CN115772400A - 一种复合型酸化压裂用破乳剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于破乳剂制备技术领域，具体公开了一种复合型酸化压裂用破乳剂及其制备方法。本发明先将聚乙二醇十八醇醚、烷基酚聚氧乙烯醚、阳离子改性剂和部分溶剂混合，得到混合反应液，然后再加入烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚和剩余溶剂，进行混合，得到复合型酸化压裂用破乳剂。本发明通过阳离子改性剂对聚乙二醇十八醇醚和烷基酚聚氧乙烯醚进行改性，提高了破乳性能，缩短了破乳时间，而且本发明制备的复合型酸化压裂用破乳剂能够适用大多数体系，能够对不同性质的原油起到良好的破乳效果。

Description

一种复合型酸化压裂用破乳剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及破乳剂制备技术领域，尤其涉及一种复合型酸化压裂用破乳剂及其制备方法。

背景技术

目前酸化压裂措施是油田开发中必不可少的技术手段。酸化压裂用的工作液相对于地层的原油来说是外来液体，这些液体中含有大量的表面活性剂，这些表面活性剂和液体混合后在流动条件下，压裂液或酸液与地层原油很容易形成乳状液。乳状液在管路中流动时摩阻较高，这样压裂酸化过程中形成的乳状液如果不能很好的破乳，会给压裂酸化后的返排带来很大的困难，导致压裂液或酸液长时间滞留地层，对地层造成严重伤害，影响改造效果。

因此，需要开发一种破乳剂，使乳状液和原油破乳分离，减小乳状液在管路中流动时的摩阻，避免返排过程中压裂液或酸液长时间滞留地层，对地层造成伤害。然而，现阶段公开的破乳剂质量参差不齐，存在破乳时间长，用量大，破乳效果差、功能单一等问题。因此，如何提供一种复合型酸化压裂用破乳剂及其制备方法，提高破乳剂的综合性能是本领域亟待解决的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复合型酸化压裂用破乳剂及其制备方法，以解决现有破乳剂存在的破乳时间过长，用量大，效果差等问题，同时还避免了现有的破乳剂对不同的原油适应性差的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种复合型酸化压裂用破乳剂，由包含如下质量份数的原料制备而成：聚乙二醇十八醇醚20～25份、烷基酚聚氧乙烯醚20～30份、烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚40～60份、阳离子改性剂2～5份、溶剂60～100份。

优选的，所述烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚的平均分子量为4000～8000。

优选的，所述阳离子改性剂包括环氧丙基三甲基氯化铵、环氧丙基三乙基氯化铵和均三嗪季铵盐中的一种或几种。

优选的，所述溶液包括甲醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、碳酸二甲酯中的一种或几种。

本发明的另一目的是提供一种复合型酸化压裂用破乳剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将聚乙二醇十八醇醚、烷基酚聚氧乙烯醚、阳离子改性剂和部分溶剂混合，进行反应得到混合反应液；

2)将混合反应液、烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚和剩余溶剂混合，得到复合型酸化压裂用破乳剂。

优选的，所述步骤1)中反应的温度为70～90℃，反应的时间为0.5～1h。

优选的，所述步骤1)中反应的初始pH值为8～10。

优选的，所述步骤2)中混合的温度为20～60℃。

优选的，所述部分溶剂与剩余溶剂的质量比为3～4：1。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过阳离子改性剂对聚乙二醇十八醇醚和烷基酚聚氧乙烯醚进行改性，在保证破乳剂破乳性能的同时在其主链上引入了阳离子，能够与非离子型乳化剂相结合，形成大分子聚合物，提高破乳性能；

2、本发明公开的破乳剂破乳时间短，在40min内便能使原油乳状液破乳；而且本发明制备的复合型酸化压裂用破乳剂能够适用大多数体系，能够对不同性质的原油起到良好的破乳效果，添加本发明所述破乳剂后在降低表面张力的同时，会在界面上发生表面活性剂的吸附，形成界面膜，并有一定的强度，对分散相起保护作用。

3、本发明公开的破乳剂制备方法简单，便于工业化推广，对油田生产具有重要的经济意义。

具体实施方式

本发明提供了一种复合型酸化压裂用破乳剂，由包含如下质量份数的原料制备而成：聚乙二醇十八醇醚20～25份、烷基酚聚氧乙烯醚20～30份、烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚40～60份、阳离子改性剂2～5份、溶剂60～100份，优选为聚乙二醇十八醇醚21～24份、烷基酚聚氧乙烯醚22～28份、烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚42～58份、阳离子改性剂3～4份、溶剂70～90份，进一步优选为聚乙二醇十八醇醚22～23份、烷基酚聚氧乙烯醚24～26份、烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚45～55份、阳离子改性剂3份、溶剂75～85份，再一步优选为聚乙二醇十八醇醚22份、烷基酚聚氧乙烯醚25份、烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚50份、阳离子改性剂3份、溶剂80份。

