CN103554126B - 油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法与应用，制备方法先将荧光素加入反应釜中，加入溶剂溶解，搅拌下加入碱，然后加入与荧光素含甲醛类化合物和亚硫酸盐，升温回流，再将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入盐，混合研磨，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，使用时将该荧光素衍生物配制成溶液，在待测井注入，采集水样进行定量分析，直至采出水样检测不出上述荧光素衍生物，由于荧光素经过上述处理之后增加了磺甲基，增强了其水溶性，降低了其在原油中的溶解度；同时磺甲基的是完全电离的基团，带有强负电性，与地层中水化岩石标的负电荷产生强静电斥力，大大降低了荧光素在地层的吸附消耗，由此可以减少作为示踪剂的用量。
Description
技术领域
本发明涉及油田用示踪剂的荧光素衍生物技术领域，具体涉及油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法与应用。
背景技术
油田注水示踪技术是现场生产测试技术之一，其技术是从注入井注入示踪剂，其后按一定的取样规定在周围产出井取样，监测其示踪剂随时间的变化，可指导油井开采的设计和油田开发后期的调整。由于受油藏环境的限制，示踪剂必须满足化学稳定性、物理稳定性和生物稳定性三个方面的要求。长期以来，油田开发中最常用的示踪剂主要有化学示踪剂与同位素示踪剂，尽管这些示踪技术在各油田被广泛应用，但也存在不同程度的缺点。
荧光示踪技术在医学、生物学和水处理等领域已得到广泛应用，而荧光物质作为油田示踪剂的应用，特别是在油田井间测试地下水运动方向和油层非均质性等方面将是荧光物质应用的新用途。能产生荧光的物质较多，多为一些有机化合物，通过荧光分光光度计就其进行快速、简便、高灵敏度的检测，可达到示踪的目的。荧光素是最常用的荧光试剂，荧光效率高。在优化的条件下，对荧光素检测的线性范围为1×10-8~1×10-10mol/L，检出限为7.5×10-11mol/L，发射波长在500-500纳米范围内较强，与原油中荧光组分差异较大，不易造成干扰。但是由于荧光素本身一方面具有羟基、羧基等用以形成氢键的官能团和容易溶于原油的芳环，因此存在地层吸附消耗较大、水溶性偏弱的缺点。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法与应用，所得制品水溶性好、稳定性强、不易在地层吸附，适于实际应用。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素10-100倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为工业级及以上纯度的水、甲醇、乙醇及其混合液；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1-2.5的碱，所述碱为工业级及以上纯度的氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、三甲胺、三乙胺、吡啶及其混合物；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1-4:1的含甲醛类化合物和1-3:1的亚硫酸盐，升温回流2-6小时，所述含甲醛类化合物为工业级及以上纯度的甲醛溶液、三聚甲醛、多聚甲醛、六次甲基四胺及其混合物，亚硫酸盐为工业级及以上纯度的亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸铵及其混合物；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质2-20倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为工业级及以上纯度的氯化钠、氯化钾及其混合物。
使用时将该荧光素衍生物配制成质量浓度0.1-10mg/L的溶液，所用溶剂为自来水或者油田自用水，将其在待测井注入，随后每天在可能的受效井采集水样，采用荧光分析法进行定量分析，直至采出水样检测不出上述荧光素衍生物。
由于荧光素经过上述处理之后增加了磺甲基，增强了其水溶性，降低了其在原油中的溶解度；同时磺甲基的是完全电离的基团，带有强负电性，与地层中水化岩石标的负电荷产生强静电斥力，大大降低了荧光素在地层的吸附消耗，由此可以减少作为示踪剂的用量。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素10倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为自来水；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1的碱，所述碱为工业级的氢氧化钠；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1的含甲醛类化合物和1:1的亚硫酸盐，升温回流4小时，所述含甲醛类化合物为浓度为35%的工业级甲醛水溶液，亚硫酸盐为工业级亚硫酸钠；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质2倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为工业级的氯化钠。
使用时将该荧光素衍生物配制成质量浓度0.1mg/L的溶液，所用溶剂为自来水，将其在待测井注入，随后每天在可能的受效井采集水样，采用荧光分析法进行定量分析，直至采出水样检测不出上述荧光素衍生物。
实施例2
油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素15倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为工业级无水甲醇；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1.5的碱，所述碱为工业级的氢氧化钾；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1.2的含甲醛类化合物和1:1的亚硫酸盐，升温回流5小时，所述含甲醛类化合物为工业级多聚甲醛，亚硫酸盐为工业级亚硫酸钾；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质5倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为工业级的氯化钾。
使用时将该荧光素衍生物配制成质量浓度0.2mg/L的溶液，所用溶剂为自来水，将其在待测井注入，随后每天在可能的受效井采集水样，采用荧光分析法进行定量分析，直至采出水样检测不出上述荧光素衍生物。
实施例3
油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素20倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为工业级无水乙醇；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:2的碱，所述碱为工业级的氢氧化锂；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1.5的含甲醛类化合物和1:1.5的亚硫酸盐，升温回流3小时，所述含甲醛类化合物为化学纯三聚甲醛，亚硫酸盐为工业级亚硫酸铵；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质8倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为工业级的氯化钠。
使用时将该荧光素衍生物配制成质量浓度0.5mg/L的溶液，所用溶剂为自来水，将其在待测井注入，随后每天在可能的受效井采集水样，采用荧光分析法进行定量分析，直至采出水样检测不出上述荧光素衍生物。
实施例4
油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素50倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为工业级95#乙醇；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:2.1的碱，所述碱为化学纯的三乙胺；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:2的含甲醛类化合物和1:2.1的亚硫酸盐，升温回流2小时，所述含甲醛类化合物为工业级六亚甲基四胺，亚硫酸盐为工业级亚硫酸钠；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质10倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为工业级的氯化钠。
使用时将该荧光素衍生物配制成质量浓度1mg/L的溶液，所用溶剂为自来水，将其在待测井注入，随后每天在可能的受效井采集水样，采用荧光分析法进行定量分析，直至采出水样检测不出上述荧光素衍生物。
实施例5
油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素80倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为工业级去离子水；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:2.5的碱，所述碱为分析纯的吡啶；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:2.5的含甲醛类化合物和1:2.5的亚硫酸盐，升温回流4小时，所述含甲醛类化合物为质量浓度30%的工业级甲醛水溶液，亚硫酸盐为工业级亚硫酸钠；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质15倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为质量比为1:1工业级的氯化钠和氯化钾的混合物。
