本發明公開了一種長效穩定微膠囊驅油劑的制備方法,屬于膠體與界面化學領域。
背景技術:
石油是戰略物質,隨著我國經濟的發展和人民生活水平的不斷提高,我國的原油消費量不斷增加,但國內原油產量難以滿足需要,目前我國原油對外依存度已達到40%左右。石油開采過程分1次采油、2次采油和3次采油。1次和2次采油均為物理方法采油,通常可以采出30~40%的原油。為了提高現有油田的采收率, 3次采油技術得到日益廣泛的應用。同時, 3次采油用的驅油劑的研發也越來越引起科研工作者的關注。
配3次采油的驅油劑主要用表面活性劑、聚合物、堿、氣體及其復配體系等。近年來,對耐鹽且耐溫表面活性劑體系的探討倍受關注,從3次采油的前景看,提高表面活性劑的抗鹽能力是一項極為緊迫而重要的工作,尤其對較高礦化度的油藏而言,研究耐鹽抗溫的表面活性劑驅油體系更具實際意義目前。我國3次采油方法,主要有以下幾種:注表面活性劑、注聚合物稠化水、注堿水驅等。堿驅研究開展最早,但由于堿耗和可操作堿濃度范圍過窄,未能形成規模生產能力。表面活性劑多采用磺酸鹽類表面活性劑,但是易滋生硫酸鹽還原菌,采用非離子表面活性劑的優點是吸附少,缺點是不耐溫,在濁點溫度以上,使用效果迅速下降。我國大慶油田現在普遍采用的聚合物是超高分子部分水解聚丙烯酰胺,已經取得成功,但是存在著很多問題:耐鹽、耐溫、耐剪切性差,驅油過程中出砂嚴重等。從化學驅中脫穎而出的復合驅技術,利用了不同化學劑與原油活性組分之間的協同作用,能夠降低表面活性劑的用量和損耗,但施工操作復雜。所以,研究適合于提高原油穩定性的新型驅油劑,做到保護性開采地下資源,這是十分緊迫的問題,也是保持油田可持續發展的需要。
技術實現要素:
本發明主要解決的技術問題:針對目前化學驅油劑不耐鹽、不耐高溫,存在穩定性較差,持續不了3次采油的過程,在驅油過程中易產生嚴重的色譜分離,導致驅油效率差的缺陷,本發明取氫氧化鈉溶液、高氯酸與十二烷基二甲基叔胺、鈦酸四丁酯溶于二甲苯中攪拌反應,將反應液分層得上層液體置于反應釜中,放入烘箱中在加熱下陳化,制備得到油溶性納米二氧化鈦顆粒,再將松香、富馬酸、五氯化磷反應后溶于溶劑,得溶解液并加入乳化劑后得乳化液,向乳化液中加入油溶性納米二氧化鈦顆粒和硅烷偶聯劑,攪拌反應后噴霧干燥即得微膠囊驅油劑,本發明制備的微膠囊驅油劑,不僅耐鹽、耐高溫,穩定性能好,而且在驅油過程中可長效保持驅油性能,不會產生色譜分離,可以提高驅油率。
為了解決上述技術問題,本發明所采用的技術方案是:
(1)分別稱取100~120mL質量分數15%氫氧化鈉溶液和6~8mL高氯酸加入三口燒瓶中,稱取5~10g十二烷基二甲基叔胺和10~20g鈦酸四丁酯溶解到100~150mL二甲苯中,攪拌至固體溶解后得溶解液,將溶解液加入到三口燒瓶中,并放入水浴鍋中,在85~90℃和150~250r/min條件下攪拌反應2~4h,攪拌后得到反應液;
(2)將上述反應液置于分液漏斗中,靜置40~60min分層,得上層液體,并置于反應釜中,密封后將反應釜置于干燥箱中,在150~170℃的烘箱溫度下靜置陳化50~70h,陳化結束后冷卻至室溫,倒出釜中產物,并用質量分數80%乙醇溶液洗滌3~5次后放入烘箱中,在70~80℃溫度下干燥18~20h,得油溶性納米二氧化鈦顆粒,備用;
(3)在500mL的三口燒瓶中,加入80~100g松香和30~35g富馬酸,放入油浴中,升溫至200~240℃,保溫攪拌反應1~2h后降低溫度至65~75℃,并向三口燒瓶中加入60~65mL五氯化磷,攪拌反應1~2h,反應結束后,將反應物中加入80~100mL對苯二甲酸二辛酯和150~200mL二甲基甲酰胺,攪拌至溶解得溶解液;
