CN114480027B - 一种微乳液型清洗剂及油基岩屑的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微乳液型清洗剂及油基岩屑的处理方法，属于石油化工领域。该微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：5％‑30％的主表面活性剂、3％‑20％的助表面活性剂、1％‑5％的油、余量为水；其中，所述主表面活性剂为吐温80或者十二烷基苯磺酸钠；所述助表面活性剂为正丁醇。该微乳液型清洗剂具有低界面张力和强增溶能力，能够有效实现油基岩屑的高效低能耗脱油。进行油基岩屑处理时，还具有能耗低，成本低，绿色环保等优点。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工领域，特别涉及一种微乳液型清洗剂及油基岩屑的处理方法。
背景技术
页岩气作为低碳、清洁、高效的新兴能源，已成为全球油气资源勘探与开发的重点。但是，在对目的层页岩段钻井过程中，会产生大量的油基岩屑，油基岩屑属于危险废物，如不妥善处理，会对生态环境造成严重危害。
目前，对油基岩屑的处理方法包括：离心分离、热解析、化学萃取、固化资源化、回注地层法、焚烧法等技术，
在实现本发明的过程中，本明人发现现有技术中至少存在以下问题：
离心分离一般作为预处理技术，对油基岩屑的除油效果较差；热解析的资源回收率高，但存在投资高、能耗大、设备易结焦等问题；化学萃取的设备投资较高，且萃取剂易逸散造成二次污染；固化资源化技术无法回收油资源且存在二次污染隐患；回注地层法对地层要求严格且浪费油资源；焚烧法投资和处理费用均较高，且需处理尾气。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种微乳液型清洗剂及油基岩屑的处理方法，能够解决上述技术问题。
具体而言，包括以下的技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种微乳液型清洗剂，所述微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：5％-30％的主表面活性剂、3％-20％的助表面活性剂、1％-5％的油、余量为水；
其中，所述主表面活性剂为吐温80或者十二烷基苯磺酸钠；
所述助表面活性剂为正丁醇。
在一些可能的实现方式中，所述油为3号白油。
在一些可能的实现方式中，所述微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：12％-18％的吐温80、5％-8％的正丁醇、1.57％的3号白油、余量为水。
在一些可能的实现方式中，所述微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：22.93％的吐温80、9.83％的正丁醇、1.75％的3号白油、余量为水。
在一些可能的实现方式中，所述微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：20.67％的吐温80、8.86％的正丁醇、1.57％的3号白油、余量为水。
在一些可能的实现方式中，所述微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：6.6％-7.7％的十二烷基苯磺酸钠、3％-5％的正丁醇、1％-2％的3号白油、余量为水。
在一些可能的实现方式中，所述微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：9％-14％的十二烷基苯磺酸钠、9％-14％的正丁醇、1.5％-2％的3号白油、余量为水。
