CN111500310A - 一种原油复合破乳剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种原油复合破乳剂及其制备方法，以重量份计，包括以下物质：水1000份，三乙醇胺40‑50份，环氧丙烷350‑450份、环氧乙烷250‑400份，丙烯酸80‑100份，磺酸类全氟烷基表面活性剂50‑60份，烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐70‑120份，柠檬酸盐50‑100份，无机碱10‑60份，有机溶剂300‑400份。制备时依次加入三乙醇胺、环氧丙烷和环氧乙烷进行共聚生成聚醚，然后加入丙烯酸进行反应得到改性聚醚，并将其溶解于有机溶液待用；依次将柠檬酸盐、磺酸类全氟烷基表面活性剂和烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐加入水中；将改性聚醚溶液加入前述混合溶液中，同时加入无机碱，持续搅拌即得。本发明提供的原油复合破乳剂，不仅对原油具有良好的破乳性能，还能提供良好的降粘性能和降阻性能。

Description

一种原油复合破乳剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田化学助剂技术领域，具体涉及一种原油复合破乳剂。
背景技术
原油本身是一种多组分混合物，由不同相对分子质量、不同结构的烃、以及少量非烃化合物质组成。原油体系中因含有大量的胶质和沥青，因而流动性差，粘度非常大，给原油开采带来一系列问题。在油田开采中原油在地层中流动易与地层水混合，在地层孔隙和炮眼的双重剪切和搅拌作用下，使其混合成为乳状液，形成的原油乳状液会增大采集的液流量，增加输送过程的机械磨损与能量消耗。因此，对原油进行降粘和破乳双重作用，改善原油采集和输送的条件，降低能耗，提高工作效率及经济效益。
发明内容
针对目前的原油破乳剂的功能比较单一的缺点，本发明提出了一种原油复合破乳剂，其同时具有优异的破乳性能和降粘性能。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种原油复合破乳剂，以重量份计，包括以下物质：
Figure BDA0002451197040000011
所述磺酸类全氟烷基表面活性剂为全氟辛基磺酸盐、N-乙基-N全氟辛基磺酰基-氨基乙醇中的至少一种。
所述无机碱为氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。
所述柠檬酸盐为柠檬酸钾或柠檬酸钠中的至少一种。
所述有机溶剂为甲醇或乙醇中的至少一种。
本发明还提供了一种原油复合破乳剂的制备方法，该方法包括以下步骤：制备时依次加入三乙醇胺、环氧丙烷、环氧乙烷以及30-50份无机碱在120℃-150℃的条件下进行共聚生成聚醚，聚合反应完成后再加入丙烯酸进行反应得到改性聚醚，并将其溶解于有机溶液得到改性聚醚有机溶液待用，本步骤中改性聚醚的合成为现有技术；另取水1000份，依次加入柠檬酸盐、磺酸类全氟烷基表面活性剂和烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐得到混合溶液，每一种原料需在上一种原料完全溶解后加入；后将改性聚醚溶液加入前述混合溶液中，同时加入无机碱，持续搅拌半小时以上形成均一乳液即得本发明的原油复合破乳剂。
本发明有益效果如下：
1、本发明提供的原油复合破乳剂，其具有良好的破乳性能，能将原油乳化液脱水率大幅度快速提高97％以上。且在实验中发现，采用本发明专利涉及的聚醚破乳剂，无论是二元、三元还是多元进行破乳实验时，水珠凝结的速度更迅速，脱出水更为清澈，而且油水界面也比较整齐。
2、本发明提供的原油复合破乳剂，其具有良好的降粘性能，能将原油降粘率提高到98％以上，说明本发明的原油复合破乳剂具有良好的降粘性能，同时具有良好的耐温耐盐性能，特别是对钙盐有着良好的耐受性。