(4)將上述溶解液分別加入1~3g脂肪醇聚氧乙烯醚、2~4g十二烷基硫酸鈉,在600~800r/min轉速下攪拌30~50min,得乳化液,向乳化液中在攪拌的條件下加入乳化液質量0.5~1.0%步驟(2)備用的油溶性納米二氧化鈦和乳化劑質量1~3%硅烷偶聯劑KH-560,攪拌2~3h后靜置20~30h,靜置后冷凍干燥,得干燥物,即可得到微膠囊驅油劑。
本發明的應用方法是:將本發明制得的長效穩定微膠囊驅油劑與清水按4:1~5:1比例稀釋得稀釋液,并加入稀釋液體積0.1~2%質量分數10%Na2CO3溶液,在驅油時,使原油/地層水界面張力降低至10-4~10-2mN/m,粘度為80~100mPa·s,耐高溫為400~500℃,綜合采收率提高30%以上。
本發明的有益效果是:
(1)本發明制備的微膠囊驅油劑使得原油容易被剝離,降低了原油與地層水的表面剝離度,從而達到提高出油率,較傳統原油采收率提高30%以上;
(2)本發明提供的驅油劑能夠實現耐鹽、耐溫的效果,且具有較高的粘度且適合大規模生產應用;
(3)本發明制備油溶性納米二氧化鈦顆粒作為添加物,在驅油時,分散性能好,降低與原油的界面張力,提高驅油效率。
具體實施方式
首先分別稱取100~120mL質量分數15%氫氧化鈉溶液和6~8mL高氯酸加入三口燒瓶中,稱取5~10g十二烷基二甲基叔胺和10~20g鈦酸四丁酯溶解到100~150mL二甲苯中,攪拌至固體溶解后得溶解液,將溶解液加入到三口燒瓶中,并放入水浴鍋中,在85~90℃和150~250r/min條件下攪拌反應2~4h,攪拌后得到反應液;將上述反應液置于分液漏斗中,靜置40~60min分層,得上層液體,并置于反應釜中,密封后將反應釜置于干燥箱中,在150~170℃的烘箱溫度下靜置陳化50~70h,陳化結束后冷卻至室溫,倒出釜中產物,并用質量分數80%乙醇溶液洗滌3~5次后放入烘箱中,在70~80℃溫度下干燥18~20h,得油溶性納米二氧化鈦顆粒,備用;在500mL的三口燒瓶中,加入80~100g松香和30~35g富馬酸,放入油浴中,升溫至200~240℃,保溫攪拌反應1~2h后降低溫度至65~75℃,并向三口燒瓶中加入60~65mL五氯化磷,攪拌反應1~2h,反應結束后,將反應物中加入80~100mL對苯二甲酸二辛酯和150~200mL二甲基甲酰胺,攪拌至溶解得溶解液;將上述溶解液分別加入1~3g脂肪醇聚氧乙烯醚、2~4g十二烷基硫酸鈉,在600~800r/min轉速下攪拌30~50min,得乳化液,向乳化液中在攪拌的條件下加入乳化液質量0.5~1.0%備用的油溶性納米二氧化鈦和乳化劑質量1~3%硅烷偶聯劑KH-560,攪拌2~3h后靜置20~30h,靜置后冷凍干燥,得干燥物,即可得到微膠囊驅油劑。
實例1
首先分別稱取100mL質量分數15%氫氧化鈉溶液和6mL高氯酸加入三口燒瓶中,稱取5g十二烷基二甲基叔胺和10g鈦酸四丁酯溶解到100mL二甲苯中,攪拌至固體溶解后得溶解液,將溶解液加入到三口燒瓶中,并放入水浴鍋中,在85℃和150r/min條件下攪拌反應2h,攪拌后得到反應液;將上述反應液置于分液漏斗中,靜置40min分層,得上層液體,并置于反應釜中,密封后將反應釜置于干燥箱中,在150℃的烘箱溫度下靜置陳化50h,陳化結束后冷卻至室溫,倒出釜中產物,并用質量分數80%乙醇溶液洗滌3次后放入烘箱中,在70℃溫度下干燥18h,得油溶性納米二氧化鈦顆粒,備用;在500mL的三口燒瓶中,加入80g松香和30g富馬酸,放入油浴中,升溫至200℃,保溫攪拌反應1h后降低溫度至65℃,并向三口燒瓶中加入60mL五氯化磷,攪拌反應1h,反應結束后,將反應物中加入80mL對苯二甲酸二辛酯和150mL二甲基甲酰胺,攪拌至溶解得溶解液;將上述溶解液分別加入1g脂肪醇聚氧乙烯醚、2g十二烷基硫酸鈉,在600r/min轉速下攪拌30min,得乳化液,向乳化液中在攪拌的條件下加入乳化液質量0.5%備用的油溶性納米二氧化鈦和乳化劑質量1%硅烷偶聯劑KH-560,攪拌2h后靜置20h,靜置后冷凍干燥,得干燥物,即可得到微膠囊驅油劑。
