一種聚驅采出液處理用反相破乳劑及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種聚驅采出液處理用反相破乳劑及其制備方法。該制備方法，包括如下步驟：(1)在無氧和攪拌的條件下，甲基丙烯酸甲酯在乳化劑的作用下進行乳化；然后加入引發劑進行聚合，得到聚甲基丙烯酸甲酯種子乳液；(2)向所述聚甲基丙烯酸甲酯種子乳液中加入甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸甲酯和所述引發劑，經種子乳液聚合即得所述反相破乳劑。本發明制備得到的反相破乳劑，針對油田聚驅后的采出液，將其與破乳劑復配使用可有效改善采出液破乳后脫出水水質。
【專利說明】一種聚驅采出液處理用反相破乳劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種聚驅采出液處理用反相破乳劑及其制備方法，屬于石油化工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]近年來，聚合物驅油已在眾多油田得到廣泛應用，相應產生了大量的聚驅采出液。這類采出液由原油乳液和游離水兩部分混合組成，其中游離水中含有大量的陰離子型、部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)。對于這類采出液，通常是采用破乳劑和反相破乳劑共同處理。其中，破乳劑用來使原油乳液脫水，降低油中含水；反相破乳劑用來保證原油乳液脫出水及游離水經處理后具有較好水質，降低兩者的水中含油；同時，反相破乳劑還不能影響破乳劑的脫水效果。
[0003]目前，常用的反相破乳劑是陽離子型聚合物，但這類反相破乳劑會影響破乳劑的脫水效果，導致油水界面不齊及脫水率下降。文獻報道(周智敏，陰文輝，付海峰，李綿貴，甲基丙烯酸二甲胺基乙酯-甲基丙烯酸甲酯乳液共聚合，石油化工，2003，32(12):1042-1044)甲基丙烯酸二甲胺基乙酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物可作為油田污水處理用反相破乳劑。該文獻作者制備這種共聚物時采用的是乳液聚合，聚合時以陰離子型表面活性劑(例如:十二烷基硫酸鈉)和非離子表面活性劑(例如:Triton 405)為乳化劑，共聚產物中由于甲基丙烯酸二甲胺基乙酯含量偏少，產物不溶于水，以乳液形式存在，同時作者建議產物作為反相破乳劑需加入酸質子化。室內實驗表明使用文獻所報道的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物乳液針對聚驅采出液無良好效果，且乳液穩定性也較差，因此需要進一步改善。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種聚驅采出液處理用反相破乳劑及其制備方法，利用該制備方法得到的反相破乳劑和破乳劑配合使用，可有效改善采出液破乳后脫出水水質。
[0005]本發明提供的制備方法以甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯為單體，采用種子乳液聚合法，最終制得甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液，并將其作為聚驅后采出液處理用反相破乳劑。
[0006]本發明提供的聚驅采出液處理用反相破乳劑的制備方法，包括如下步驟:
[0007](I)在無氧和攪拌的條件下，甲基丙烯酸甲酯在乳化劑的作用下進行乳化；然后加入引發劑進行聚合，得到聚甲基丙烯酸甲酯種子乳液；
[0008](2)向所述聚甲基丙烯酸甲酯種子乳液中加入甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸甲酯和所述引發劑，得混合液，經種子乳液聚合即得所述反相破乳劑。
[0009]上述的制備方法中，所述乳化劑為十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨和十四烷基三甲基氯化銨中的任一種；
[0010]所述引發劑為偶氮二異丁基脒鹽酸鹽。
[0011]上述制備方法，步驟(I)中，所述乳化溫度為20?70°C，具體可為50°C;所述乳化的時間為20?60min，具體可為30min ；
[0012]所述聚合的溫度為45?60°C，具體可為50°C ;所述聚合的時間為15?45min，具體可為30min。
[0013]上述制備方法，步驟(I)中，所述甲基丙烯酸甲酯的加入量為所述聚甲基丙烯酸甲醋種子乳液質量的3?8%，具體可為6.7% ;
[0014]所述乳化劑的加入量為所述混合液質量的2.0?4.2%，具體可為3.5%或3.8%;
[0015]所述引發劑的加入量為所述甲基丙烯酸甲酯質量的0.03%?0.1 %，具體可為0.05%。
[0016]上述制備方法，所述甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、步驟(I)中所述甲基丙烯酸甲酯和步驟(2)中所述甲基丙烯酸甲酯的總加入量為所述混合液質量的19?27%，具體可為19.2%或 26.3% ；
[0017]所述甲基丙烯酸二甲胺基乙酯與步驟⑴和步驟(2)中所述甲基丙烯酸甲酯的總質量之比為I?2:1，具體可為2:1或1:1。