在一些可能的实现方式中，所述微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：14％-17％的十二烷基苯磺酸钠、14％-17％的正丁醇、1.5％-2％的3号白油、余量为水。
另一方面，本发明实施例还提供了一种油基岩屑的处理方法，所述油基岩屑的处理方法采用上述任一种所述的微乳液型清洗剂。
在一些可能的实现方式中，所述油基岩屑的处理方法包括：
在设定温度下，将所述微乳液型清洗剂与油基岩屑混合并搅拌20min-30min，进行清洗，获得清洗后的油基岩屑；
将所述清洗后的油基岩屑进行离心，获得第一固相，并使所述第一固相与四氯乙烯混合均匀后进行超声波处理，然后再次进行离心，获得第二固相，并且所述第二固相为处理后的油基岩屑。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
本发明实施例提供的微乳液型清洗剂，通过上述质量百分比的各组分的协同复配作用，具有低界面张力和强增溶能力，能够有效实现油基岩屑的高效低能耗脱油。本发明实施例提供的微乳液型清洗剂是由主表面活性剂、助表面活性剂、油和水自发形成的均匀分散、各向同性的热力学稳定体系，将其用于三次采油、产层修复、清洗井壁等方面，对于油基岩屑的处理能够获得更好的效果。与有机溶剂相比，微乳液型清洗剂具有不易燃、无闪点、低毒性的优点；与传统清洗剂相比，微乳液型清洗剂具有粒径小、超低界面张力、增溶能力强等优势，表现出高效的清洗能力。可见，利用本发明实施例提供的微乳液型清洗剂进行油基岩屑处理时，还具有能耗低，成本低，绿色环保等优点。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
一方面，本发明实施例提供了一种微乳液型清洗剂，该微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：5％-30％的主表面活性剂、3％-20％的助表面活性剂、1％-5％的油、余量为水。
其中，主表面活性剂为吐温80或者十二烷基苯磺酸钠；
助表面活性剂为正丁醇。
在一些可能的实现方式中，主表面活性剂的质量百分比包括但不限于：5％、10％、15％、20％、25％、30％等；
在一些可能的实现方式中，助表面活性剂的质量百分比包括但不限于：5％、10％、15％、20％等；
在一些可能的实现方式中，油的质量百分比包括但不限于：1％、2％、3％、4％、5％等。
本发明实施例提供的微乳液型清洗剂，通过上述质量百分比的各组分的协同复配作用，具有低界面张力和强增溶能力，能够有效实现油基岩屑的高效低能耗脱油。本发明实施例提供的微乳液型清洗剂是由主表面活性剂、助表面活性剂、油和水自发形成的均匀分散、各向同性的热力学稳定体系，将其用于三次采油、产层修复、清洗井壁等方面，对于油基岩屑的处理能够获得更好的效果。与有机溶剂相比，微乳液型清洗剂具有不易燃、无闪点、低毒性的优点；与传统清洗剂相比，微乳液型清洗剂具有粒径小、超低界面张力、增溶能力强等优势，表现出高效的清洗能力。可见，利用本发明实施例提供的微乳液型清洗剂进行油基岩屑处理时，还具有能耗低，成本低，绿色环保等优点。
在一些可能的实现方式中，油为3号白油，能够进一步优化微乳液型清洗剂的清洗能力。
在一些可能的实现方式中，本发明实施例提供了这样一种微乳液型清洗剂，其包括以下质量百分比的组分：22.93％的吐温80、9.83％的正丁醇、1.75％的3号白油、余量为水。
在一些可能的实现方式中，本发明实施例提供了这样一种微乳液型清洗剂，其包括以下质量百分比的组分：20.67％的吐温80、8.86％的正丁醇、1.57％的3号白油、余量为水。
在一些可能的实现方式中，本发明实施例提供了这样一种微乳液型清洗剂，其包括以下质量百分比的组分：12％-18％的吐温80、5％-8％的正丁醇、1.57％的3号白油、余量为水。
例如，微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：17.23％的吐温80、7.38％的正丁醇、1.57％的3号白油、余量为水。