使用时将该荧光素衍生物配制成质量浓度2mg/L的溶液，所用溶剂为自来水，将其在待测井注入，随后每天在可能的受效井采集水样，采用荧光分析法进行定量分析，直至采出水样检测不出上述荧光素衍生物。
实施例6
油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素100倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为工业级去离子水；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1.8的碱，所述碱为质量比为1:1的工业级的氢氧化钠和碳酸钾的混合物；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:3.5的含甲醛类化合物和1:3的亚硫酸盐，升温回流6小时，所述含甲醛类化合物为化学纯的三聚甲醛，亚硫酸盐为工业级亚硫酸钠；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质20倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为工业级的氯化钾。
使用时将该荧光素衍生物配制成质量浓度10mg/L的溶液，所用溶剂为自来水，将其在待测井注入，随后每天在可能的受效井采集水样，采用荧光分析法进行定量分析，直至采出水样检测不出上述荧光素衍生物。
Claims (8)
1.油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素10-100倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为工业级及以上纯度的水、甲醇、乙醇及其混合液；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1-2.5的碱，所述碱为工业级及以上纯度的氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、三甲胺、三乙胺、吡啶及其混合物；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1-4:1的含甲醛类化合物和1-3:1的亚硫酸盐，升温回流2-6小时，所述含甲醛类化合物为工业级及以上纯度的甲醛溶液、三聚甲醛、多聚甲醛、六次甲基四胺及其混合物，亚硫酸盐为工业级及以上纯度的亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸铵及其混合物；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质2-20倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为工业级及以上纯度的氯化钠、氯化钾及其混合物。
2.根据权利要求1所述的油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，其特征在于：使用时将该荧光素衍生物配制成质量浓度0.1-10mg/L的溶液，所用溶剂为自来水或者油田自用水，将其在待测井注入，随后每天在可能的受效井采集水样，采用荧光分析法进行定量分析，直至采出水样检测不出上述荧光素衍生物。
3.根据权利要求1所述的油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素10倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为自来水；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1的碱，所述碱为工业级的氢氧化钠；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1的含甲醛类化合物和1:1的亚硫酸盐，升温回流4小时，所述含甲醛类化合物为浓度为35%的工业级甲醛水溶液，亚硫酸盐为工业级亚硫酸钠；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质2倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为工业级的氯化钠。
4.根据权利要求1所述的油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素15倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为工业级无水甲醇；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1.5的碱，所述碱为工业级的氢氧化钾；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1.2的含甲醛类化合物和1:1的亚硫酸盐，升温回流5小时，所述含甲醛类化合物为工业级多聚甲醛，亚硫酸盐为工业级亚硫酸钾；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质5倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为工业级的氯化钾。
5.根据权利要求1所述的油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素20倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为工业级无水乙醇；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:2的碱，所述碱为工业级的氢氧化锂；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1.5的含甲醛类化合物和1:1.5的亚硫酸盐，升温回流3小时，所述含甲醛类化合物为化学纯三聚甲醛，亚硫酸盐为工业级亚硫酸铵；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质8倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为工业级的氯化钠。
6.根据权利要求1所述的油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素50倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为工业级95#乙醇；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:2.1的碱，所述碱为化学纯的三乙胺；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:2的含甲醛类化合物和1:2.1的亚硫酸盐，升温回流2小时，所述含甲醛类化合物为工业级六亚甲基四胺，亚硫酸盐为工业级亚硫酸钠；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质10倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为工业级的氯化钠。
7.根据权利要求1所述的油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素80倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为工业级去离子水；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:2.5的碱，所述碱为分析纯的吡啶；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:2.5的含甲醛类化合物和1:2.5的亚硫酸盐，升温回流4小时，所述含甲醛类化合物为质量浓度30%的工业级甲醛水溶液，亚硫酸盐为工业级亚硫酸钠；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质15倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为质量比为1:1工业级的氯化钠和氯化钾的混合物。
8.根据权利要求1所述的油田用示踪剂的荧光素衍生物制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将荧光素加入反应釜中，加入荧光素100倍质量的溶剂溶解，所述溶剂为工业级去离子水；
第二步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:1.8的碱，所述碱为质量比为1:1的工业级的氢氧化钠和碳酸钾的混合物；
第三步，搅拌下向反应釜中加入与荧光素物质的量比为1:3.5的含甲醛类化合物和1:3的亚硫酸盐，升温回流6小时，所述含甲醛类化合物为化学纯的三聚甲醛，亚硫酸盐为工业级亚硫酸钠；
第四步，将反应釜冷却至室温，蒸去溶剂，加入所得物质20倍质量的盐，混合研磨至40目以上，即得到油田用示踪剂的荧光素衍生物，所述盐为工业级的氯化钾。
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