一种气田采输用水溶性破乳剂、其制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种气田采输用水溶性破乳剂、其制备方法及应用，目的在于解决在苏里格气田中，现有的聚醚类破乳剂破乳效果不理想，对不同原油油品的广谱适应性差的缺陷。本发明开发出针对性更强、效率更高、破乳更彻底的水溶性破乳剂。本发明的气田采输用水溶性破乳剂，20℃密度为0.9～1.1；易溶于水、无沉淀、无分层；pH值为6～8；破乳率≥90%，具有用量少，见效快、破乳彻底的优点，并能与泡排剂、消泡剂、缓蚀剂等药剂配伍。同时，本发明的制备方法操作简单，不会对环境造成污染，产品与气、液组分不发生化学反应，不腐蚀设备和管道，能够解决气田产出水乳液破乳的问题，尤其适用于苏里格气田现阶段产出水油水分离回收。

权利要求

1.一种气田采输用水溶性破乳剂的制备方法，其特征在于，该水溶性破乳剂的物理性能参数如下：20℃密度为0.9～1.1g/cm3，pH值为6～8，破乳率≥90％，该水溶性破乳剂的分子量为1000～2000；

包括如下步骤：

(1)制备中间体A

按如下质量份数比称取各组分：1～6份丙二醇、30～50份环氧乙烷、44～70份环氧丙烷，将称取的丙二醇、环氧乙烷混合，得到第一混合物；

在碱性催化剂氢氧化钾作用下，将第一混合物升温至60～90℃，并在搅拌条件下向其中连续加入称取的环氧丙烷，搅拌1.5～4h，蒸出残存的环氧丙烷、环氧乙烷单体后，将所得反应物转入中和釜进行中和，得到中间体A；

(2)制备水溶性破乳剂

按如下质量份数比称取各组分：5～10份中间体A、10～20份全氟壬烯氧基苯磺酸钠、10～20份椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、20～30份椰油酸二乙醇酰胺、20～55份水，将称取的组分进行复配，得到水溶性破乳剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（ 1） 中，碱性催化剂氢氧化钾的添加量为丙二醇、环氧乙烷、环氧丙烷三者质量之和的0.1％～1％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将所得反应物转入中和釜，用乙酸进行中和，得到中间体A。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤（ 1） 中，在碱性催化剂氢氧化钾作用下，将第一混合物升温至70～82℃，并在搅拌条件下向其中连续加入称取的环氧丙烷，持续搅拌110～160min。

5.根据权利要求1所述方法制备的气田采输用水溶性破乳剂在气田采输水中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，将其与泡排剂、消泡剂、阻垢剂中的一种或多种进行复配。

说明书

一种气田采输用水溶性破乳剂、其制备方法及应用

技术领域

[0001] 本发明涉及油气田领域，具体为一种气田采输用水溶性破乳剂、其制备方法及应用。本发明的气田采输用水溶性破乳剂分子量较低，具有用量少、脱水效果好、脱出水质清、凝析油油品清亮等特点。同时，本发明的破乳剂不腐蚀设备和管道，能够解决地面产出水乳液破乳的问题，适合苏里格气田现阶段产出水油水分离回收。

背景技术

[0002] 在原油等混合物中，由于一些固体难溶于水，当这些固体一种或几种大量存在于水溶液中，在水力或者外在动力的搅动下，这些固体可以以乳化的状态存在于水中，形成乳浊液。理论上讲这种体系是不稳定的，但如果存在一些表面活性剂(土壤颗粒等)的情况下，使得乳化状态很严重，甚至两相难于分离。而破乳剂的加入则能破坏稳定的乳化体系，达到两相分离的目的，进而把原油和/或重油中的水分脱出来，使含水量达到要求。

[0003] 油水乳液在破乳脱水时，对破乳剂具有一定的选择性，同时脱水效率受破乳剂分子排列、HLB值及其支链结构影响，随着气田持续深入的开采，气田采输水也呈现出不同的性质，乳液成分及乳化力度的差异都会对破乳剂的适用性提出新的要求，传统的单一聚醚破乳剂已不能解决破乳的要求。近年来，气田所用破乳剂主要为聚醚类破乳剂，而这类破乳剂在单独使用时破乳效果不理想，对不同原油油品的广谱适应性差，随着气田采输水含水率的逐渐升高，根据不同阶段乳液具体情况，开发复配新型气田采输用水溶性破乳剂就显得尤为重要。

[0004] 为此，本发明提供一种新的水溶性破乳剂的制备方法及其制备的产品，其是针对苏里格气田现阶段的乳液破乳情况而开发，对苏里格气田现阶段凝析油破乳回收具有很好的针对性，经现场试用证明，现场凝析油回收破乳率达95％及以上。