[0018]上述制備方法，步驟(2)中，所述引發劑的加入量為所述甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和所述甲基丙烯酸甲酯總質量的0.15%?0.3%，具體可為0.2% ;
[0019]上述制備方法，步驟(2)中，所述種子乳液聚合的溫度為40?60°C，具體可為500C ;所述種子乳液聚合的時間為I?3h，具體可為3h。
[0020]在步驟⑵的過程中，反應體系由乳白逐漸變為透明，最終制得甲基丙烯酸二甲胺基乙酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液，即為本發明的反相破乳劑。
[0021]本發明進一步提供了一種利用上述方法制備得到的聚驅采出液處理用反相破乳劑。
[0022]本發明制備得到的反相破乳劑中，甲基丙烯酸二甲胺基乙酯-甲基丙烯酸甲酯共聚物濃度為25%?30%，可與水任意比互溶。
[0023]本發明提供的反相破乳劑的制備方法，以甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯為單體，采用兩步法，最終制得了甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液，可以作為聚驅后采出液處理用反相破乳劑。本發明提供的反相破乳劑，針對油田聚驅后的采出液，將其與破乳劑復配使用可有效改善采出液破乳后脫出水水質。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為利用本發明方法制備的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液實物圖。其中，右圖為實施例1制備得到的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液的實物圖，左圖中實施例2制備的得到的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液實物圖。
[0025]圖2為實施例3中聚驅采出液經處理后的實物圖，其中左圖為經甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物和破乳劑處理后的實物圖，右圖為只經破乳劑處理后的實物圖。
[0026]圖3為實施例4中聚驅采出液經處理后的實物圖，其中左圖為經甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物和破乳劑處理后的實物圖，右圖為只經破乳劑處理后的實物圖。
【具體實施方式】
[0027]下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
[0028]下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
[0029]實施例1、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液(反相破乳劑)的制備
[0030](I)聚甲基丙烯酸甲酯種子乳液的制備
[0031]稱取30g甲基丙烯酸甲酯、20g十二烷基三甲基溴化銨和400g水加入至IL玻璃反應藎內，50°C下攪拌(350rpm)乳化同時通氮30min后；加入0.015g偶氮二異丁基脒鹽酸鹽，反應30min后得到聚甲基丙烯酸甲酯種子乳液450g。
[0032](2)甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的制備
[0033]向步驟⑴中的種子乳液中滴加20g甲基丙烯酸甲酯、10g甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和0.24g偶氮二異丁基脒鹽酸鹽的混合溶液，滴加完畢后得混合液，在50°C下反應3h，即得到甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物(PMMA-DM)的水溶液，如圖1中右圖所示，外觀呈現均相，室內放置5個月后仍未見分層。其中，甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的質量濃度為26.31%，共聚物中甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯的質量比為2:1。
[0034]實施例2、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液(反相破乳劑)的制備
[0035](I)聚甲基丙烯酸甲酯種子乳液的制備
[0036]稱取30g甲基丙烯酸甲酯、20g十二烷基三甲基溴化銨和400g水加入至IL玻璃反應藎內，50°C下攪拌(350rpm)乳化同時通氮30min后；加入0.015g偶氮二異丁基脒鹽酸鹽，反應30min后得到聚甲基丙烯酸甲酯種子乳液450g。
[0037](2)甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的制備