將本發明制得的長效穩定微膠囊驅油劑與清水按4:1比例稀釋得稀釋液,并加入稀釋液體積0.1%質量分數10%NaCO3溶液,在驅油時,使原油/地層水界面張力降低至10-2mN/m,粘度為80mPa·s,耐高溫為400℃,綜合采收率提高33%。
實例2
首先分別稱取110mL質量分數15%氫氧化鈉溶液和7mL高氯酸加入三口燒瓶中,稱取7g十二烷基二甲基叔胺和15g鈦酸四丁酯溶解到130mL二甲苯中,攪拌至固體溶解后得溶解液,將溶解液加入到三口燒瓶中,并放入水浴鍋中,在87℃和200r/min條件下攪拌反應3h,攪拌后得到反應液;將上述反應液置于分液漏斗中,靜置50min分層,得上層液體,并置于反應釜中,密封后將反應釜置于干燥箱中,在160℃的烘箱溫度下靜置陳化60h,陳化結束后冷卻至室溫,倒出釜中產物,并用質量分數80%乙醇溶液洗滌4次后放入烘箱中,在75℃溫度下干燥19h,得油溶性納米二氧化鈦顆粒,備用;在500mL的三口燒瓶中,加入90g松香和33g富馬酸,放入油浴中,升溫至220℃,保溫攪拌反應1.5h后降低溫度至70℃,并向三口燒瓶中加入63mL五氯化磷,攪拌反應1.5h,反應結束后,將反應物中加入90mL對苯二甲酸二辛酯和170mL二甲基甲酰胺,攪拌至溶解得溶解液;將上述溶解液分別加入2g脂肪醇聚氧乙烯醚、3g十二烷基硫酸鈉,在700r/min轉速下攪拌40min,得乳化液,向乳化液中在攪拌的條件下加入乳化液質量0.7%備用的油溶性納米二氧化鈦和乳化劑質量2%硅烷偶聯劑KH-560,攪拌2.5h后靜置25h,靜置后冷凍干燥,得干燥物,即可得到微膠囊驅油劑。
將本發明制得的長效穩定微膠囊驅油劑與清水按4:1比例稀釋得稀釋液,并加入稀釋液體積1.0%質量分數10%NaCO3溶液,在驅油時,使原油/地層水界面張力降低至10-3mN/m,粘度為90mPa·s,耐高溫為450℃,綜合采收率提高35%。
實例3
首先分別稱取120mL質量分數15%氫氧化鈉溶液和8mL高氯酸加入三口燒瓶中,稱取10g十二烷基二甲基叔胺和20g鈦酸四丁酯溶解到150mL二甲苯中,攪拌至固體溶解后得溶解液,將溶解液加入到三口燒瓶中,并放入水浴鍋中,在90℃和250r/min條件下攪拌反應4h,攪拌后得到反應液;將上述反應液置于分液漏斗中,靜置60min分層,得上層液體,并置于反應釜中,密封后將反應釜置于干燥箱中,在170℃的烘箱溫度下靜置陳化70h,陳化結束后冷卻至室溫,倒出釜中產物,并用質量分數80%乙醇溶液洗滌5次后放入烘箱中,在80℃溫度下干燥20h,得油溶性納米二氧化鈦顆粒,備用;在500mL的三口燒瓶中,加入100g松香和35g富馬酸,放入油浴中,升溫至240℃,保溫攪拌反應2h后降低溫度至75℃,并向三口燒瓶中加入65mL五氯化磷,攪拌反應2h,反應結束后,將反應物中加入100mL對苯二甲酸二辛酯和200mL二甲基甲酰胺,攪拌至溶解得溶解液;將上述溶解液分別加入3g脂肪醇聚氧乙烯醚、4g十二烷基硫酸鈉,在800r/min轉速下攪拌50min,得乳化液,向乳化液中在攪拌的條件下加入乳化液質量1.0%備用的油溶性納米二氧化鈦和乳化劑質量3%硅烷偶聯劑KH-560,攪拌3h后靜置30h,靜置后冷凍干燥,得干燥物,即可得到微膠囊驅油劑。
將本發明制得的長效穩定微膠囊驅油劑與清水按5:1比例稀釋得稀釋液,并加入稀釋液體積2%質量分數10%NaCO3溶液,在驅油時,使原油/地層水界面張力降低至10-4mN/m,粘度為100mPa·s,耐高溫為500℃,綜合采收率提高38%。