稠油破乳劑的製備方法
2024-01-27 00:55:15
專利名稱：稠油破乳劑的製備方法
技術領域：
本發明涉及石油工業油氣集輸用化學品技術領域，特別涉及一種稠油破乳劑的製備方法。
背景技術：
石油在人們的生活中佔據著越來越重要的位置，在石油開採的過程中隨著我國各大油田均已進入了二次採油後期和三次採油階段。為維持原油產量，各油田均已大面積採取諸如增加注水、鹼水驅油、表面活性劑驅油、聚合物驅油等技術手段來提高油井產量，許多難以開採的稠油、超稠油油藏也已開始開採。原油採出液乳狀液的複雜性和穩定性都明顯提高，這就對原油破乳劑的性能提出了更高的要求。破乳劑是石油工業中用量最大的油田化學品之一，我國大部分油田破乳劑為的環氧乙烷，環氧丙烷的嵌段聚醚。常用的有一元醇、二元醇、甘油、季戊四醇、乙二胺、多烯多胺、酚醛樹脂等為起始劑的聚醚型破乳劑。但是，隨著稠油產量的增加，強化採油技術的應用，這些破乳劑已無法滿足稠油、特稠油現場脫水的要求。目前，嵌段聚醚共聚物是破乳效果、適應性及生產成本都比較適合的產品，其技術關鍵是引發劑的種類、聚醚的嵌段比例和序列結構，聚醚分子的親水親油平衡值等。自1914年最早的破乳劑投入使用以來，破乳劑的研製和使用有了巨大的進步，針對不同油田和不同的採油工藝開發出不同的破乳劑。目前針對超稠油油藏SAGD(蒸汽輔助重力洩油)工藝的耐高溫破乳劑尚未見報導。
發明內容
本發明的目的之一是提供一種適用於超稠油高溫脫水用的耐高溫稠油破乳劑的製備方法。根據本發明的一個方面，提供一種耐高溫稠油破乳劑的製備方法包括將聚醚分別加入有機反應溶劑和交聯劑進行聚醚的交聯。根據本發明提供的耐高溫稠油破乳劑在原油乳液中可迅速達到油水界面，降低界面膜的強度和粘彈性，達到破乳的目的；另外，聚醚端基的改性可以通過改變破乳劑分子的 HLB值來改善破乳效果，同時可以提高破乳劑分子的耐溫性能。
具體實施例方式本發明實施例提供的一種稠油破乳劑的製備方法可包括以下步驟步驟Si、嵌段聚醚的合成，具體合成如下首先，將準備好的酚胺樹脂或多烯多胺和催化劑加入到密閉、充氮的耐壓反應器中，在攪拌條件下升溫到90 150°C。其次，分別交替加入環氧丙烷和環氧乙烷，控制溫度在90 150°C之間，壓力範圍在0. 2-0. 6Mpa進行聚合反應，聚合反應至反應器內的壓力不再下降即為反應完畢，得到多嵌段大分子聚醚。多嵌段大分子聚醚包括聚醚FA或聚醚AE。聚醚FA由酚胺樹脂、環氧丙烷及環氧乙烷構成；按質量份數計，酚胺樹脂環氧丙烷環氧乙烷=1 5 150 2 50。聚醚AE由多烯多胺、環氧丙烷、環氧乙烷構成； 按質量份數計，多烯多胺環氧丙烷環氧乙烷=1 5 200 2 50。多烯多胺可包括四乙烯五胺、五乙烯六胺或混合多烯多胺等。催化劑為鹼性催化劑，可包括氫氧化鉀、叔丁基鉀、叔丁醇鉀或乙醇鉀等。催化劑用量為反應體系總重的 0. 2 0. 8%。步驟S2、聚醚的端基改性，具體改性如下將聚醚AE和FA以1 0 5 (按質量份數計)比例投入到帶攪拌裝置的反應器中，加入有機反應溶劑；溫度控制在5 20°C緩慢加入一定量的磺化改性劑，加入完成後升溫至30°C _120°C反應0. 5小時-6小時反應完全，蒸出溶劑得所需產物。磺化改性劑可包括濃硫酸、發煙硫酸、三氧化硫、氯磺酸或氨基磺酸等。加入量為； 有機反應溶劑可包括氯仿、異丙醇、二氧六環、環己烷、二甲苯或四氫呋喃等，反應體系濃度為20 60%。步驟S3、聚醚的交聯，具體交聯如下將改性過的或未改性過的多嵌段聚醚FA和AE的混合物(按質量份數計，聚醚 AE 聚醚FA=I 0 5)投入到帶攪拌裝置的反應器中，加入有機反應溶劑(例如，二甲苯)，體系濃度40% ；控溫至5 25°C，然後滴加交聯劑，交聯劑用量為聚醚量的2 5%， 交聯劑滴加完成後升溫至40-60°C，反應1小時，得到棕色粘稠的破乳劑。交聯劑可包括甲
