CN113355129A - 一种超稠油破乳剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油田化学技术领域，公开一种超稠油破乳剂及其制备方法，将植物油脂肪酸、有机胺和多元酸酐按重量份加入到反应釜中，控制反应釜温度至120‑160℃，搅拌反应4‑5小时后，降温至60℃，加入多元醇混合均匀即得所述超稠油破乳剂。本发明破乳剂主要针对含水率低于10％的超稠油，常规破乳剂不能对其产生破乳效果，而本发明破乳剂不需要机械搅拌，直接向超稠油储罐加入1％‑3％的量，静置一段时间，自然破乳，油水界面清晰，无乳化层。本发明制备的破乳剂破乳效果良好、析水率高、破乳速度快，可以有效降低油水界面膜表面张力，降低超稠油粘度，提高原油开采效率。
Description
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，涉及一种超稠油破乳剂及其制备方法。
背景技术
稠油是指在油层温度下脱气原油的粘度超过100mPa·s的原油，当粘度超过50000mPa·s时，称为超稠油。稠油具有高粘度、高密度、高胶质含量的特点，是由于其中含有大量的沥青、胶质和固态烃，原子间形成氢键、芳香稠环平面堆积，各相互作用力共同作用造成稠油的高粘度状态，使其比一般原油乳状液更加难以处理，导致原油破乳难度增大。
近年来，随着石油的不断开采，尤其是近年来使用各种化学复合驱增产措施，导致采出液的乳状液结构比较复杂、稳定性增强，破乳脱水难度大，对稠油的开采和后续炼化增加了难度，致使稠油和超稠油的高效快速破乳技术成为影响采油成本、原油质量、产量和控制油田环境污染的关键技术。
目前，我国大部分油田破乳剂为聚醚型及改性聚醚型破乳剂，如中国专利CN101029252A公开了一种原油采出液脱水低温破乳剂，由多胺类聚氧丙烯聚氧乙烯密醚、烷基酚醛树脂聚氧丙烯聚氧乙烯醚、多亚乙烯多胺聚氧丙烯聚氧乙烯醚以及表面活性剂、甲醇和水组成；中国专利CN103936961公开一种稠油破乳剂及其制备方法，以三乙醇胺与三聚氰胺的N-烷基化产物为起始剂，与环氧丙烷和环氧乙烷进行烷氧基化反应生成聚醚，经甲苯-2,4-二异氰酸酯交联得聚氨酯，再经苯甲酰氯酯化封端后得到新型破乳剂。但是，传统的聚醚破乳剂大多只适应于低温条件下的非稠油破乳，对于稠油尤其是超稠油，由于乳状液很稳定，造成破乳温度高达90℃以上，且存在破乳剂扩散速度慢、水滴聚并困难的问题，进而使得破乳速度慢，破乳剂使用量大、破乳效果差，并存在油水分离后的稠油含水率高的问题。
因此，亟需开发能够工业化的非聚醚型破乳剂来弥补目前市场化破乳剂性能的不足，满足市场需求。
发明内容
本发明要解决的是针对现有稠油开采中破乳效果差、用量大、油水效果分离差的技术问题，提供一种超稠油破乳剂及其制备方法，该破乳剂能快速将乳化的超稠油破乳，形成清晰的油水界面，且不需要机械搅拌，达到自然破乳的效果。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种超稠油破乳剂，由如下重量份的原料制成：植物油脂肪酸18-25份、有机胺3-10份、多元酸酐1-2份、脂肪醇65-75份。
优选的，所述植物油脂肪酸包括蓖麻油酸、棕榈酸、油酸、山嵛酸、肉豆蔻酸、花生酸、松香酸、妥尔油酸、椰油酸、月桂酸、芥酸及硬脂酸中的一种或多种混合物。
优选的，所述有机胺包括乙二胺、丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或多种混合物。
优选的，所述多元酸酐包括邻苯二甲酸酐、4-硝基邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、偏苯三酸酐中的一种或多种混合物。
优选的，所述脂肪醇包括甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙二醇、甘油、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇中的一种或多种混合物。