发明内容

[0005] 本发明的发明目的在于：针对在苏里格气田中，现有的聚醚类破乳剂破乳效果不理想，对不同原油油品的广谱适应性差的缺陷，提供一种气田采输用水溶性破乳剂、其制备方法及应用。本发明针对气田采输水油水乳液破乳分离的需要，开发出针对性更强、效率更高、破乳更彻底的水溶性破乳剂。本发明的气田采输用水溶性破乳剂，20℃密度为0.9～1.1；易溶于水、无沉淀、无分层；pH值为6～8；破乳率≥90％，具有用量少，见效快、破乳彻底的优点，并能与泡排剂、消泡剂、缓蚀剂等药剂配伍。同时，本发明的制备方法操作简单，不会对环境造成污染，产品与气、液组分不发生化学反应，不腐蚀设备和管道，能够解决气田产出水乳液破乳的问题，尤其适用于苏里格气田现阶段产出水油水分离回收。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0007] 一种气田采输用水溶性破乳剂，该水溶性破乳剂的物理性能参数如下：20℃密度3
为0.9～1.1g/cm，pH值为6～8，破乳率≥90％。

[0008] 该水溶性破乳剂的分子量为1000～2000。

[0009] 前述气田采输用水溶性破乳剂的制备方法，包括如下步骤：

[0010] (1)制备中间体A

[0011] 按如下质量份数比称取各组分：1～6份丙二醇、30～50份环氧乙烷、44～70份环氧丙烷，将称取的丙二醇、环氧乙烷混合，得到第一混合物；

[0012] 在碱性催化剂氢氧化钾作用下，将第一混合物升温至60～90℃，并在搅拌条件下向其中连续加入称取的环氧丙烷，搅拌1.5～4h，蒸出残存的环氧丙烷、环氧乙烷单体后，将所得反应物转入中和釜进行中和，得到中间体A；

[0013] (2)制备水溶性破乳剂

[0014] 按如下质量份数比称取各组分：5～10份中间体A、10～20份全氟壬烯氧基苯磺酸钠、10～20份椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、20～30份椰油酸二乙醇酰胺、20～55份水，将称取的组分进行复配，得到水溶性破乳剂。

[0015] 所述步骤1中，碱性催化剂氢氧化钾的添加量为丙二醇、环氧乙烷、环氧丙烷三者质量之和的0.1％～1％。

[0016] 所述步骤(1)中，将所得反应物转入中和釜，用乙酸进行中和，得到中间体A。

[0017] 所述步骤1中，在碱性催化剂氢氧化钾作用下，将第一混合物升温至70～82℃，并在搅拌条件下向其中连续加入称取的环氧丙烷，持续搅拌110～160min。

[0018] 所制备的气田采输用水溶性破乳剂分子中环氧乙烷与环氧丙烷质量之比为3:1。

[0019] 前述气田采输用水溶性破乳剂在气田采输水中的应用。

[0020] 将其与泡排剂、消泡剂、阻垢剂中的一种或多种进行复配。

[0021] 针对前述问题，本发明提供一种气田采输用水溶性破乳剂、其制备方法及应用。本发明中，首先以丙二醇为起始剂，在碱性条件催化作用下，与环氧乙烷、环氧丙烷反应，制得中间体A；再将中间体A与全氟壬烯氧基苯磺酸钠、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、椰油酸二乙醇酰胺、水混合复配，得到水溶性破乳剂。其中，中间体A中各组分的质量份数比如下：1～6份丙二醇、30～50份环氧丙烷、44～70份环氧乙烷。碱性催化剂氢氧化钾的添加量为丙二醇、环氧乙烷、环氧丙烷三者质量之和的0.1％～1％。水溶性破乳剂中各组分的质量份数比如下：5～10份中间体A、10～20份全氟壬烯氧基苯磺酸钠、20～30份椰油酸二乙醇酰胺、10～20份椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、20～55份水。

[0022] 本发明中，所制备的气田采输用水溶性破乳剂针对气田产出的凝析油与地层水形成的乳液具有非常好的选择性，能够快速的破坏乳液的结构实现彻底破乳，且破乳后脱出的凝析油更加干净清澈。本发明中，利用表面活剂复配产生的“协同作用”复配水溶性破乳剂，能够解决含水率逐渐升高后，乳液含水率增高对破乳剂的选择性的问题，全氟壬烯氧基苯磺酸钠、椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、椰油酸二乙醇酰胺能够快速溶解到乳液中水相界面，破坏乳液的稳定结构，实现彻底快速破乳。