微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：13.78％的吐温80、5.91％的正丁醇、1.57％的3号白油、余量为水。
微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：12.4％的吐温80、5.32％的正丁醇、1.57％的3号白油、余量为水。
在一些可能的实现方式中，本发明实施例提供了这样一种微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：6.6％-7.7％的十二烷基苯磺酸钠、3％-5％的正丁醇、1％-2％的3号白油、余量为水。
举例来说，十二烷基苯磺酸钠的质量百分比包括但不限于：6.6％、6.8％、7％、7.2％、7.4％、7.5％等。
正丁醇的质量百分比包括但不限于：3％、3.3％、4％、4.2％、4.5％、4.8％、5％等。
3号白油的质量百分比包括但不限于：1％、1.2％、1.5％、1.7％、1.9％等。
在一些可能的实现方式中，本发明实施例提供了这样一种微乳液型清洗剂，其包括以下质量百分比的组分：9％-14％的十二烷基苯磺酸钠、9％-14％的正丁醇、1.5％-2％的3号白油、余量为水。
例如，该微乳液型清洗剂由9.85％-13.73％的十二烷基苯磺酸钠、9.85％-13.73％的正丁醇、70.59％-78.74％的水、以及1.57％-1.96％的白油组成。
在一些可能的实现方式中，本发明实施例提供了一种微乳液型清洗剂，其包括以下质量百分比的组分：14％-17％的十二烷基苯磺酸钠、14％-17％的正丁醇、1.5％-2％的3号白油、余量为水。
例如，微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：16.38％的十二烷基苯磺酸钠、16.38％的正丁醇、65.5％的水、1.75％的白油。
微乳液型清洗剂包括以下质量百分比的组分：14.77％的十二烷基苯磺酸钠、14.77％的正丁醇、68.9％的水、1.75％的白油。
本发明实施例提供的微乳液型清洗剂，通过由吐温80或十二烷基苯磺酸钠作为主表面活性剂，正丁醇作为助表面活性剂、3号白油作为润滑剂，与水配合构成微乳液型清洗剂型清洗剂，能够对油基岩屑进行脱油清洗，以高效地将油基岩屑的含油率降低至2％以下，且不用浪费其余能源。并且，本发明实施例提供的微乳液型清洗剂本身具备不易燃、无闪点、低毒性的优点，使用安全性更高。
在制备本发明实施例提供的微乳液型清洗剂时，按照各组分的质量百分比，将主表面活性剂、助表面活性剂与水混合并搅拌均匀，然后再与油混合并搅拌至透明状，即可形成微乳液型清洗剂。
本发明实施例提供的微乳液型清洗剂的制备方法简单易操作，且成本较低，使制备得到的微乳液型清洗剂显著提高了对油基岩屑的脱油效率。
另一方面，本发明实施例还提供了一种油基岩屑的处理方法，该油基岩屑的处理方法采用上述的任一种微乳液型清洗剂。
在一些可能的实现方式中，本发明实施例提供的油基岩屑的处理方法包括：
在设定温度下，将微乳液型清洗剂与油基岩屑混合并搅拌20min-30min，进行清洗，获得清洗后的油基岩屑。
将清洗后的油基岩屑进行离心，获得第一固相，并使第一固相与四氯乙烯混合均匀后进行超声波处理，然后再次进行离心，获得第二固相，并且第二固相为处理后的油基岩屑。
进一步地，对上述经超声波处理的混合溶液进行离心处理后，可以取离心上清液进行定容后稀释，并采用红外测油仪测定稀释溶液的含油率，进而来获取本发明实施例提供的微乳液型清洗剂对油基岩屑的去油效果。
以下将通过具体实施例进一步地描述本发明，在以下具体实施例中，所涉及的“水为余量”指的是，水的质量百分比和主表面活性剂、助表面活性剂以及油的质量百分比之和构成100％。
