CN110835313A - 一种用于稠油的水溶性洗油剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于稠油的水溶性洗油剂，该洗油剂分子式如下：
Description
技术领域
本发明属于三次采油技术领域，具体涉及一种用于稠油的水溶性洗油剂及其制备方法。
背景技术
稠油资源在世界油气资源中占有相当大的比重。据统计，稠油、超稠油占世界已探明原油储量的20％以上，随着轻质易采原油的不断减少，稠油开采日益引起各国的重视。
注水开发油田中后期，综合含水上升，地层压力下降，油层温度降低。随着油层压力、温度的下降，原油黏度上升，流动性变差，油层毛细管堵塞，造成大量原油滞留在油层内部不易采出。
目前可以接替水驱开采的方法主要有蒸汽驱，稀释法和化学降粘法，其中蒸汽驱和稀释法开采的成本高，难以在油田大面积推广。由于化学法投资少，工艺简单，见效快而在油田被广泛应用。
众所周知，石油的采收率与波及系数和洗油效率密切相关，原油采收率等于波及系数和洗油效率的乘积，故油田在注水开采后期，要进一步提高原油采收率，需提高波及系数和洗油效率。因此，研发高效的洗油剂可以有效提高石油的采油率，是三次采油技术的重要手段。
目前常用的洗油剂多对矿化度较为敏感，特别受限于金属钙离子和镁离子的浓度，导致常规洗油剂无法在油田广泛应用；另外为了提高降粘驱油效果，部分洗油剂使用了无机碱，加重了后期油水分离的负担。比如专利ZL201210553355“一种长效活性控砂洗油剂及其制备方法”中，虽然具有明显的洗油效果以及控砂效果，但是由于使用了氢氧化物，使得其在油田难以大规模推广。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在缺点和不足而提出一种用于稠油的水溶性洗油剂及其制备方法，该洗油剂具有不含碱、耐盐性能强、临界胶束浓度低、表面活性强、合成工艺简单和成本低的优点。
本发明目的之一在于提供一种用于稠油的水溶性洗油剂，该洗油剂首先由对苯二酚和二溴卤代烃反应生成中间体，然后再将中间体与氯磺酸反应生成，其分子式如下：
式中n为自然数，8≤n≤14。
本发明另一个目的在于提供一种用于稠油的水溶性洗油剂的制备方法，所述的制备方法具体包括以下步骤：
(1)将对苯二酚溶解于溶剂乙醇中，升温至60～80℃，恒温20～40min，然后冷却至室温，再向其中加入二溴卤代烃，随后将温度升至75～80℃，边搅拌边反应，搅拌速率为400～500rpm，反应时间为20～40h，反应结束后降温至室温，将反应液转移至蒸馏瓶中，减压蒸馏除去溶剂乙醇，随后向残余物中加入水，用***萃取，得到有机层，即得到中间体；
(2)将上述中间体溶解到溶剂氯仿中，用冰盐浴冷却至-8～-12℃，在惰性气体的保护下，向其中边搅拌边缓慢滴加入氯磺酸，搅拌速率为300～500rpm滴加速度为5～8滴/min，待完全滴加完后，继续反应30～50min，然后用氢氧化钠调节pH至9～11，减压蒸出溶剂氯仿，得到淡黄色液体，将所得淡黄色液体溶于蒸馏水中，用正丁醇萃取，得到最终产物水溶性洗油剂。
所述的对苯二酚、二溴卤代烃以及氯磺酸的摩尔比1:0.4～0.5:4～5，优选为1:0.48:4.5。
所述的溶剂乙醇的用量为对苯二酚质量的10～20倍；所述的水的用量为对苯二酚质量的3～6倍；所述的***的用量为对苯二酚质量的5～8倍；所述的溶剂氯仿的用量为对苯二酚质量的10～15倍；所述的惰性气体为氮气或氩气；所述的蒸馏水的用量为对苯二酚质量的5～10倍；所述的正丁醇的用量是对苯二酚质量的8～14倍。
本发明用于稠油的水溶性洗油剂的制备方程式如下：