[0023] 本发明破乳剂的制备方法简单，产品无毒、易降解，不会对环境造成污染。该气田采输用水溶性破乳剂分子量为1000～2000，分子中环氧乙烷与环氧丙烷质量之比为3:1，具有用量小，见效快的特点。同时，制得的药剂与泡排剂、消泡剂、阻垢剂等药剂配伍性好，能够解决地面产出水乳液破乳的问题，适合当前苏里格气田现阶段产出水油水分离回收，具有较好的效果。

[0024] 同时，本发明制备的气田采输用水溶性破乳剂，20℃下密度为0.9～1.1g/cm3；易溶于水、无沉淀、无分层，pH值为6～8；破乳率≥90％。同时，其不腐蚀设备和管道，能够解决地面产出水乳液破乳的问题，适合苏里格气田现阶段产出水油水分离回收。

[0025] 综上所述，本发明方法所制得的气田采输用水溶性破乳剂分子量较低、具有用量少、脱水效果好、脱出水质清、凝析油油品清亮等特点。同时，本发明的破乳剂不腐蚀设备和管道，能够解决地面产出水乳液破乳的问题，适合苏里格气田现阶段产出水油水分离回收。另外，本发明的制备工艺操作简单，产品无毒、易降解，不会对环境造成污染，原材料也易于获得，便于现场规模化应用，适用于苏里格气田现阶段采输水乳液油水分离，具有极好的应用前景。

[0026] 经现场试用验证，本发明的水溶性破乳剂具有针对气田采出水凝析油乳液破乳快、破乳彻底的特点，其现场破乳脱水率达95％以上。

具体实施方式

[0027] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

[0028] 本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

[0029] (一)本发明实施例的制备过程如下。

[0030] 1、准备

[0031] 1)原材料准备。

[0032] 2)检查反应釜内是否有异物，如有异物，请及时清除。

[0033] 3)启动搅拌机，观察其工作是否正常，如不正常，及时报告技术部并通知机修进行检修。

[0034] 4)校准衡器：

[0035] a)调零；

[0036] b)用500g标准砝码校准仪器。

[0037] 2、生产

[0038] 1)视反应釜的大小，分别按如下质量份数比称取各组分：1～6份丙二醇、30～50份环氧乙烷、44～70份环氧丙烷，将称取的丙二醇、环氧乙烷混合，得到第一混合物。

[0039] 在碱性催化剂氢氧化钾作用下，将第一混合物升温至60～90℃，并在搅拌条件下，向其中连续加入称取的环氧丙烷，搅拌1.5～4h，蒸出残存的环氧丙烷、环氧乙烷单体后，将聚醚混合物转入中和釜，用乙酸进行中和，然后经过滤得到中间体A。

[0040] 其中，碱性催化剂氢氧化钾的添加量为丙二醇、环氧乙烷、环氧丙烷三者质量之和的0.1％～1％。

[0041] 2)视反应釜的大小，按如下质量份数比称取各组分：

[0042] 5～10份中间产物A、10～20份全氟壬烯氧基苯磺酸钠、10～20份椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、20～30份椰油酸二乙醇酰胺、20～55份水进行复配，即可。

[0043] 3成品

[0044] 包装后，将物料放入成品库中，包装成品。

[0045] 本发明所制得的水溶性破乳剂，易溶于水、无沉淀、无分层；pH值为6～8；破乳率(评价方法如下所示)≥90％；不腐蚀设备和管道，能够解决地面产出水乳液破乳的问题，适合气田产出水油水分离回收。本发明的破乳剂性能如下表1所示。

[0046] 表1水溶性破乳剂性能指标

[0047]项目 指标
密度(20℃)，g/cm3 0.90～1.10
溶解性 易溶于水，无沉淀、无分层
pH值 6～8
破乳率，％ ≥90

[0048] 实施例1

[0049] (1)制得中间体A

[0050] 按如下质量比称取各组分：5kg丙二醇、45kg环氧乙烷、0.5Kg氢氧化钾，混合得到混合物。再将混合物升温至80℃，连续加入50kg环氧丙烷，搅拌120分钟，蒸出残存的环氧丙烷、环氧乙烷单体后，将聚醚混合物转入中和釜，用乙酸进行中和，然后经过滤，得到中间体A。

[0051] (2)配置水溶性破乳剂

[0052] 按如下质量比称取各组分：7kg中间体A、15kg全氟壬烯氧基苯磺酸钠、15kg椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、25kg椰油酸二乙醇酰胺、38kg水，将称取的组分混合均匀，即得产品。

