本發(fā)明涉及一種鹽度控制的可實(shí)現(xiàn)多次相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液、其制備方法及轉(zhuǎn)相方法,屬于膠體與界面化學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
乳狀液是指一種液體以液滴形式分散在另一種與它不相混溶的液體中所形成的分散體系,具有很好的物理化學(xué)性質(zhì),在油田施工中被廣泛應(yīng)用,也是石油化工行業(yè)中常見(jiàn)的油水存在形式。一方面,由于油田施工過(guò)程復(fù)雜,單一性質(zhì)的工作液不能滿足多種工況的使用要求,因此在施工過(guò)程中改變工作液的性質(zhì)尤為重要;另一方面,由于油包水乳狀液和水包油乳狀液在粘度、電導(dǎo)率、流變性等方面存在很大差別,通過(guò)改變?nèi)闋钜合鄳B(tài)可以使之更加適應(yīng)原油開(kāi)采、運(yùn)輸和儲(chǔ)存的條件。
隨著油田精細(xì)化程度的提高,乳狀液轉(zhuǎn)相技術(shù)在油氣田開(kāi)發(fā)過(guò)程中被廣泛應(yīng)用。影響乳狀液相態(tài)的因素可以歸納為配方變量、組成變量、乳化方案和環(huán)境變量四類(lèi),其中配方變量包括乳化劑種類(lèi)、水相物性、油相物性,組成變量包括乳化劑含量、油水體積比;環(huán)境變量包括光照強(qiáng)度、pH值、鹽度和溫度。雖然影響乳狀液轉(zhuǎn)相的因素眾多,但是在油田作業(yè)中,乳狀液體系主要存在于地下或管道中,配方變量、組成變量和乳化方案一旦確定都很難進(jìn)行調(diào)整,因此控制乳狀液轉(zhuǎn)相的關(guān)鍵是研制環(huán)境敏感型乳化劑。
乳狀液的可逆轉(zhuǎn)相是指乳狀液在W/O型和O/W型之間可逆轉(zhuǎn)換??赡嫒闋钜翰粌H具有乳狀液轉(zhuǎn)相技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn),還有利于乳化型工作液的循環(huán)利用。
中國(guó)專利文件CN105567182A提供一種可實(shí)現(xiàn)多次相轉(zhuǎn)變的pH值調(diào)控的可逆乳狀液及其制備方法。該可逆乳狀液的原料組成為:納米二氧化硅或納米氧化鈦納米顆粒,N,N-二(2-羥乙基)酰胺,油相和水相。采用N,N-二(2-羥乙基)酰胺和納米顆粒共同穩(wěn)定乳狀液。該發(fā)明的pH值調(diào)控的可逆乳狀液加酸可轉(zhuǎn)變?yōu)镺/W型,再加堿又可轉(zhuǎn)變?yōu)閃/O型,如此重復(fù)操作,能實(shí)現(xiàn)多次相轉(zhuǎn)變。但該發(fā)明是利用pH值調(diào)控的可逆乳狀液,在轉(zhuǎn)相過(guò)程中需要改變?nèi)闋钜旱膒H值,而改變?nèi)闋钜旱膒H值易引發(fā)地層污染、管道腐蝕等問(wèn)題。
關(guān)于鹽度對(duì)乳化劑的影響,有論文報(bào)道了無(wú)機(jī)鹽對(duì)十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)乳化脫水原油和去離子水所穩(wěn)定的O/W乳狀液的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)相的影響,發(fā)現(xiàn)二價(jià)和三價(jià)金屬鹽可以將乳狀液轉(zhuǎn)相為W/O型,弱堿性鈉鹽可與SDBS產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),有利于乳狀液的穩(wěn)定;參見(jiàn)趙修太等,“無(wú)機(jī)鹽對(duì)乳狀液穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)相的影響”,《無(wú)機(jī)鹽工業(yè)》2012年第44卷第9期的25~28頁(yè)。該論文實(shí)驗(yàn)使用的乳化液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4%的SDBS作為乳化劑與原油、水配制的水包油型乳狀液,通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明,雖然二價(jià)和三價(jià)金屬鹽可以引發(fā)所述乳狀液發(fā)生轉(zhuǎn)相,但轉(zhuǎn)相后的乳狀液穩(wěn)定性很差。另外,該文也沒(méi)有研究其乳狀液的逆轉(zhuǎn)相過(guò)程。迄今為止,還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有鹽度控制乳狀液可逆轉(zhuǎn)相的方法的報(bào)道。