并且，在以下具体实施例中，所涉及的符号“/”指的是该项目未测量，不存在。
实施例1
本实施例1提供了一系列微乳液型清洗剂，包括：主表面活性剂、助表面活性剂正丁醇、3号白油、水，其中，主表面活性剂除了采用了本发明实施例期望的吐温80和十二烷基苯磺酸钠之外，还采用了其他常用的表面活性剂种类。
利用上述一系列的微乳液型清洗剂对油基岩屑进行了处理，处理结果参见表1。
表1
如表1所示，当微乳液型清洗剂的主表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠，并且，助表面活性剂采用正丁醇，以及油采用3号白油时，其对油基岩屑处理后的残渣含油率为1.13％(≤2％)。
当微乳液型清洗剂的主表面活性剂采用吐温80，并且助表面活性剂采用正丁醇，以及油采用3号白油时，其对油基岩屑处理后的残渣含油率为2.63％(特别接近2％)。
经主表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠的微乳液型清洗剂处理后的油基岩屑，其残渣水接触角从100.25°变为34.63°；经主表面活性剂采用吐温80的微乳液型清洗剂处理后的油基岩屑，其残渣水接触角从100.25°变为56.27°。可见，将上述处理后，油基岩屑发生了有利的润湿反转，也就是说，变得更加亲水。
实施例2
参见表2，其表示上述主表面活性剂为吐温80或十二烷基苯磺酸钠的微乳液型清洗剂对油基岩屑进行处理的正交试验对照组。
表2
如表2所示，采用不同组分对油基岩屑进行处理后，残渣含油率≤2％所对应的组分为以下组合：(一)吐温80+正丁醇+3号白油+水；(二)十二烷基苯磺酸钠+正丁醇+3号白油+水。
其中，表2中，序号10所示的组合中，吐温80的质量百分比为20.67％；正丁醇的质量百分比为8.86％；3号白油的质量百分比为1.57％；余量为水。
序号11所示的组合中，十二烷基苯磺酸钠的质量百分比为16.38％；正丁醇的质量百分比为16.38％；3号白油的质量百分比为1.75％；余量为水。
实施例3
本实施例3在实施例1的基础上进行改进，分别采用不同质量占比的吐温80作为主表面活性剂来制备微乳液型清洗剂，并对油基岩屑进行处理以及对处理效果进行测试。
需要进一步说明的是，在利用吐温80制备微乳液型清洗剂时，由于吐温80难溶于水，若将吐温80首先与水混合会形成胶状溶液，不利于后续与正丁醇、油混合时的溶解分散。所以，水最后加入即可。
表3为采用质量占比不同的吐温80+正丁醇+3号白油+水的微乳液型清洗剂对油基岩屑进行处理的对照表：
表3
如表3中序号6数据所示，为微乳液型清洗剂，包括22.93％的吐温80，9.83％的正丁醇，1.75％的白油，对油基岩屑清洗后将含油率从11.89％降低至1.31％(≤2％)。
如表3中序号10数据所示，为微乳液型清洗剂，包括20.67％的吐温80，8.86％的正丁醇，1.57％的白油，对油基岩屑清洗后将含油率从11.89％降低至1.56％(≤2％)。
如表3中序号16数据所示，为微乳液型清洗剂，包括17.23％的吐温80，7.38％的正丁醇，1.57％的白油，对油基岩屑清洗后将含油率从11.89％降低至1.97％(≤2％)。
如表3中序号21数据所示，为微乳液型清洗剂，包括13.78％的吐温80，5.91％的正丁醇，1.57％的白油，对油基岩屑清洗后将含油率从11.89％降低至1.73％(≤2％)。
如表3中序号22数据所示，为微乳液型清洗剂，包括12.4％的吐温80，5.32％的正丁醇，1.57％的白油，对油基岩屑清洗后将含油率从11.89％降低至1.92％(≤2％)。
实施例4
本实施例4在实施例1的基础上进行改进，分别采用不同质量占比的十二烷基苯磺酸钠作为主表面活性剂来制备微乳液型清洗剂，并对油基岩屑进行处理以及对处理效果进行测试。