[0053] 经测定，本实例制备的水溶性破乳剂产品20℃密度为1.05；易溶于水、无沉淀、无分层；pH值为7；破乳率91％(评价方法见水溶性破乳剂评价方法)。

[0054] 实施例2

[0055] (1)制得中间体A

[0056] 按如下质量比称取各组分：7kg丙二醇、43kg环氧乙烷、0.5Kg氢氧化钾，混合得到混合物。再将混合物升温至80℃，连续加入50kg环氧丙烷，搅拌120分钟，蒸出残存的环氧丙烷、环氧乙烷单体后，将聚醚混合物转入中和釜，用乙酸进行中和，然后经过滤，得到中间体A。

[0057] (2)配置水溶性破乳剂

[0058] 按如下质量比称取各组分：5kg中间体A、15kg全氟壬烯氧基苯磺酸钠、15kg椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、25kg椰油酸二乙醇酰胺、40kg水，将称取的组分混合均匀，即得产品。

[0059] 经测定，本实例制备的水溶性破乳剂产品20℃密度为1.05；易溶于水、无沉淀、无分层；pH值为7；破乳率92％(评价方法见水溶性破乳剂评价方法)。

[0060] 实施例3

[0061] (1)制得中间体A

[0062] 按如下质量比称取各组分：8kg丙二醇、45kg环氧乙烷、0.5Kg氢氧化钾，混合得到混合物。再将混合物升温至80℃，连续加入47kg环氧丙烷，搅拌120分钟，蒸出残存的环氧丙烷、环氧乙烷单体后，将聚醚混合物转入中和釜，用乙酸进行中和，然后经过滤，得到中间体A。

[0063] (2)配置水溶性破乳剂

[0064] 按如下质量比称取各组分：10kg中间体A、15kg全氟壬烯氧基苯磺酸钠、15kg椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、25kg椰油酸二乙醇酰胺、35kg水，将称取的组分混合均匀，即得产品。

[0065] 经测定，本实例制备的水溶性破乳剂产品20℃密度为1.05；易溶于水、无沉淀、无分层；pH值为7；破乳率96％(评价方法见水溶性破乳剂评价方法)。

[0066] 实施例4

[0067] (1)制得中间体A

[0068] 按如下质量比称取各组分：5kg丙二醇、44kg环氧乙烷、0.5Kg氢氧化钾，混合得到混合物。再将混合物升温至80℃，连续加入52kg环氧丙烷，搅拌120分钟，蒸出残存的环氧丙烷、环氧乙烷单体后，将聚醚混合物转入中和釜，用乙酸进行中和，然后经过滤，得到中间体A。

[0069] (2)配置水溶性破乳剂

[0070] 按如下质量比称取各组分：7kg中间体A、18kg全氟壬烯氧基苯磺酸钠、15kg椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、22kg椰油酸二乙醇酰胺、38kg水，将称取的组分混合均匀，即得产品。

[0071] 经测定，本实例制备的水溶性破乳剂产品20℃密度为1.05；易溶于水、无沉淀、无分层；pH值为7；破乳率94％(评价方法见水溶性破乳剂评价方法)。

[0072] 实施例5

[0073] (1)制得中间体A

[0074] 按如下质量比称取各组分：6kg丙二醇、44kg环氧乙烷、0.5Kg氢氧化钾，混合得到混合物。再将混合物升温至80℃，连续加入50kg环氧丙烷，搅拌120分钟，蒸出残存的环氧丙烷、环氧乙烷单体后，将聚醚混合物转入中和釜，用乙酸进行中和，然后经过滤，得到中间体A。

[0075] (2)配置水溶性破乳剂

[0076] 按如下质量比称取各组分：6kg中间体A、16kg全氟壬烯氧基苯磺酸钠、13kg椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱、27kg椰油酸二乙醇酰胺、38kg水，将称取的组分混合均匀，即得产品。

[0077] 经测定，本实例制备的水溶性破乳剂产品20℃密度为1.05；易溶于水、无沉淀、无分层；pH值为7；破乳率92％(评价方法见水溶性破乳剂评价方法)。

[0078] (二)水溶性破乳剂评价方法

[0079] 1、将40.00g NaCl、10.00g CaCl2用蒸馏水定容至1000mL，制备得到矿化度50.00g/L的矿化水。

[0080] 2、用250mL烧杯称取2.00g十二烷基二甲基氧化胺，按顺序加入配置的矿化水98.00g及100mL煤油。将烧杯放入搅拌器中，控制转速为3000r/min并搅拌1min制得乳液，现配现用。

[0081] 3、用量筒量取100mL已配制好的乳液(含煤油85mL)，用移液管吸取1.0mL破乳剂加入盛有乳液的量筒中，用手振荡20次，然后静置，记录30min脱出的油量体积V，做两个平行样，平行样间误差超过10％时需重做。按下式(1)计算：

[0082]

[0083] 式(1)中，α—破乳率，％；ν—脱出油量平均值，mL；50—实际煤油含量，mL。

[0084] 本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。