一種石油磺酸鹽組合物及其製備方法和應用的製作方法
2023-05-05 02:54:31 1
專利名稱：一種石油磺酸鹽組合物及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種石油磺酸鹽組合物，特別是在三次採油中，在弱鹼、無鹼複合驅中 使油水表面達到超低界面張力的組合物及其製備方法和應用。
背景技術：
三次採油(EOR)技術是一項能夠利用物理、化學和生物等新技術提高原油採收率 的重要油田開發技術。化學複合驅是三次採油技術中具有大幅度提高高含水油田原油採收 率有效方法，一般能使原油採收率提高15%以上。採用烷基苯磺酸鹽的強鹼三元複合驅已 大慶油田現場試驗獲得應用，試驗結果表明三元複合驅可以提高採收率20%以上。但強鹼 三元複合驅現場試驗中暴露出一些問題由於複合體系中使用高濃度的強鹼，使得油井結 垢嚴重，檢泵周期縮短，設備腐蝕嚴重，油井產能下降。其次，強鹼複合體系出現產出液乳 化嚴重，造成破乳脫水困難，產出液水處理難度增加，從而增加了採油的技術難度和附加成 本；此外，由於鹼濃度對三元體系粘度有較大影響，為了達到設計的流量控制能力，不得不 增大配方體系中聚合物的濃度，從而增加了驅油劑的成本。因此，化學複合驅的發展方向由 強鹼三元複合驅向弱鹼、無鹼複合驅體系轉變，研製適合弱鹼、無鹼體系的高效、廉價驅油 用表面活性劑產品是化學複合驅推廣應用目前面臨重大難題之一。對化學複合驅用表面活性劑要求原料來源廣、生產工藝簡單、生產成本低、產品性 能好，能夠在弱鹼複合體系條件下使油水達到超低界面張力，從而提高驅油效率，尤其重要 的是能夠在無鹼條件下，複合體系使油水達到超低界面張力，這樣可以完全消除鹼對現場 採油生產帶來的不利因素。以前申請的專利ZL 200410096431. 9，名稱為「一種烷基苯磺酸 鹽組合物及製備方法」，介紹了採用不同碳鏈烷基苯磺酸鹽組合獲得適合弱鹼複合驅用重 烷基苯磺酸鹽產品，由於我國重烷基苯原料有限，合成產品數量不能滿足複合驅現場試驗 的需求，此外，重烷基苯磺酸鹽產品在無鹼條件下不能達到超低界面張力。因而需要合成其 他種類的驅油用表面活性劑。石油磺酸鹽產品合成原料為煉廠各種餾分油，原料來源廣、成 本低。專利ZL 02117771. 6，名稱為「在三次採油中應用的低鹼無鹼複合驅配方」，採用原料 為減壓二線餾分油，由於該原料分子量低，往往需要與其他類型表面活性劑復配才能具有 良好的適應性，並且專利中所述的無鹼體系是需要加鹽替代鹼，而本發明至少採用二種原 料，採取同系物組合的方法可以提高產品界面活性和適應性，可以在不加鹼也不加鹽條件 下實現無鹼體系。專利ZL 99107580. 3，名稱為「油田用石油磺酸鹽表面活性劑、其製備方 法及其在三次採油中的應用」，也存在原料分子量範圍窄產品適應性差，且由於選擇的原料 芳烴含量低，合成工藝中需要採取萃取分離未反應油，而本發明選擇芳烴含量高的各種餾 分油原料，合成過程不需要萃取工藝，簡化了合成反應工藝，降低了生產成本。
發明內容
本發明的目的是提供一種在弱鹼、無鹼條件下能降低油水界面張力達到超低的廉 價石油磺酸鹽組合物的製備方法。
本發明還在於提供該弱鹼、無鹼複合驅組合物在三次採油中的應用。一種石油磺酸鹽組合物的製備方法，其特徵在於該方法包括如下步驟(a)選配原料選擇芳烴含量大於26%的減壓二線(餾程範圍350_475°C )、減壓 三線(餾程範圍380-495°C)或減壓四線(餾程範圍410-550°C)的反序脫蠟油，或減壓二 線、減壓三線或減壓四線餾分油，或減壓二線、減壓三線或減壓四線的糠醛抽出油中的二種 或二種以上為原料，按如下重量比例混合平均分子量為252-312的餾分5% -95%平均分子量為313-395的餾分5% _95%，平均分子量為396-490的餾分0% -50% ；
(b) SO3 磺化磺化溫度 50_80°C ；(c)用濃度15-40%鹼液中和石油磺酸至pH7-10，即可。上述方法得到石油磺酸鹽組合物。所述原料優選反序脫蠟油。所述的石油磺酸鹽組合物為石油磺酸鈉鹽、石油磺酸鉀鹽或石油磺酸銨鹽，最好 是石油磺酸鈉鹽。上述方法製備的石油磺酸鈉表面活性劑，活性物有效含量為27-50%，產品性 能測試各項指標達到了複合驅對表面活性劑的要求。且表面活性劑能在較低的濃度 (0. 05-0. 3wt% )下具有良好的界面活性，以及較寬且較低的弱鹼濃度範圍使油水界面張 力達到超低(l(T3mN/m數量級以下)，可降低表面活性劑用量和注入鹼濃度，甚至對某些油 水可以在不加鹼的條件下達到超低界面張力。所述的石油磺酸鹽組合物構成的弱鹼、無鹼複合驅組合物，主要由以下物質組成 (重量比例)上述石油磺酸鹽組合物0.05-0.3%，0-1. 2%,聚合物0.1-0.25%，其餘為水。所述的弱鹼、無鹼複合驅組合物，其中的鹼為K2C03、KHCO3> Na2CO3或NaHC03。優選 鹼為 Na2CO3,重量為 0. 