需要进一步说明的是，在利用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)制备微乳液时，由于十二烷基苯磺酸钠难溶于正丁醇，若将十二烷基苯磺酸钠首先与正丁醇混合会发生聚团现象，不利于后续与水混合时的溶解分散。所以，正丁醇最后加入。
表4为采用质量占比不同的十二烷基苯磺酸钠+正丁醇+水+白油的微乳液型清洗剂对油基岩屑进行处理的对照表：
表4
如表4所示，序号4所示的微乳液型清洗剂对油基岩屑清洗后将含油率从11.89％降低至1.88％(≤2％)。
序号9所示的微乳液型清洗剂对油基岩屑清洗后将含油率从11.89％降低至1.13％(≤2％)。
序号12-序号14所示的微乳液型清洗剂对油基岩屑清洗后将含油率从11.89％降低至1.26％-1.59％(≤2％)。
实施例5
本实施例5提供了一种微乳液型清洗剂对油基岩屑的处理方法，包括以下步骤：
步骤1、将上述质量占比的表面活性剂、助表面活性剂与水混合并搅拌均匀，然后在与白油混合并搅拌至透明状形成微乳液型清洗剂；
步骤2、在一定温度下将微乳液型清洗剂与油基岩屑混合并搅拌20-30min进行清洗，然后将清洗后的油基岩屑放入离心管中离心；
步骤3、取离心固相放入离心管并加入四氯乙烯混合搅拌均匀后进行超声波处理，然后进行离心；
步骤4、取离心上清液进行定容后稀释，并采用红外测油仪测定稀释溶液的含油率。
具体步骤如下：
步骤1、按照上述质量占比制备微乳液型清洗剂，若表面活性剂为吐温80，由于吐温80难溶于水，若将吐温80先与水混合会形成胶体，不利于后续制备微乳液型清洗剂过程中的溶解分散，因此先将吐温80与正丁醇混合并搅拌均匀，然后再逐渐加入水搅拌均匀，最后在滴加白油至完全透明得到微乳液型清洗剂；若表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，由于十二烷基苯磺酸钠难溶于正丁醇，若将十二烷基苯磺酸钠先与正丁醇混合会发生聚团现象，不利于后续溶解分散，因此先将十二烷基苯磺酸钠先与水混合搅拌均匀，然后逐渐再加入正丁醇搅拌均匀，在滴加白油至完全透明得到微乳液型清洗剂。
步骤2、取10g油基岩屑样品于烧杯中，然后向烧杯中加入40ml配置好的微乳液型清洗剂，然后采用恒温磁力搅拌器在30℃的温度下对油基岩屑和微乳液型清洗剂进行混合搅拌清洗，搅拌时间为20-30min，搅拌速度为200rpm。油基岩屑清洗完成后，将烧杯内的混合物转移至离心管中进行离心，离心时间10min，离心速度3000rpm。
步骤3、取步骤2中离心得到的离心固相1g置于50ml的离心管中，然后向离心管中加入40ml四氯乙烯，并采用功率为250w的条件下对离心管中的混合物超声处理10min，然后进行离心，离心时间为10min，离心速度为4500rpm。
步骤4、取步骤3中的离心管中的上清液并定容至100ml的定容瓶中，然后对定容瓶中的溶液稀释25倍，然后采用红外测油仪测定稀释后的溶液的含油率。
表5为步骤2中的清洗搅拌时间对残渣含油率的影响数据对照表，其中，序号1-5涉及的主表面活性剂为SDBS，序号6-10涉及的主表面活性剂为吐温80。
表5
从表5中可以看出，当微乳液型清洗剂中各个组分的质量占比一定的情况下，对油基岩屑的清洗时间在20min-30min得到的残渣含油率低于2％；清洗时间小于20min时，残渣含油率大于2％；清洗时间大于30min时，残渣含油率反而上升。可见，最佳的清洗时间应控制在20min-30min之间。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。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 (5)
1.一种油基岩屑的处理方法，其特征在于，所述油基岩屑的处理方法采用微乳液型清洗剂；