苯二異氰酸酯或二苯甲烷二異氰酸酯等。其中，步驟S3可用步驟S2經過端基改性的聚醚，也可以不用端基改性的聚醚。用經過端基改性的聚醚不僅可以改善破乳效果，而且還可以提高破乳劑分子的耐溫性能。下面結合具體的實施例對本發明所提出的稠油破乳劑的製備方法進行說明。實施例一、稱取聚醚AE30g、聚醚FAlOg放入帶有攪拌棒、冷凝管、溫度計和加樣漏鬥的500ml 四頸瓶中，加入氯仿60ml，攪拌均勻，用冰水浴降溫至0°C，稱取氯磺酸5. Sg用加樣漏鬥緩慢加入四頸瓶中，加樣過程控制溫度在10°C。滴加完畢後升溫至40°C反應1小時。減壓蒸去溶劑待用。R (CH2CH2O) nH+HS03Cl — R (CH2CH2O) S03H+HC1 ；向蒸去溶劑的四頸瓶中加入二甲苯60ml，攪拌均勻，用冰水浴降溫至0°C，加入適量氫氧化鉀調PH值約為8，稱取甲苯二異氰酸酯1. 2g，用加樣漏鬥緩慢加入四頸瓶中，加樣過程控制溫度在5°C。滴加完畢後升溫至60°C反應1小時。即可得編號為TY-I的破乳劑樣品。實施例二、稱取聚醚AE35g、FA5g放入帶有攪拌棒、通氣管和溫度計耐壓反應器，稱取氨基磺酸2.0g，尿素l.Og同時加入反應器中。吹氮氣三遍，封閉反應器，攪拌同時升溫至120°C， 恆溫120°C反應6小時。降溫取出待用。R (CH2CH2O) nH+H2NS03H — R (CH2CH2O) OSO3NH4 ；將上一步產物40g加入帶有攪拌棒、冷凝管、溫度計和加樣漏鬥的500ml四頸瓶中，加入二甲苯60ml，攪拌均勻，用冰水浴降溫至0°C，加入適量氫氧化鉀調PH值約為8稱取甲苯二異氰酸酯14g，用加樣漏鬥緩慢加入四頸瓶中，加樣過程控制溫度在10°C。滴加完畢後升溫至60°C反應1小時。即可得編號為TY-2的破乳劑樣品。實施例三、稱取聚醚AE25g、FA15g放入帶有攪拌棒、冷凝管、溫度計和加樣漏鬥的500ml四頸瓶中.，加入二甲苯60ml，攪拌均勻，用冰水浴降溫至0°C，加入適量氫氧化鉀調PH值約為 8，稱取甲苯二異氰酸酯1.2g，用加樣漏鬥緩慢加入四頸瓶中，加樣過程控制溫度在25°C。 滴加完畢後升溫至60°C反應1小時。減壓蒸去溶劑待用。向蒸去溶劑的四頸瓶中加入氯仿60ml，攪拌均勻，用冰水浴降溫至0°C，稱取氯磺酸5. Og用加樣漏鬥緩慢加入四頸瓶中，加樣過程控制溫度5°C。滴加完畢後升溫至40°C反應1小時。R (CH2CH2O) nH+HS03Cl — R (CH2CH2O) S03H+HC1 ；即可得編號為TY-3的破乳劑樣品。實施例四、遼河油田SAGD (蒸汽輔助重力洩油)採出液的破乳試驗。SAGD採出液中膠質、浙青質含量高(50 % 54.3% )；機械雜質含量高(6Xl(Mmg/L 1.2X105mg/L)；粘度高 (50°C粘度1. 2X105mPa. s)；乳液穩定不易脫水。我們根據SAGD採油工藝特徵，在實驗室內利用耐壓容器進行破乳脫水實驗。實驗條件為乳化油初始含水45. 94%，破乳劑加藥量 300mg/L,容器內利用氮氣加壓至0. 65MP，油浴170°C恆溫90分鐘，取脫水後油樣測淨化油含水率，實驗結果見下表表1 遼河油田SAGD原油破乳實驗
權利要求
1.一種稠油破乳劑的製備方法，其特徵在於，包括將聚醚分別加入有機反應溶劑和交聯劑進行聚醚的交聯。
2.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述將聚醚分別加入有機反應溶劑和交聯劑進行聚醚的交聯之前或之後還包括將所述聚醚分別加入有機反應溶劑和磺化改性劑進行端基改性。
3.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，所述聚醚可通過以下方式製得 首先將酚胺樹脂或多烯多胺，鹼性催化劑加到耐壓反應器中，攪拌升溫；然後分別交替加入環氧丙烷和環氧乙烷進行聚合反應，從而得到多嵌段大分子聚醚。