2-1. 2%。所述的弱鹼、無鹼複合驅組合物，其中的聚合物為聚丙烯醯胺或疏水抗鹽聚合物， 平均分子量為1200 3500萬。按重量百分比，石油磺酸鹽組合物優選0. 1-0. 3%。所述的水為油田注入水。本發明的主要優點1.本發明採用多種石油餾分作為原料，原料來源廣。採用二種以上原料組合，分 子量範圍寬，合成產品適應性好。減壓二線(餾程範圍350-475°C)的反序脫蠟油、餾分 油、糠醛抽出油的平均分子量一般分布在252-312，減壓三線(餾程範圍380-495°C)反 序脫蠟油、餾分油、糠醛抽出油的平均分子量一般分布在313-395、減壓四線(餾程範圍 410-550 V )反序脫蠟油、餾分油、糠醛抽出油的平均分子量一般分布在396-490)，選用上 述原料組配。
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2.選擇芳烴含量大於26%的原料進行組合，尤其是選擇組合原料的芳烴含量 35-40%的原料進行合成，不需要採取萃取分離，合成工藝簡單，合成產品成本降低，易大規 模工業化生產。3.採用不同原料組合可以合成出在弱鹼條件下能降低油水界面張力達到超低的 廉價石油磺酸鹽組合物，也可以合成出在無鹼條件下能降低油水界面張力達到超低的廉價 石油磺酸鹽組合物。
具體實施例方式實施例1 本發明採用大連石化廠減壓二線和減壓三線反序脫蠟油為原料，比例為 60 40 (W/W)，SO3磺化反應溫度60°C，用25%的NaOH溶液中和，使產物PH值達到7_10， 得到的均勻產物即為石油磺酸鈉表面活性劑(活性物有效含量35%)。合成產品對大慶四 廠油水的界面張力測試結果見表1。界面張力測試儀器採用TEXAS-500C旋滴界面張力儀， 表面活性劑用油田採油廠地層水回注汙水配製成使用濃度0. 05-0. 3% (wt)，界面張力為 測試2小時穩定平衡值。從實驗數據可見，除低濃度的個別邊角外，在石油磺酸鹽組合物濃 度為0. 05-0. 3%, Na2CO3濃度為0. 2% -1. 2%，可以使油/水的界面張力達到超低，能滿足 弱鹼複合體系對界面張力的要求。表1石油磺酸鹽產品PS-I對大慶四廠原油/汙水界面張力(聚合物HPAM分子量2500萬，濃度1300mg/L)
權利要求
一種石油磺酸鹽組合物的製備方法，其特徵在於該方法包括如下步驟(a)選配原料選擇芳烴含量大於26％的減壓二線、減壓三線或減壓四線的反序脫蠟油，或減壓二線、減壓三線或減壓四線餾分油，或減壓二線、減壓三線或減壓四線的糠醛抽出油中的二種或二種以上為原料，按如下重量百分比比例混合平均分子量為252 312的餾分5％～95％，平均分子量為313 395的餾分5％～95％，平均分子量為396 490的餾分0％～50％；(b)SO3磺化磺化溫度50 80℃；(c)用重量濃度15 40％鹼液中和石油磺酸至pH7 10，得到石油磺酸鹽組合物。
2.根據權利要求1所述的石油磺酸鹽組合物，其特徵在於所述的石油磺酸鹽組合物 為石油磺酸鈉鹽、石油磺酸鉀鹽或石油磺酸銨鹽。
3.根據權利要求1所述的石油磺酸鹽組合物的應用，其特徵在於按重量百分比，石油 磺酸鹽組合物和如下成份組成三次採油複合驅石油磺酸鹽組合物 0. 05% -0.3%,鹼0 1.2%，聚合物0.1 0.25%，其餘為水。
4.根據權利要求3所述的石油磺酸鹽組合物的應用，其特徵在於鹼為K2C03、KHC03、 Na2CO3 或 NaHCO3。
5.根據權利要求3所述的石油磺酸鹽組合物的應用，其特徵在於所述鹼重量為 0. 2 1. 2%。
6.根據權利要求3所述的石油磺酸鹽組合物的應用，其特徵在於聚合物為聚丙烯醯 胺或疏水抗鹽聚合物，平均分子量為1200 3500萬。
7.根據權利要求3所述的石油磺酸鹽組合物的應用，其特徵在於按重量百分比，石油 磺酸鹽組合物為0. 1-0.3%。
全文摘要
本發明涉及一種石油磺酸鹽組合物及其製備方法和應用；選擇芳烴含量大於26％的減壓二線、減壓三線或減壓四線的反序脫蠟油，或減壓二線、減壓三線或減壓四線餾分油，或減壓二線、減壓三線或減壓四線的糠醛抽出油中的二種或二種以上為原料，按如下重量百分比比例混合平均分子量為252-312的餾分5％～95％，平均分子量為313-395的餾分5％～95％，平均分子量為396-490的餾分0％～50％；SO3磺化磺化溫度50-80℃；用15-40％鹼液中和至pH7-10，得到磺酸鹽組合物；在弱鹼、無鹼複合體系驅油效率提高均在20％以上，能提高驅油效率，使用聚合物濃度低，複合驅成本低，減弱或消除鹼引起的結垢。
文檔編號C07C309/62GK101955450SQ200910089028
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月20日 優先權日2009年7月20日
發明者朱友益, 王紅莊, 韓冬 申請人:中國石油天然氣股份有限公司