所述微乳液型清洗剂由以下质量百分比的组分组成：12%-18%的吐温80、5%-8%的正丁醇、1.57%的3号白油、余量为水；
所述微乳液型清洗剂的制备方法包括：先将所述吐温80与所述正丁醇混合并搅拌均匀，然后再逐渐加入所述水搅拌均匀，最后滴加所述3号白油至完全透明；
所述油基岩屑的处理方法包括：
在设定温度下，将所述微乳液型清洗剂与油基岩屑混合并搅拌20min-30min，进行清洗，获得清洗后的油基岩屑；
将所述清洗后的油基岩屑进行离心，获得第一固相，并使所述第一固相与四氯乙烯混合均匀后进行超声波处理，然后再次进行离心，获得第二固相，并且所述第二固相为处理后的油基岩屑。
2.一种油基岩屑的处理方法，其特征在于，所述油基岩屑的处理方法采用微乳液型清洗剂；
所述微乳液型清洗剂由以下质量百分比的组分组成：22.93%的吐温80、9.83%的正丁醇、1.75%的3号白油、余量为水；
所述微乳液型清洗剂的制备方法包括：先将所述吐温80与所述正丁醇混合并搅拌均匀，然后再逐渐加入所述水搅拌均匀，最后滴加所述3号白油至完全透明；
所述油基岩屑的处理方法包括：
在设定温度下，将所述微乳液型清洗剂与油基岩屑混合并搅拌20min-30min，进行清洗，获得清洗后的油基岩屑；
将所述清洗后的油基岩屑进行离心，获得第一固相，并使所述第一固相与四氯乙烯混合均匀后进行超声波处理，然后再次进行离心，获得第二固相，并且所述第二固相为处理后的油基岩屑。
3.一种油基岩屑的处理方法，其特征在于，所述油基岩屑的处理方法采用微乳液型清洗剂；
所述微乳液型清洗剂由以下质量百分比的组分组成：20.67%的吐温80、8.86%的正丁醇、1.57%的3号白油、余量为水；
所述微乳液型清洗剂的制备方法包括：先将所述吐温80与所述正丁醇混合并搅拌均匀，然后再逐渐加入所述水搅拌均匀，最后滴加所述3号白油至完全透明；
所述油基岩屑的处理方法包括：
在设定温度下，将所述微乳液型清洗剂与油基岩屑混合并搅拌20min-30min，进行清洗，获得清洗后的油基岩屑；
将所述清洗后的油基岩屑进行离心，获得第一固相，并使所述第一固相与四氯乙烯混合均匀后进行超声波处理，然后再次进行离心，获得第二固相，并且所述第二固相为处理后的油基岩屑。
4.一种油基岩屑的处理方法，其特征在于，所述油基岩屑的处理方法采用微乳液型清洗剂；
所述微乳液型清洗剂由以下质量百分比的组分组成：9%-14%的十二烷基苯磺酸钠、9%-14%的正丁醇、1.5%-2%的3号白油、余量为水；
所述微乳液型清洗剂的制备方法包括：先将所述十二烷基苯磺酸钠与所述水混合搅拌均匀，然后逐渐加入所述正丁醇搅拌均匀，最后滴加所述3号白油至完全透明；
所述油基岩屑的处理方法包括：
在设定温度下，将所述微乳液型清洗剂与油基岩屑混合并搅拌20min-30min，进行清洗，获得清洗后的油基岩屑；
将所述清洗后的油基岩屑进行离心，获得第一固相，并使所述第一固相与四氯乙烯混合均匀后进行超声波处理，然后再次进行离心，获得第二固相，并且所述第二固相为处理后的油基岩屑。
5.一种油基岩屑的处理方法，其特征在于，所述油基岩屑的处理方法采用微乳液型清洗剂；
所述微乳液型清洗剂由以下质量百分比的组分组成：14%-17%的十二烷基苯磺酸钠、14%-17%的正丁醇、1.5%-2%的3号白油、余量为水；
所述微乳液型清洗剂的制备方法包括：先将所述十二烷基苯磺酸钠与所述水混合搅拌均匀，然后逐渐加入所述正丁醇搅拌均匀，最后滴加所述3号白油至完全透明；
所述油基岩屑的处理方法包括：
在设定温度下，将所述微乳液型清洗剂与油基岩屑混合并搅拌20min-30min，进行清洗，获得清洗后的油基岩屑；
将所述清洗后的油基岩屑进行离心，获得第一固相，并使所述第一固相与四氯乙烯混合均匀后进行超声波处理，然后再次进行离心，获得第二固相，并且所述第二固相为处理后的油基岩屑。
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