在石油技術(shù)領(lǐng)域,相對(duì)于控制光照強(qiáng)度和溫度來(lái)進(jìn)行乳狀液的可逆轉(zhuǎn)相,鹽度控制的乳狀液轉(zhuǎn)相技術(shù)最具有應(yīng)用價(jià)值。關(guān)鍵是需要一種通過(guò)鹽度來(lái)控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液,而且還要使轉(zhuǎn)相后的乳液足夠穩(wěn)定,才能適應(yīng)各種實(shí)際作業(yè)環(huán)境的要求。本申請(qǐng)人為此提出本發(fā)明。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液及其制備方法,該乳狀液是由可逆乳化劑穩(wěn)定的、通過(guò)改變鹽度可實(shí)現(xiàn)多次相轉(zhuǎn)變。
本發(fā)明還提供一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液的轉(zhuǎn)相方法。
術(shù)語(yǔ)說(shuō)明:
本發(fā)明所述可實(shí)現(xiàn)多次相轉(zhuǎn)變,是指向所述的乳狀液中加入高價(jià)金屬鹽,當(dāng)高價(jià)金屬離子濃度占優(yōu)時(shí),乳狀液從O/W型轉(zhuǎn)相為W/O型,再加入酸根或氫氧根將高價(jià)金屬離子清除掉,乳狀液又從W/O型轉(zhuǎn)相為O/W型;再向其中加入高價(jià)金屬鹽,當(dāng)高價(jià)金屬離子的濃度再次占優(yōu)時(shí),乳狀液又轉(zhuǎn)相為W/O型,通過(guò)加入或清除高價(jià)金屬離子,可使乳狀液在O/W型和W/O型之間進(jìn)行多次相轉(zhuǎn)換。
析水率,是指乳狀液析出水的體積與乳狀液中水的總體積的比值。
析油率,是指乳狀液析出油的體積與乳狀液中油的總體積的比值。
P(St-co-MAn-co-PVBTEAB):聚(苯乙烯-co-馬來(lái)酸酐-co-對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨)。
PVBTEAB:對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨。
石油磺酸鈉,簡(jiǎn)稱石油皂,市購(gòu)產(chǎn)品。
全氟烷基醚羧酸鉀鹽FC-5,分子式C15F29O6K,市購(gòu)產(chǎn)品。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液,原料組成如下:
可逆乳化劑0.06~0.6重量份,水40~60體積份,油相40~60體積份,且水與油相的總體積為100體積份,所述重量份/體積份的單位為:g/mL或kg/L;其中,
所述的可逆乳化劑按質(zhì)量百分比由下列組分配制而成:
P(St-co-MAn-co-PVBTEAB)15~25%,
十二烷基苯磺酸鈉30~40%,
石油磺酸鈉25~35%,
全氟烷基醚羧酸鉀鹽FC-510~20%,各組分之和為100%。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液,原料組成如下:
可逆乳化劑0.1~0.3重量份,水45~55體積份,油相45~55體積份,且水與油相的總體積為100體積份,所述重量份/體積份的單位為:g/mL或kg/L;其中,
所述的可逆乳化劑按質(zhì)量百分比由下列組分配制而成:
P(St-co-MAn-co-PVBTEAB)18~22%,
十二烷基苯磺酸鈉28~35%,
石油磺酸鈉26~33%,
全氟烷基醚羧酸鉀鹽FC-514~19%,各組分之和為100%。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述的油相是脫水原油、白油、柴油或煤油。進(jìn)一步優(yōu)選所述的油相是脫水原油、5#白油或-10#柴油。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述的水是去離子水。
根據(jù)本發(fā)明,上述的可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液為水包油型乳狀液。記為O/W乳狀液。
本發(fā)明所述的P(St-co-MAn-co-PVBTEAB)的合成方法,包括步驟如下:
在偶氮二異丁腈(AIBN)和過(guò)氧化二苯甲酰(BPO)引發(fā)下,于1,4-二氧六環(huán)溶劑中,使苯乙烯(St)、馬來(lái)酸酐(MA)和對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨(PVBTEAB)在真空條件下反應(yīng),反應(yīng)溫度75~85℃;將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離、純化、干燥處理,制得P(St-co-MAn-co-PVBTEAB)。優(yōu)選的,苯乙烯、馬來(lái)酸酐、對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨的摩爾比=5.5~6.5:8.5~9.5:0.9~1.1;偶氮二異丁腈與苯乙烯、馬來(lái)酸酐、對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨之和的摩爾比為1:75~85;過(guò)氧化二苯甲酰與苯乙烯、馬來(lái)酸酐、對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨之和的摩爾比為1:150~170。