[0038]向步驟⑴中的種子乳液中滴加20g甲基丙烯酸甲酯、50g甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和0.15g偶氮二異丁基脒鹽酸鹽的混合溶液，滴加完畢后得混合液，在50°C下反應3h，即得到甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物(PMMA-DM)的水溶液，如圖1中左圖所示，外觀呈現均相，室內放置5個月后仍未見分層。其中，甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的質量濃度為20.00%，共聚物中甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯的質量比為1:1。
[0039]實施例3、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液作為反相破乳劑的性能研宄
[0040]以某油田聚驅采出液(由原油乳液和游離水兩部分組成，原油乳液含水65wt%，采出液綜合含水83wt% )為處理對象。破乳劑(河北盛田化工有限公司，商品號為1303)加量為50mg/L，PMMA-DM水溶液加量為50mg/L，處理溫度為45°C。將破乳劑和PMMA-DM加入到采出液中，手搖200次后靜置15min觀察水色。
[0041]圖2為聚驅采出液經處理后的實物圖，其中左圖為經本發明PMMA-DM水溶液和破乳劑處理后的實物圖，右圖為只經破乳劑處理后的實物圖。由圖2可知，采出液經(破乳劑+PMMA-DM水溶液)處理后，相對于只加破乳劑處理，脫出水水質有明顯改善，水色透亮。
[0042]實施例4、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和甲基丙烯酸甲酯共聚物的水溶液作為反相破乳劑的性能研宄
[0043]以某油田聚驅采出液(由原油乳液和游離水兩部分組成，原油乳液含水70wt%，采出液綜合含水91wt% )為處理對象。破乳劑(河北盛田化工有限公司，商品號為1303)加量為15mg/L，PMMA-DM水溶液加量為50mg/L，處理溫度為87°C。將破乳劑和PMMA-DM加入到采出液中，手搖200次后靜置25min觀察水色。
[0044]圖3為聚驅采出液經處理后的實物圖，其中左圖為經本發明PMMA-DM水溶液和破乳劑處理后的實物圖，右圖為只經破乳劑處理后的實物圖。由圖3可知，采出液經(破乳劑+PMMA-DM水溶液)處理后，相對于只加破乳劑處理，脫出水水質有明顯改善，水色透亮。
[0045]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種聚驅采出液處理用反相破乳劑的制備方法，包括如下步驟: (1)在無氧和攪拌的條件下，甲基丙烯酸甲酯在乳化劑的作用下進行乳化；然后加入引發劑進行聚合，得到聚甲基丙烯酸甲酯種子乳液； (2)向所述聚甲基丙烯酸甲酯種子乳液中加入甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸甲酯和所述引發劑，得混合液，經種子乳液聚合即得所述反相破乳劑。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述乳化劑為十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨和十四烷基三甲基氯化銨中的任一種； 所述引發劑為偶氮二異丁基脒鹽酸鹽。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于:步驟(I)中，所述乳化溫度為20?70°C，所述乳化的時間為20?60min ； 所述聚合的溫度為45?60°C，所述聚合的時間為15?45min。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法，其特征在于:步驟(I)中，所述甲基丙烯酸甲酯的加入量為所述聚甲基丙烯酸甲酯種子乳液質量的3?4.5% ; 所述乳化劑的加入量為所述混合液質量的2.0?4.2% ; 所述引發劑的加入量為所述甲基丙烯酸甲酯質量的0.03%?0.1%。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的制備方法，其特征在于:所述甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、步驟⑴中所述甲基丙烯酸甲酯和步驟⑵中所述甲基丙烯酸甲酯的總加入量為所述混合液質量的19?27% ； 所述甲基丙烯酸二甲胺基乙酯與步驟⑴和步驟⑵中所述甲基丙烯酸甲酯的總質量之比為I?2:1。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，所述引發劑的加入量為所述甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和所述甲基丙烯酸甲酯總質量的0.15%?
7.根據權利要求1-6中任一項所述的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，所述種子乳液聚合的溫度為40?60°C，時間為I?3h。
8.權利要求1-7中任一項所述方法制備的聚驅采出液處理用反相破乳劑。
【文檔編號】C10G33/04GK104479064SQ201410795304
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月18日 優先權日:2014年12月18日
【發明者】靖波, 段明, 張健, 王虎, 檀國榮, 翟磊 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院