在本发明中，所述烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚的平均分子量为4000～8000，具体可以为4500、5000、5500、6000、6500、7000、7500。

在本发明中，所述烷基酚聚氧乙烯醚优选为C6～10烷基酚聚氧乙烯醚，具体可以为C7烷基酚聚氧乙烯醚、C8烷基酚聚氧乙烯醚、C9烷基酚聚氧乙烯醚。

在本发明中，所述阳离子改性剂包括环氧丙基三甲基氯化铵溶液、环氧丙基三乙基氯化铵溶液和均三嗪季铵盐溶液中的一种或几种。

在本发明中，所述环氧丙基三甲基氯化铵溶液、环氧丙基三乙基氯化铵溶液和均三嗪季铵盐溶液均为水溶液，质量浓度独立的优选为40～60％，具体可以为45％、48％、50％、52％、55％、58％。

在本发明中，所述溶液包括甲醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、碳酸二甲酯中的一种或几种。

本发明还提供了一种复合型酸化压裂用破乳剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将聚乙二醇十八醇醚、烷基酚聚氧乙烯醚、阳离子改性剂和部分溶剂混合，进行反应得到混合反应液；

2)将混合反应液、烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚和剩余溶剂混合，得到复合型酸化压裂用破乳剂。

在本发明中，所述步骤1)中反应的温度为70～90℃，具体可以为72℃、74℃、75℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、85℃、86℃、88℃；反应的时间为0.5～1h，具体可以为0.6h、0.7h、0.8h、0.9h。

在本发明中，所述步骤1)中反应的初始pH值为8～10，具体可为8.2、8.5、8.6、9、9.2、9.5、9.8。

在本发明中，所述步骤1)中的反应优选为在搅拌条件下进行，搅拌的速率优选为150～400rpm，具体可以为200rpm、250rpm、300rpm、350rpm。

在本发明中，所述步骤2)中混合的温度为20～60℃，具体可以为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃。

在本发明中，所述部分溶剂与剩余溶剂的质量比为3～4：1，优选为3.2～3.8：1，进一步优选为3.4～3.6：1，再一步优选为3.5：1。

在本发明中，所述步骤2)优选在搅拌条件下混合，搅拌的速率为150～400rpm，具体可以为200rpm、250rpm、300rpm、350rpm；搅拌的时间为0.5～2h，具体可以为0.8h、1h、1.2h、1.5h、1.6h、1.8h。

下面将对本发明实施例中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

将22份聚乙二醇十八醇醚，24份C6烷基酚聚氧乙烯醚，3份环氧丙基三甲基氯化铵溶液(质量浓度为55％)加入到60份甲醇中，调节体系pH值为10，并升温至78℃，在200rpm下反应40min，得到混合反应液；

然后将50份烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚和20份甲醇溶剂加入到混合反应液中，在40℃、200rpm下搅拌1h，得到复合型酸化压裂用破乳剂。

实施例2

将24份聚乙二醇十八醇醚，20份C10烷基酚聚氧乙烯醚，2份环氧丙基三乙基氯化铵溶液(质量浓度为55％)加入到72份乙二醇中，调节体系pH值为8，并升温至80℃，在200rpm下反应30min，得到混合反应液；

然后将42份烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚和18份乙二醇溶剂加入到混合反应液中，在60℃、200rpm下搅拌1h，得到复合型酸化压裂用破乳剂。

实施例3

将20份聚乙二醇十八醇醚，30份C8烷基酚聚氧乙烯醚，4份环氧丙基三甲基氯化铵溶液(质量浓度为60％)加入到60份乙二醇中，调节体系pH值为9，并升温至70℃，在400rpm下反应35min，得到混合反应液；

然后将55份烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚和20份乙二醇溶剂加入到混合反应液中，在30℃、400rpm下搅拌40min，得到复合型酸化压裂用破乳剂。

实施例4

将23份聚乙二醇十八醇醚，25份C8烷基酚聚氧乙烯醚，4份环氧丙基三乙基氯化铵溶液(质量浓度为60％)加入到45份碳酸二甲酯中，调节体系pH值为10，并升温至90℃，在200rpm下反应30min，得到混合反应液；

然后将60份烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚和15份碳酸二甲酯溶剂加入到混合反应液中，在20℃、150rpm下搅拌2h，得到复合型酸化压裂用破乳剂。

对比例1

将22份聚乙二醇十八醇醚和24份C6烷基酚聚氧乙烯醚加入到60份甲醇中，调节体系pH值为10，并升温至78℃，在200rpm下反应40min，得到混合反应液；

然后将50份烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚和20份甲醇溶剂加入到混合反应液中，在200rpm下搅拌1h，得到酸化压裂用破乳剂。