以下是本發(fā)明提供的P(St-co-MAn-co-PVBTEAB)合成方法的優(yōu)選方案之一:
室溫下,在100mL圓底燒瓶中依次加入30mmol苯乙烯(St)、45mmol馬來(lái)酸酐(MA)、5mmol對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨(PVBTEAB)、1mmol偶氮二異丁腈(AIBN)、0.5mmol過(guò)氧化二苯甲酰(BPO)和30mL 1,4-二氧六環(huán),攪拌直至充分溶解,通氮?dú)?0min,液氮冷凍-抽真空,如此循環(huán)三次后將燒瓶密封,在80℃油浴中反應(yīng)10h;反應(yīng)結(jié)束后,將產(chǎn)物冷卻至室溫,在石油醚中將產(chǎn)物沉出;再以四氫呋喃(THF)為溶劑,石油醚為沉淀劑純化聚合物三次,干燥至恒重,得到P(St-co-MAn-co-PVBTEAB)。
本發(fā)明的P(St-co-MAn-co-PVBTEAB)是雙親無(wú)規(guī)共聚物。該共聚物既有親油性也有親水性。
以上所述的P(St-co-MAn-co-PVBTEAB)合成所需要的單體對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨(PVBTEAB)按以下方法制備。
一種對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨(PVBTEAB)的制備方法,包括步驟如下:
①在過(guò)氧化十二酰(LPO)作用下,于四氯化碳(CCl4)溶劑中,使對(duì)甲基苯乙烯與N-溴代丁二酰亞胺(NBS)進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)溫度55~65℃;旋干溶劑,制得對(duì)溴甲基苯乙烯(PBMS)。優(yōu)選的,對(duì)甲基苯乙烯和N-溴代丁二酰亞胺的摩爾比=6.5~7.5:5.5~6.5;過(guò)氧化十二酰與對(duì)甲基苯乙烯、N-溴代丁二酰亞胺之和的摩爾比為1:125~135。
②于四氫呋喃(THF)中,使對(duì)溴甲基苯乙烯(PBMS)與三乙胺(TEA)在室溫下反應(yīng);將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離、洗滌處理,制得對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨(PVBTEAB)。優(yōu)選的,對(duì)溴甲基苯乙烯與三乙胺的摩爾比=0.9~1.1:0.9~1.1。
所述對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨(PVBTEAB)為鹽敏型單體。
進(jìn)一步優(yōu)選的,對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨(PVBTEAB)的制備方法,步驟如下:
室溫下,在250ml圓底燒瓶中依次加入70mmol對(duì)甲基苯乙烯、60mmol N-溴代丁二酰亞胺(NBS)、1mmol過(guò)氧化十二酰(LPO)和100ml四氯化碳(CCl4),在60℃油浴中回流反應(yīng)7h;反應(yīng)結(jié)束后,將丁二酰亞胺固體過(guò)濾掉,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋干溶劑,得到對(duì)溴甲基苯乙烯(PBMS)。室溫下,在250ml圓底燒瓶中依次加入0.2mol對(duì)溴甲基苯乙烯(PBMS)、0.2mol三乙胺(TEA)和100ml四氫呋喃(THF),攪拌反應(yīng)20h;反應(yīng)結(jié)束后,過(guò)濾得到固體產(chǎn)物,并用乙醚洗滌三次,得到對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨(PVBTEAB)。
根據(jù)本發(fā)明,一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液的制備方法,包括以下步驟:
(1)按配比,將所述的可逆乳化劑加入水中,攪拌,使可逆乳化劑充分溶解在水中;
(2)按配比,取油相與步驟(1)制得的水溶液充分混合,在12000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌8~10min,形成穩(wěn)定的O/W乳狀液,即為本發(fā)明所述的鹽度控制的可逆乳狀液。
本發(fā)明所述的鹽度控制的可逆乳狀液用于配制可逆乳化鉆井液。
基于上述的可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液,本發(fā)明還提供一種可逆乳狀液的轉(zhuǎn)相方法,詳述如下。
一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液的轉(zhuǎn)相方法,包括前述的可逆乳狀液(O/W乳狀液),包括步驟如下:
