核膜结构破乳剂.pdf

一种用于油田三次采油采出液破乳处理的核膜结构破乳剂。三次采油新技术的应用，提高了原油采收率，其中注聚合物采油技术增油效果明显。但注聚合物后使采出液的粘度增大，降低了液滴运移速度，使液滴的絮凝、聚更加困难，同时原油的重油组分增加，加大了乳液液滴油水界面膜的厚度，给采出液的破乳处理带来了困难。本发明的特征在于核膜结构破乳剂是由含有环氧丙烷、环氧乙烷嵌段聚醚的破乳剂和含有铝盐或硅酸乙酯或钛脂丁酯等成核纳米微粒材料及反应氨解溶剂氨水组成。本发明有效解决了油田三次采油注聚合物采出液的脱乳处理问题，现场使用用量少，破乳速度快，脱水效率高，油水界面整齐。

1、  一种用于油田三次采油注聚采出液破乳剂的核膜结构破乳剂，其特征在于核膜结构破乳剂是由用水、甲醇、乙醇或水-醇混合溶剂溶解的含有环氧丙烷、环氧乙烷嵌段聚醚破乳剂，和用溶液凝胶法制备的含有铝盐或硅酸乙酯或钛酸丁酯等成核材料纳米微粒材料组成。

2、  据权利要求1所述的核膜结构破乳剂，其特征在于环氧丙烷、环氧乙烷嵌段聚醚破乳剂含有多元醇聚醚、胺聚醚、树脂类等聚醚，其浓度为20-50％。

3、  据权利要求1所述的核膜结构破乳剂，其特征在于用溶液凝胶法制备的含有铝盐或硅酸乙酯或钛酸丁酯的浓度为20-50％，反应催化剂是氨水，反应温度控制在30-100℃之间。

4、  根据权利要求1所述的核膜结构破乳剂，其特征在于采用的成核材料是纳米SiO₂，纳米氧化铝Al₂O₃，纳米氧化钛TiO₂等，纳米微粒粒径在10nm-80nm之间。