对比例2

将46份C6烷基酚聚氧乙烯醚，3份环氧丙基三甲基氯化铵溶液(质量浓度为55％)加入到60份甲醇中，调节体系pH值为10，并升温至78℃，在200rpm下反应40min，得到混合反应液；

然后将50份烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚和20份甲醇溶剂加入到混合反应液中，在200rpm下搅拌1h，得到酸化压裂用破乳剂。

对比例3

将22份聚乙二醇十八醇醚，24份C6烷基酚聚氧乙烯醚，3份环氧丙基三甲基氯化铵溶液(质量浓度为55％)加入到80份甲醇中，调节体系pH值为10，并升温至78℃，在200rpm下反应40min，得到混合反应液；

然后将20份甲醇溶剂加入到混合反应液中，在200rpm下搅拌1h，得到酸化压裂用破乳剂。

实验例1

表观：取20ml被测样品于无色50ml比色管中，目测。

残液破乳率：

残液制备：压裂液残液制备：在配制好的预处理液中加入破胶剂，在90℃水浴中使其充分反应直至粘度小于5mPa·s，制破胶液备用。酸液残液制备：在90℃条件下，将大理石块加入配制好的酸液中，使酸液与其充分反应直至pH值为3，制得残酸备用。

将密度为0.86g/cm³的原油和残液预热至90℃，按1:1的比例量取原油和残酸。

将搅拌器调整到1500r/min的转速下，同时将量取好的原油和残酸缓慢的加入搅拌容器中搅拌并开始计时。

恒速搅拌5分钟，制成含残液50％(V油/V残液)的原油乳状液。

将配制好的原油乳状液和本发明实施例1～4和对比例1～3制备的破乳剂倒入100ml于具塞量筒中(破乳剂为0.1wt.％)，将其置于90℃恒温水浴中恒温40min，观测颜色和油水界面并记录脱出水量。

破乳率计算

P＝(V₁/V)×100％

式中

P—破乳率，％；

V₁—破乳后残酸析出量，ml；

V—乳化液中残酸量，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。

试验结果：见表1。

表1实施例1～4和对比例1～3破乳剂性能检测结果

从表1可以看出，本发明制备的复合型酸化压裂用破乳剂在40min内，破乳率最高达到98.60％，具有破乳时间短，用量少，效率高的优势；根据对比例1可以看出不添加阳离子改性剂的方案，40min破乳率较低，不利于快速破乳；通过对比例2～3可以看出，本发明公开的各组分之间存在复配作用，协同提高了复合型酸化压裂用破乳剂的综合性能。

通过上述方法分别制备含残液30％、40％、50％、60％、65％(V油/V残液)的原油乳状液，置于100ml于具塞量筒中，然后添加实施例1制备的破乳剂(质量占比为0.1wt.％)，置于90℃恒温水浴中恒温40min，观测颜色和油水界面并记录脱出水量。检测结果如表2所示。

表2不同浓度破乳检测结果

从表2可以看出，本发明制备的复合型酸化压裂用破乳剂对于不同含油量的原油乳状液均具有良好的破乳效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种复合型酸化压裂用破乳剂，其特征在于，由包含如下质量份数的原料制备而成：聚乙二醇十八醇醚20～25份、烷基酚聚氧乙烯醚20～30份、烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚40～60份、阳离子改性剂2～5份、溶剂60～100份。

2.根据权利要求1所述的一种复合型酸化压裂用破乳剂，其特征在于，所述烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚的平均分子量为4000～8000。

3.根据权利要求1或2所述的一种复合型酸化压裂用破乳剂，其特征在于，所述阳离子改性剂包括环氧丙基三甲基氯化铵溶液、环氧丙基三乙基氯化铵溶液和均三嗪季铵盐溶液中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的一种复合型酸化压裂用破乳剂，其特征在于，所述溶液包括甲醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、碳酸二甲酯中的一种或几种。

5.权利要求1～4任一项所述的复合型酸化压裂用破乳剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将聚乙二醇十八醇醚、烷基酚聚氧乙烯醚、阳离子改性剂和部分溶剂混合，进行反应得到混合反应液；

2)将混合反应液、烷基酚醛树脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚和剩余溶剂混合，得到复合型酸化压裂用破乳剂。

6.根据权利要求5所述的一种复合型酸化压裂用破乳剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中反应的温度为70～90℃，反应的时间为0.5～1h。

7.根据权利要求6所述的一种复合型酸化压裂用破乳剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中反应的初始pH值为8～10。

8.根据权利要求6或7所述的一种复合型酸化压裂用破乳剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中混合的温度为20～60℃。

9.根据权利要求8所述的一种复合型酸化压裂用破乳剂的制备方法，其特征在于，所述部分溶剂与剩余溶剂的质量比为3～4：1。