3、本发明提供的原油复合破乳剂，其具有良好的降阻性能，能将原油降阻率提高到45％以上，能大幅度改善原油采集和输送的条件，降低能耗，提高工作效率及经济效益。
综上所述，本发明的复合破乳剂能够做到一剂三用，即可破乳又能降粘，同时其良好的减阻效果是的本发明的复合破乳剂能够节约注入能量，降低能耗，远远优于本行业的其余破乳剂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1：
反应釜中依次加入40g三乙醇胺、360g环氧丙烷和270g环氧乙烷在140℃和40g氢氧化钾条件下进行共聚反应得到聚醚，共聚完成后向该反应釜中加入80g丙烯酸进行改性反应得到改性聚醚，并将改性聚醚溶解于400ml甲醇中得到改性聚醚溶液待用。另取水1L，依次加入60g柠檬酸盐、50g磺酸类全氟烷基表面活性剂和80g烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐得到混合溶液，每一种原料需在上一种原料完全溶解后加入；将改性聚醚溶液加入前述混合溶液中，同时加入20g氢氧化钾，持续搅拌至均一液体即得本发明的原油复合破乳剂。
实施例2：
反应釜中依次加入40g三乙醇胺、380g环氧丙烷和280g环氧乙烷在140℃和40g氢氧化钾条件下进行共聚反应得到聚醚，共聚完成后向该反应釜中加入90g丙烯酸进行改性反应得到改性聚醚，并将改性聚醚溶解于400ml甲醇中得到改性聚醚溶液待用。另取水1L，依次加入65g柠檬酸盐、50g磺酸类全氟烷基表面活性剂和100g烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐得到混合溶液，每一种原料需在上一种原料完全溶解后加入；将改性聚醚溶液加入前述混合溶液中，同时加入20g氢氧化钾，持续搅拌至均一液体即得本发明的原油复合破乳剂。
实施例3：
反应釜中依次加入40g三乙醇胺、400g环氧丙烷和280g环氧乙烷在140℃和40g氢氧化钾条件下进行共聚反应得到聚醚，共聚完成后向该反应釜中加入100g丙烯酸进行改性反应得到改性聚醚，并将改性聚醚溶解于400ml甲醇中得到改性聚醚溶液待用。另取水1L，依次加入65g柠檬酸盐、60g磺酸类全氟烷基表面活性剂和100g烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐得到混合溶液，每一种原料需在上一种原料完全溶解后加入；后将改性聚醚溶液加入前述混合溶液中，同时加入20g氢氧化钾，持续搅拌至均一液体即得本发明的原油复合破乳剂。
为了进一步说明本发明原油复合破乳剂的效果，对实施例1、实施例2和实施例3中的复合破乳剂进行性能测试。
1、复合破乳剂破乳性能测试
(1)按质量比NaCl：水＝20：100比例配置一定量的盐水；
(2)取现场原油，按质量比原油：盐水＝30:70比例，将原油及盐水倒入容器中，在70℃下预热30min，然后用高速搅拌器搅拌20min，制成含盐量为140g/L的乳化油；
(3)将50mL乳化油倒入具塞量筒，在85℃/90℃下预热10min，加入0.5wt％破乳剂。开始计时，记录出水情况。
表1乳化原油随破乳剂加入时间的破乳脱水量
Figure BDA0002451197040000031
表2乳化原油120min脱水率
序号 脱水率
实施例1 94.3％
实施例2 97.1％
实施例3 94.3％
从表2可知，本发明的实施例2中制得的复合破乳剂的脱水性能较好，达到了97％以上，实施例1和实施例3中制得的也都达到了94.3％，证明了本发明的复合破乳剂具有良好的破乳性能；同时，本发明在含盐量为140g/L的乳化油中仍然具有较高的脱水率，说明本发明具有良好的耐盐性。
2、复合破乳剂降粘性能测试
(1)将176.5gNaCl，17.8g MgCl2，2.0g KCl,39.6g CaCl2加入到1L清水中，搅拌至完全溶解，制成模拟盐水。
(2)取现场原油90g，加入盐水420g，混合后置于90℃水浴中恒温60min，用高速搅拌器乳化40min，制得含水70wt％的乳化原油。