核膜结构破乳剂
技术领域：本发明涉及一种原油乳状液用破乳剂，特别是一种用于油田三次采油采出液的核膜结构破乳剂。
技术现状：
原油从地下采出时，油层的底水和边水会伴随原油一起采出，由于原油中存在天然乳化剂，原油采出液可以形成两种乳状液，油包水乳状液(W/O)和水包油乳状液(O/W)。
目前油田常用的破乳剂主要是环氧乙烷和环氧丙烷聚合生成的嵌段聚合物，以解决W/O乳状液的破乳脱水问题，药剂类型有以醇作起始剂的醇嵌段聚醚，如十四醇、十六醇、十八醇、丙二醇、丙三醇、季五四醇等；以胺做起始剂的胺聚醚，如乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺等，以树脂作起始剂的酚胺、酚醛聚醚等，这些类型的破乳剂解决了油田生产的许多问题。
二十世纪九十年代中期，大多数油田相继进入了高含水开采期，三次采油新技术的应用，提高了原油采收率，其中注聚合物采油技术增油效果明显，但也对原油的脱乳处理提出了新的课题。三次采油采出液的实验结果表明驱油组分的加入可使采出液中W/O，O/W，O/W/O，W/O/W型乳状液共存，增加了原油、水所形成的乳状液的复杂性。同时，复合驱驱油体系中表面活性剂和碱与原油中的有机酸的反应生成的新的表面活性物质使油水界面张力降低，碱使采出液的pH增高；聚合物使采出液粘度增大，降低了液滴运移速度，使液滴的絮凝、聚并更加困难。三次采油得到的原油重油组分增加，沥青质的增加会使原油乳状液界面膜强度增大，有些化学剂，特别是Na₂CO₃，明显地增大了乳液液滴油水界面膜的厚度，增强了乳液的稳定性，给原油破乳带来困难。经检索，未见到有关三次采油注聚采出液破乳剂的报道和发明。
发明目的：
本发明的目的在于提供一种用量少，能有效解决油田三次采油注聚合物采出液破乳处理难的问题，使破乳后油水均达到采油厂油水处理指标，可满足油田生产需求的核膜结构破乳剂。
发明内容：
核膜结构破乳剂是指在制备破乳剂时采用了一种结构理念，即破乳剂分子结构与具有高吸附活性、大比表面积的纳米微粒结合，纳米微粒表面的分子态或原子态的反应基团羟基、原子态氧与聚醚型破乳剂分子末端羟基发生化学反应，生成具有酯基连接的带有高吸附活性微粒的核膜结构的新型破乳剂。纳米微粒表面的分子态或原子态的反应基团与聚醚型破乳剂分子发生化学反应，生成物既是具有核膜结构的破乳剂。
本发明的特征在于：核膜结构破乳剂是由用水、甲醇、乙醇或水一醇混合溶剂溶解的含有环氧丙烷、环氧乙烷嵌段聚醚破乳剂，和用溶液凝胶法制备的含有铝盐或硅酸乙酯或钛酸丁酯等成核材料纳米微粒材料组成。环氧丙烷、环氧乙烷嵌段聚醚破乳剂有多元醇聚醚、胺聚醚、树脂类等聚醚，其浓度为20-50％。用溶液凝胶法制备的含有铝盐或硅酸乙酯或钛酸丁酯等溶液的浓度为20-50％。加入氨水对反应物进行氨解，PH值控制在5-10，反应时间10hr-18hr，温度控制在30-100℃之间。本发明采用的成核材料是纳米SiO₂，纳米氧化铝Al₂O₃，纳米氧化钛TiO₂等，纳米微粒粒径在10nm-80nm之间。
本发明是采用原位生成法制备核膜结构破乳剂，在原位生成法中，无机相纳米粒子不是预先制备，而是在反应中就地生成的。聚合物基质既可以是复合过程生成的，也可以是预先制备的。在破乳剂分子中，引入含硅基团(或其他基团)，通过含硅基团的水解(或其他基团作用)，引入纳米微粒。
发明效果：
本发明的优点是利用纳米微粒的高吸附活性及强聚结能力，协同聚醚表面活性剂对油水界面膜作用，对三次采油注聚采出液的脱乳处理起到一个良好的分离作用。核膜结构破乳剂具有更快的进入油水界面膜的能力，能使破乳后的小水珠更快的絮凝聚结，油水分离速度更快。本发明有效解决了油田三次采油注聚合物采出液的脱乳处理问题，现场使用用量少，破乳速度快，脱水效率高，油水界面整齐。
具体实施例：
本发明将结合具体的实施例作进一步说明。
实施例一：
将20％聚醚-15乙醇溶液40g放入100ml三口反应烧瓶内，打开搅拌器，缓慢滴加25％硫酸铝的水溶液20g，时间控制在一1小时左右，温度控制在30℃-100℃，滴加完毕后，将25％-28％氨水溶液10g缓慢滴加入三口烧瓶内对反应物进行氨解，pH值控制在5-9之间，恒温反应10hr-18hr。反应产物既是核膜破乳剂。
实施例二：
称取0.5gJH-25型破乳剂溶解在58ml无水乙醇中，搅拌使其完全溶解；量取6.75g的正硅酸乙酯溶解在0.9ml三次蒸馏水中；将配好的正硅酸乙酯溶液加入到破乳剂的溶液中，边滴加边搅拌；然后滴加氨水，pH值控制在5-10之间，升温至60℃，搅拌反应24小时。所得乳状液即为含SiO₂79.54％的破乳剂。
实施例三：
称取6.75g的正硅酸乙酯溶解在0.9ml三次蒸馏水中及58.2ml无水乙醇中；然后滴加氨水，pH值控制在5-10之间，升温至60℃，搅拌反应5小时；称取0.5gJH-25型破乳剂滴加至该反应体系中，继续搅拌反应19小时。所得的乳状液即为含SiO₂79.54％的破乳剂。
实施例四：
称取0.5gJH-25型破乳剂溶解在58.2ml无水乙醇中，搅拌使其完全溶解；称取6.75g的正硅酸乙酯溶解在0.9g蒸馏水中；将配好的正硅酸乙酯溶液加入到破乳剂的溶液中，边滴加边搅拌；然后滴加氨水至pH约为8，升温至60℃，搅拌反应5小时。取出一半反应产物。称取26.5gJH-25型破乳剂溶解在58.2ml无水乙醇中，搅拌使其完全溶解。然后将该溶液滴加到剩余的上述反应体系中，搅拌反应12小时。所得地乳状液即为含SiO₂3.48％的破乳剂。
实施例五：胜利油田孤东采油厂东一联原油，原油含水：51％实验温度：50℃。结果见表1。
                              表1核膜破乳剂评价结果