本发明的水溶性洗油剂为阴离子型表面活性剂，该表面活性剂具有四个磺酸基团，属于多头表面活性剂分子，在水中具有很好的溶解性，当与油砂接触时，可首先吸附到油砂表面，降低了砂体表面的正电荷强度，从而快速的将原油从油砂上剥离下来，因此，该洗油剂比常规具有单亲水亲油基团的表面活性剂的表面活性更高，临界胶束浓度更低，因此所需用量更低；同时，由于该分子上有两个具有刚性结构的苯环，使得该分子具有较好的抗温性能，另外，高价阳离子如Ca2+，Mg2+在与分子上的Na+发生离子交换后，并不会生成沉淀，该化合物仍然可以在地层中发挥驱油和洗油的效果。
本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的水溶性洗油剂的合成工艺简单，过程清洁无污染，产物易于获得和运输保存；
(2)本发明的水溶性洗油剂具有显著的耐温耐盐性能，耐温达到180℃以上，耐钙镁离子浓度达到8000mg/L，耐总离子浓度达到200000mg/L；
(3)本发明的水溶性洗油剂用量低，降粘率高，当用量为200ppm时，可使稠油粘度降低96.0％以上，洗油效率达到95％以上。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
(1)将1mol的对苯二酚溶解于1101g的溶剂乙醇中，升温至60℃，恒温20min，然后冷却至室温，再向其中加入0.4mol的1,8-二溴辛烷，随后将温度升至75、78、80℃，边搅拌边反应，搅拌速率为400rpm，反应时间为20h，反应结束后降温至室温，将反应液转移至蒸馏瓶中，减压蒸馏除去溶剂乙醇，随后向残余物中加入330.3g水，用550.5g***萃取，得到有机层，即得到中间体；
(2)将上述中间体溶解到1101g的溶剂氯仿中用冰盐浴冷却至-8℃，在惰性气体氮气的保护下，向其中边搅拌边缓慢滴加入4mol的氯磺酸，搅拌速率为300rpm滴加速度为5滴/min，待完全滴加完后，继续反应30min，然后用氢氧化钠调节pH至9，减压蒸出溶剂氯仿，得到淡黄色液体，将所得淡黄色液体溶于550.5g的蒸馏水中，用880.8g正丁醇萃取，得到最终产物水溶性洗油剂A1。
生成用于稠油的水溶性洗油剂A1的反应方程式如下：
经测试，乳化降粘剂A1在当用量为200ppm时，在50℃下可使粘度为12560mPa.s原油的粘度降低97.2％，洗油效率达到96.5％，洗油和降粘效果良好。
实施例2
(1)将1mol的对苯二酚溶解于1560g的溶剂乙醇中，升温至72℃，恒温25min，然后冷却至室温，再向其中加入0.48mol的1,12-二溴十二烷，随后将温度升至78℃，边搅拌边反应，搅拌速率为450rpm，反应时间为35h，反应结束后降温至室温，将反应液转移至蒸馏瓶中，减压蒸馏除去溶剂乙醇，随后向残余物中加入440.4g水，用660.6g***萃取，得到有机层，即得到中间体；
(2)将上述中间体溶解到1456g的溶剂氯仿中用冰盐浴冷却至-10℃，在惰性气体氮气的保护下，向其中边搅拌边缓慢滴加入4.5mol的氯磺酸，搅拌速率为320rpm滴加速度为6滴/min，待完全滴加完后，继续反应40min，然后用氢氧化钠调节pH至10，减压蒸出溶剂氯仿，得到淡黄色液体，将所得淡黄色液体溶于760.5g的蒸馏水中，用1120.5g正丁醇萃取，得到最终产物水溶性洗油剂A2。
生成用于稠油的水溶性洗油剂A2的反应方程式如下：
经测试，乳化降粘剂A2在当用量为200ppm时，在50℃下可使粘度为21565mPa.s原油的粘度降低98.5％，洗油效率达到98.2％，洗油和降粘效果良好。
