量见表1，其他与实施例1相同。

实施例3

实施例4

实施例5

实施例6

实施例7

实施例8

与实施例1的不同之处在于，AR型破乳剂的色度(APHA)为350，羟值为37mgKOH/g，pH值为6.5；SP型破乳剂的色度(APHA)为290，羟值为52mgKOH/g，pH值为7.5；AE型破乳剂的色度(APHA)为240，羟值为41mgKOH/g，pH值为7.3。

实施例9

与实施例1的不同之处在于，AR型破乳剂的色度(APHA)为370，羟值为40mgKOH/g，pH值为7.5；SP型破乳剂的色度(APHA)为310，羟值为55mgKOH/g，pH值为8.5；AE型破乳剂的色度(APHA)为260，羟值为44mgKOH/g，pH值为8.3。

实施例10

与实施例1的不同之处在于，AR型破乳剂的色度(APHA)为340，羟值为35mgKOH/g，pH值为6.0；SP型破乳剂的色度(APHA)为280，羟值为50mgKOH/g，pH值为7.0；AE型破乳剂的色度(APHA)为230，羟值为39mgKOH/g，pH值为6.8。

实施例11

与实施例1的不同之处在于，AR型破乳剂的色度(APHA)为380，羟值为42mgKOH/g，pH值为8；SP型破乳剂的色度(APHA)为320，羟值为58mgKOH/g，pH值为9；AE型破乳剂的色度(APHA)为270，羟值为46mgKOH/g，pH值为8.8。

对比例1

对比例2

对比例3

对比例4

对比例5

对比例6

采用SY/T5281-2000评价各实施例和对比例的复配型破乳剂对井T71731的三元复合驱采出液的破乳效果，分析结果参见表2。

表1

表2

采用SY/T5281-2000评价各实施例和对比例的复配型破乳剂对井TD71762的三元复合驱采出液的破乳效果，分析结果参见表3。

表3

由表2和表3中的数据可以看出，本发明的破乳剂对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的新疆油田三元复合驱采出液均具有优异的破乳效果，破乳脱水率高，脱出的水澄清透亮，油水界面整齐，破乳后污水中的含油量和净化油中的含水重量百分率均能得到很大程度的降低。

且根据实施例和各对比例的比较可以看出，各破乳剂的用量对于破乳效果起到关键作用，任何一种类型的破乳剂如果用量超出本申请所限定的范围，都会导致破乳效果的下降。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明适用于采用原油热重力化学沉降处理工艺对含有高含量的碱、表面活性剂和聚合物的三元复合驱采出液进行破乳处理，经过对具有不同驱油剂浓度和不同含水重量率的新疆油田的不同井口进行评价，均表现出良好的破乳效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于三元复合驱采出液的复配型破乳剂组合物，其特征在于，所述组合物包括破乳剂组分，所述破乳剂组分由AR型破乳剂、SP型破乳剂和AE型破乳剂组成，在所述破乳剂组分中所述AR型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为10～25％、所述SP型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为45～80％、所述AE型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为10～45％；

所述AR型破乳剂的色度在350～370之间、羟值在37mgKOH/g～40mgKOH/g之间、以及pH值在6.5～7.5之间；

所述SP型破乳剂的色度在290～310之间、羟值在52mgKOH/g～55mgKOH/g之间、以及pH值在7.5～8.5之间；

所述AE型破乳剂的色度在240～260之间、羟值在41mgKOH/g～44mgKOH/g之间、以及pH值在7.3～8.3之间。

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，在所述破乳剂组分中所述AR型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为12～23％、所述SP型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为48～75％、所述AE型破乳剂以固含量为80％计的重量百分比为12～40％。

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述AR型破乳剂采用酚醛树脂为起始剂、甲苯-2,4-二异氰酸酯为交联剂、二甲苯为溶剂制备而成。

4.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述SP型破乳剂采用多元醇为起始剂、氢氧化钠和环氧乙烷为催化剂、二甲苯为溶剂制备而成。

5.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述AE型破乳剂采用多乙烯多胺为起始剂、甲苯-2,4-二异氰酸酯为交联剂、甲醇为溶剂制备而成。

6.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括醇溶剂，所述破乳剂组分的重量与所述醇溶剂的重量比例为10:6～10:1。

7.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述破乳剂组分的重量与所述醇溶剂的重量比例为2:1～5:1。

8.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述醇溶剂为甲醇、乙醇和丙三醇中的一种或多种。

9.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括水，所述破乳剂组分在所述组合物中的重量百分比含量为15～40％。

10.根据权利要求9所述的组合物，其特征在于，所述破乳剂组分在所述组合物中的重量百分比含量为25～35％。

11.一种用于三元复合驱采出液的复配型破乳剂，采用复配型破乳剂组合物的各成分混合而成，其特征在于，所述复配型破乳剂组合物为权利要求1至10中任一项所述的组合物。