本发明另一目的是提供一种超稠油破乳剂的制备方法，包括如下步骤：将植物油脂肪酸、有机胺和多元酸酐按重量份加入到反应釜中，控制反应釜温度至120-160℃，搅拌反应4-5小时后，降温至60℃，加入多元醇混合均匀即得所述超稠油破乳剂。
本发明的反应机理，以蓖麻油酸和二乙烯三胺反应为例：
其中，n、m为聚合物的聚合度，各反应物配比不同会导致结构的差异，反应温度的不同会导致聚合度的差异。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
(1)本发明稠油破乳剂由植物油酸及多元酸酐与多胺反应形成的较大分子量酰胺类破乳剂，单个分子上含有较多的亲油和亲水基团，能够较强的吸附于乳液的油水界面上，从而达到破乳的目的；反应过程中还可以通过控制三种反应物的加量来调整亲水、亲油基团的比例，从而达到适用不同稠油乳液的目的。
(2)本发明破乳剂主要针对含水率低于10％的超稠油，常规破乳剂不能对其产生破乳效果，而本发明破乳剂不需要机械搅拌，直接向超稠油储罐加入1％-3％的量，静置一段时间，自然破乳，油水界面清晰，无乳化层。
(3)本发明制备的破乳剂破乳效果良好、析水率高、破乳速度快，可以有效降低油水界面膜表面张力，降低超稠油粘度，提高原油开采效率。
附图说明
附图1为本发明实施例1样品的红外光谱图；
附图2本发明实施例1-3样品对超稠油破乳效果图；
附图3对比例1-2样品对超稠油破乳效果图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种超稠油破乳剂，包括蓖麻油酸19份、二乙烯三胺5份，邻苯二甲酸酐1份，依次投入反应釜中，升温至130℃后，反应4小时，降温至60℃，加入75份质量比为1：2乙醇和丙二醇混合物，混合均匀后即得超稠油破乳剂。
将所得超稠油破乳剂按照1.5％加量加入事先预热至60℃超稠油中，上下倾倒30-50下混匀后放入60℃水浴，静置30分后超稠油破乳析水，油水界面清晰，无乳化层，见附图2中的产品1。
实施例2
一种超稠油破乳剂，包括棕榈酸20份、丙二胺4份，4-硝基邻苯二甲酸酐1份，依次投入反应釜中，升温至140℃后，反应4小时，降温至60℃，加入75份质量比为1：2乙醇和乙二醇混合物，混合均匀后即得超稠油破乳剂。
将所得超稠油破乳剂按照1％加量加入事先预热至60℃超稠油中，上下倾倒30-50下混匀后放入60℃水浴，静置30分后超稠油破乳析水，油水界面清晰，无乳化层，见附图2中的产品2。
实施例3
一种超稠油破乳剂，包括肉豆蔻酸25份、乙二胺9份，顺丁烯二酸酐1份，依次投入反应釜中，升温至140℃后，反应4小时，降温至60℃，加入65份质量比为1：1：1乙醇、丙二醇和乙二醇混合物，混合均匀后即得超稠油破乳剂。
将所得超稠油破乳剂按照1％加量加入事先预热至60℃超稠油中，上下倾倒30-50下混匀后放入60℃水浴，静置30分后超稠油破乳析水，油水界面清晰，无乳化层，见附图2中的产品3。
实施例4
一种超稠油破乳剂，包括花生酸18份、三乙烯四胺10份，偏苯三酸酐2份，依次投入反应釜中，升温至120℃后，反应4小时，降温至60℃，加入70份异丙醇，混合均匀后即得超稠油破乳剂。
将所得超稠油破乳剂按照1％加量加入事先预热至60℃超稠油中，上下倾倒30-50下混匀后放入60℃水浴，静置30分后超稠油破乳析水，油水界面清晰，无乳化层。
实施例5
一种超稠油破乳剂，包括妥尔油酸25份、四乙烯五胺3份，顺丁烯二酸酐1份，依次投入反应釜中，升温至160℃后，反应4小时，降温至60℃，加入69份甘油，混合均匀后即得超稠油破乳剂。
将所得超稠油破乳剂按照1％加量加入事先预热至60℃超稠油中，上下倾倒30-50下混匀后放入60℃水浴，静置30分后超稠油破乳析水，油水界面清晰，无乳化层。
对比例1
一种超稠油破乳剂，包括蓖麻油酸19份、乙二胺5份，邻苯二甲酸酐1份，依次投入反应釜中，升温至110℃后，反应4小时，降温至60℃，加入75份质量比为1：2乙醇和丙二醇混合物，混合均匀后即得超稠油破乳剂。