实施例3
(1)将1mol的对苯二酚溶解于2202g的溶剂乙醇中，升温至80℃，恒温40min，然后冷却至室温，再向其中加入0.5mol的1,14-二溴十四烷，随后将温度升至80℃，边搅拌边反应，搅拌速率为500rpm，反应时间为40h，反应结束后降温至室温，将反应液转移至蒸馏瓶中，减压蒸馏除去溶剂乙醇，随后向残余物中加入660.6g水，用880.8g***萃取，得到有机层，即得到中间体；
(2)将上述中间体溶解到1651.5g的溶剂氯仿中用冰盐浴冷却至-12℃，在惰性气体氮气的保护下，向其中边搅拌边缓慢滴加入5mol的氯磺酸，搅拌速率为500rpm滴加速度为8滴/min，待完全滴加完后，继续反应50min，然后用氢氧化钠调节pH至11，减压蒸出溶剂氯仿，得到淡黄色液体，将所得淡黄色液体溶于1101g的蒸馏水中，用1541.4g正丁醇萃取，得到最终产物水溶性洗油剂A3。
生成用于稠油的水溶性洗油剂A3的反应方程式如下：
经测试，乳化降粘剂A3在当用量为200ppm时，在50℃下可使粘度为18657mPa.s原油的粘度降低97.7％，洗油效率达到97.3％，洗油和降粘效果良好。
Claims (10)
1.一种用于稠油的水溶性洗油剂，该洗油剂分子式如下：
式中n为自然数，8≤n≤14。
2.根据权利要求1所述的用于稠油的水溶性洗油剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括以下步骤：
(1)将对苯二酚溶解于溶剂乙醇中，升温至60～80℃，恒温20～40min，然后冷却至室温，再向其中加入二溴卤代烃，随后将温度升至75～80℃，边搅拌边反应，搅拌速率为400～500rpm，反应时间为20～40h，反应结束后降温至室温，将反应液转移至蒸馏瓶中，减压蒸馏除去溶剂乙醇，随后向残余物中加入水，用***萃取，得到有机层，即得到中间体；
(2)将上述中间体溶解到溶剂氯仿中，用冰盐浴冷却至-8～-12℃，在惰性气体的保护下，向其中边搅拌边缓慢滴加入氯磺酸，搅拌速率为300～500rpm滴加速度为5～8滴/min，待完全滴加完后，继续反应30～50min，然后用氢氧化钠调节pH至9～11，减压蒸出溶剂氯仿，得到淡黄色液体，将所得淡黄色液体溶于蒸馏水中，用正丁醇萃取，得到最终产物水溶性洗油剂。
3.根据权利要求2所述的用于稠油的水溶性洗油剂的制备方法，其特征在于所述的对苯二酚、二溴卤代烃以及氯磺酸的摩尔比为1:0.4～0.5:4～5。
4.根据权利要求2或3所述的用于稠油的水溶性洗油剂的制备方法，其特征在于所述的对苯二酚、二溴卤代烃以及氯磺酸的摩尔比为1:0.48:4.5。
5.根据权利要求2所述的用于稠油的水溶性洗油剂的制备方法，其特征在于所述的溶剂乙醇的用量为对苯二酚质量的10～20倍，水的用量为对苯二酚质量的3～6倍。
6.根据权利要求2所述的用于稠油的水溶性洗油剂的制备方法，其特征在于所述的***的用量为对苯二酚质量的5～8倍。
7.根据权利要求2所述的用于稠油的水溶性洗油剂的制备方法，其特征在于所述的溶剂氯仿的用量为对苯二酚质量的10～15倍。
8.根据权利要求2所述的用于稠油的水溶性洗油剂的制备方法，其特征在于所述的惰性气体为氮气或氩气。
9.根据权利要求2所述的用于稠油的水溶性洗油剂的制备方法，其特征在于所述的蒸馏水的用量为对苯二酚质量的5～10倍。
10.根据权利要求2所述的用于稠油的水溶性洗油剂的制备方法，其特征在于所述的正丁醇的用量是对苯二酚质量的8～14倍。
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