(3)在烧杯中倒入250g上述乳化原油，置于90℃恒温水溶中保温120min后，加入0.1wt％破乳剂，轻微搅拌后开始测试粘度。
表3 90℃条件下乳化原油在加入破乳剂后不同搅拌时间下的粘度
Figure BDA0002451197040000041
表4乳化原油降粘率
Figure BDA0002451197040000042
Figure BDA0002451197040000051
从表3可知，对于粘度约为7000mPa·s的乳化油，本发明的复合破乳剂能够快速降低乳化油的粘度，注入乳化油3min，即可将乳化油的粘度降低至1000mPa·s以下，对于实施例2中的复合破乳剂，注入15min即可将其粘度降低至100mPa·s以下，说明本发明不仅降粘效果好，同时其降粘速度也快；从表4可知，本发明的实施例1、实施例2和实施例3中制得的复合破乳剂的降粘性能较好，破乳剂注入20min后，降粘率均达到了98％以上，证明了本发明的复合破乳剂具有良好的降粘性能。
同时，本发明的降粘率是在总盐量为160g/L、钙盐含量为9g/L的乳化油中进行试验，不仅进一步说明本发明的破乳剂具有良好的耐盐性，同时还说明本发明的破乳剂具有良好的抗钙盐能力，解决了现有的破乳剂不耐钙盐的问题。
3、复合破乳剂降阻性能测试
(1)实验仪器为海安石油科技科研仪器公司所产MZ-VI压裂液摩阻仪，检测仪器内管直径10mm，长3m，实验温度设定在30℃。该仪器无法直接测量流体摩阻，通过测量一定压力下仪器内清水压差和清水中加药剂后压差的变化值，换算成降阻结果。
(2)储水箱内加水30L。
(3)开始循环，测定清水压差，保持循环。
(4)将30L破乳剂逐次加入储水箱中，循环均匀，记录减阻率读数。最终体积比破乳剂：水＝30:30。
表5复合破乳剂减阻实验
Figure BDA0002451197040000052
从表5可知，本发明的实施例2中制得的复合破乳剂的降阻性能较好，达到了46％以上，实施例1和实施例3中制得的也都分别达到了38.97％和39.37％，证明了本发明的复合破乳剂具有良好的降阻性能，对于破乳剂来讲，更好的减阻性意味着更加容易将破乳剂注入地层，特别是对于本发明的实施例2来说其减阻性在45％以上，说明本发明能够更加容易注入地层。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种原油复合破乳剂，其特征在于，以重量份计，包括以下物质：
Figure FDA0002451197030000011
所述磺酸类全氟烷基表面活性剂为全氟辛基磺酸盐、N-乙基-N全氟辛基磺酰基-氨基乙醇中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的原油复合破乳剂，其特征在于，所述无机碱为氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的原油复合破乳剂，其特征在于，所述柠檬酸盐为柠檬酸钠和柠檬酸钾中的一种。
4.根据权利要求1所述的原油复合破乳剂，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇和乙醇中的至少一种。
5.如权利要求1-4任一所述原油复合破乳剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备时依次加入三乙醇胺、环氧丙烷、环氧乙烷以及30-50份无机碱在120℃-150℃的条件下进行共聚生成聚醚，聚合反应完成后再加入丙烯酸进行反应得到改性聚醚，并将所述改性聚醚溶解于有机溶液得到改性聚醚有机溶液待用；另取水1000份，依次加入柠檬酸盐、磺酸类全氟烷基表面活性剂和烷基醇聚氧乙烯醚磺酸盐得到混合溶液，每一种原料需在上一种原料完全溶解后加入；将所述改性聚醚有机溶液加入所述混合溶液中，同时加入剩余的无机碱，持续搅拌至少半小时，即得本发明的原油复合破乳剂。
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