将所得超稠油破乳剂按照1.5％加量加入事先预热至60℃超稠油中，上下倾倒30-50下混匀后放入60℃水浴，静置30分后超稠油不破乳，无水析出，见附图3中的产品4。
对比例2
一种超稠油破乳剂，包括蓖麻油酸19份、乙二胺5份，邻苯二甲酸酐1份，依次投入反应釜中，升温至180℃后，反应4小时，降温至60℃，加入75份质量比为1：2乙醇和丙二醇混合物，混合均匀后即得超稠油破乳剂。
将所得超稠油破乳剂按照1.5％加量加入事先预热至60℃超稠油中，上下倾倒30-50下混匀后放入60℃水浴，静置30分后超稠油不破乳，无水析出，见附图3中的产品5。
实验分析
1红外检测：
1.2测试结果
具体结果见图1，图中3300cm-1处的吸收峰为酰胺基(-CONH-)的N-H伸缩震动特征吸收峰；2800-3000cm-1处的吸收峰为甲基(CH3-)、亚甲基(-CH2-)特征吸收峰；1650cm-1处的吸收峰为酰胺基(-CONH-)的C＝O特征吸收峰，1550cm-1处为酰胺Ⅱ代特征吸收峰；1312cm-1处为酰胺Ⅲ代的特征吸收峰。由图1可证明本发明制备的破乳剂为植物油酸、多元酸酐与多胺的共聚物。
2析水率检测：
2.1测试方法
将超稠原油在70℃预热至完全融化后，准确称取20g至具塞量筒中，按照1％-1.5％比例加入实施例1-3制备的破乳剂，上下轻晃50下后，将破乳剂和稠油混匀，放入70℃水浴中恒温观察，读取析水量，并计算析水率，其计算公式如下：
析水率＝(析水体积/超稠原油含水体积)*100％
2.2测试结果
具体结果见表1。从表1数据可知，本发明制备的破乳剂破乳效果良好、析水率高、破乳速度快，可以有效降低油水界面膜表面张力，降低超稠油粘度，提高原油开采效率；而对比例制备的破乳剂对超稠油的破乳效果较差，脱水效果不好，不能形成稳定的油水界面，瓶底还有原有(见附图3)，说明反应温度对破乳剂的制备具有很大的影响。
表1
| 编号 | 实验现象 | 析水率％ |
| 实施例1 | 油水界面清晰无乳化层 | 95％ |
| 实施例2 | 油水界面清晰无乳化层 | 96％ |
| 实施例3 | 油水界面清晰无乳化层 | 96％ |
以上为本发明较佳实施例，只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种超稠油破乳剂，其特征在于：由如下重量份的原料制成：植物油脂肪酸18-25份、有机胺3-10份、多元酸酐1-2份、脂肪醇65-75份。
2.根据权利要求1所述的超稠油破乳剂，其特征在于：所述植物油脂肪酸包括蓖麻油酸、棕榈酸、油酸、山嵛酸、肉豆蔻酸、花生酸、松香酸、妥尔油酸、椰油酸、月桂酸、芥酸及硬脂酸中的一种或多种混合物。
3.根据权利要求1所述的超稠油破乳剂，其特征在于：所述有机胺包括乙二胺、丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的超稠油破乳剂，其特征在于：所述多元酸酐包括邻苯二甲酸酐、4-硝基邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、偏苯三酸酐中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1所述的超稠油破乳剂，其特征在于：所述脂肪醇包括甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、丙二醇、甘油、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇中的一种或多种混合物。
6.一种权利要求1-5任一项所述的超稠油破乳剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将植物油脂肪酸、有机胺和多元酸酐按重量份加入到反应釜中，控制反应釜温度至120-160℃，搅拌反应4-5小时后，降温至60℃，加入多元醇混合均匀即得所述超稠油破乳剂。
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