4.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於所述升溫的溫度範圍在90 150°C ；所述聚合反應的溫度範圍在90 150°C ；所述聚合反應的壓力範圍在0. 2 — 0. 6Mpa。
5.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於 所述多嵌段大分子聚醚包括聚醚FA或聚醚AE ；其中，所述聚醚FA由酚胺樹脂、環氧丙烷及環氧乙烷構成；按質量份數計，酚胺樹脂 環氧丙烷環氧乙烷=1:5 150:2 50 ；所述聚醚AE由多烯多胺、環氧丙烷、環氧乙烷構成；按質量份數計，多烯多胺環氧丙烷環氧乙烷=1:5 200:2 50。
6.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於所述多烯多胺包括四乙烯五胺、五乙烯六胺或混合多烯多胺。
7.根據權利要求3所述的製備方法，其特徵在於所述鹼性催化劑包括氫氧化鉀、叔丁基鉀、叔丁醇鉀或乙醇鉀。
8.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於，所述將聚醚分別加入有機反應溶劑和交聯劑進行聚醚的交聯是將所述聚醚FA和聚醚AE的混合物投入到帶攪拌裝置的反應器中，並加入有機反應溶劑，控溫，然後滴加交聯劑，升溫，反應得到破乳劑。
9.根據權利要求8所述的製備方法，其特徵在於 按質量份數計，所述聚醚AE:所述聚醚FA =1:0 5。
10.根據權利要求8所述的製備方法，其特徵在於所述控溫是將溫度控制在5 25°C ；所述升溫的範圍在40 - 600C ；所述反應時間為1 小時。
11.根據權利要求8所述的製備方法，其特徵在於所述交聯劑的用量為所述聚醚FA和聚醚AE的混合物用量的2 5%。
12.根據權利要求5所述的製備方法，其特徵在於，所述將所述聚醚分別加入有機反應溶劑和磺化改性劑進行端基改性是將聚醚AE和聚醚FA投入到帶攪拌裝置的反應器中，加入有機反應溶劑，控溫並緩慢加入磺化改性劑，升溫，反應完全後蒸出有機反應溶劑。
13.根據權利要求12所述的製備方法，其特徵在於 按質量份數計，所述聚醚AE 所述聚醚FA =1:0 5。
14.根據權利要求12所述的製備方法，其特徵在於所述升溫的溫度是30°C -120°C ；所述控溫的溫度範圍在5 20°C ；所述反應時間為 0. 5-6小時。
15.根據權利要求1-14任一項所述的製備方法，其特徵在於 所述交聯劑包括甲苯二異氰酸酯或二苯甲烷二異氰酸酯。
16.根據權利要求2-14任一項所述的製備方法，其特徵在於所述磺化改性劑包括濃硫酸、發煙硫酸、三氧化硫、氯磺酸或氨基磺酸。
17.根據權利要求1-14任一項所述的製備方法，其特徵在於所述有機反應溶劑包括氯仿、異丙醇、二氧六環、環己烷、二甲苯或四氫呋喃。
全文摘要
本發明公開了一種稠油破乳劑的製備方法，包括將聚醚分別加入有機反應溶劑和交聯劑進行聚醚的交聯。還包括將所述聚醚分別加入有機反應溶劑和磺化改性劑進行端基改性。根據本發明提供的耐高溫稠油破乳劑在原油乳液中可迅速達到油水界面，降低界面膜的強度和粘彈性，達到破乳的目的；另外，聚醚端基的改性可以通過改變破乳劑分子的HLB值來改善破乳效果，同時可以提高破乳劑分子的耐溫性能。
文檔編號C08J3/24GK102167834SQ20111000824
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月14日 優先權日2011年1月14日
發明者卜家泰, 張付生, 張懷斌, 張雅琴, 汪芳 申請人:中國石油天然氣股份有限公司