向所述可逆乳狀液中加入濃度為80~120g/L無(wú)機(jī)鹽溶液0.8~4.0mL,攪拌,乳狀液由O/W型轉(zhuǎn)相為W/O型;繼續(xù)加入逆轉(zhuǎn)劑1.0~3.0mL,攪拌,乳狀液重新轉(zhuǎn)相為O/W型;
所述無(wú)機(jī)鹽溶液是用高價(jià)金屬鹽溶于水中制成,所述高價(jià)金屬鹽選自MgCl2、CaCl2、SrCl2、MnCl2、ZnCl2、CuCl2、BaCl2、CrCl3或FeCl3;優(yōu)選無(wú)機(jī)鹽溶液濃度為100g/L。
所述逆轉(zhuǎn)劑為含酸根的化合物或含氫氧根的堿溶于水中制得的溶液,濃度80~120g/L;優(yōu)選濃度為100g/L。所述含酸根的化合物選自Na2SO4、K2SO4、H2SO4、Na2CO3、K2CO3、Na2SiO3、K2SiO3、H3PO4、Na3PO4或K3PO4;所述含氫氧根的堿選自NaOH或KOH。
優(yōu)選的,所述攪拌是在5000~15000r/min轉(zhuǎn)速下攪拌8~15min。優(yōu)選8000~12000r/min轉(zhuǎn)速下攪拌10min。
更為詳細(xì)的,一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液的轉(zhuǎn)相方法,包括步驟如下:
(1)無(wú)機(jī)鹽溶液的配制
將高價(jià)金屬鹽溶于水中,配制濃度為80~120g/L的無(wú)機(jī)鹽溶液;
所述的高價(jià)金屬鹽選自MgCl2、CaCl2、SrCl2、MnCl2、ZnCl2、CuCl2、BaCl2、CrCl3或FeCl3;
(2)逆轉(zhuǎn)劑的配制
將含酸根的化合物或含氫氧根的堿溶于水中,配制濃度為80~120g/L的溶液;
所述含酸根的化合物選自Na2SO4、K2SO4、H2SO4、Na2CO3、K2CO3、Na2SiO3、K2SiO3、H3PO4、Na3PO4或K3PO4;
所述含氫氧根的堿選自NaOH或KOH;
(3)轉(zhuǎn)相
向所述可逆乳狀液(O/W型)中加入0.8~4.0mL步驟(1)制得的無(wú)機(jī)鹽溶液,在8000~12000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌8~15min,乳狀液由O/W型轉(zhuǎn)相為W/O型;
(4)逆轉(zhuǎn)相
向上述的W/O型乳狀液中,加入1.0~3.0mL步驟(2)制得的溶液,在8000~12000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌8~15min,乳狀液重新轉(zhuǎn)相為O/W型。
將以上所得轉(zhuǎn)相后的O/W型乳狀液按步驟(3)重復(fù)操作,可使本發(fā)明所述可逆乳狀液在O/W型和W/O型之間實(shí)現(xiàn)多次相轉(zhuǎn)變。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述的高價(jià)金屬鹽選自CaCl2、BaCl2·2H2O、MgCl2·6H2O或CrCl3·6H2O。優(yōu)選無(wú)機(jī)鹽溶液濃度為100g/L。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的,所述的含酸根的化合物選自Na2CO3、Na2SiO3或Na3PO4,含氫氧根的堿選自NaOH。此類(lèi)化合物所含化學(xué)元素與地層水本身所含化學(xué)元素一致,可避免對(duì)地層污染。優(yōu)選逆轉(zhuǎn)劑溶液濃度為100g/L。
本發(fā)明以上可逆乳狀液的轉(zhuǎn)相方法,通過(guò)調(diào)節(jié)無(wú)機(jī)鹽濃度或逆轉(zhuǎn)劑濃度可以方便快捷地控制乳狀液在W/O型和O/W型之間相互轉(zhuǎn)換,使乳化型工作液能夠適應(yīng)多種作業(yè)環(huán)境的要求,而且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
本發(fā)明所使用的可逆乳化劑親水性較強(qiáng),能將水和油相乳化成穩(wěn)定的O/W乳狀液。當(dāng)加入高價(jià)無(wú)機(jī)鹽溶液,高價(jià)金屬鹽屏蔽了P(St-co-MAn-co-PVBTEAB)的表面電荷致使其zeta電位絕對(duì)值減小,還在一定程度上促進(jìn)了羧酸的解離,使表面疏水性增強(qiáng);同時(shí)高價(jià)金屬鹽也壓縮了磺酸鹽親水基團(tuán)的擴(kuò)散雙電子層,降低其親水性,另外與磺酸根離子形成了高價(jià)的磺酸鹽,疏水性增強(qiáng),引發(fā)乳狀液轉(zhuǎn)相為W/O型。加入酸根或氫氧根,高價(jià)金屬鹽和酸根或氫氧根結(jié)合形成不溶性鹽,除去乳狀液中的高價(jià)金屬離子,乳狀液重新轉(zhuǎn)相為O/W型。如此重復(fù)處理,乳狀液可以在O/W型和W/O型之間實(shí)現(xiàn)多次相轉(zhuǎn)變。
本發(fā)明的優(yōu)良效果:
1、本發(fā)明的鹽度控制的可逆乳狀液可實(shí)現(xiàn)多次重復(fù)轉(zhuǎn)相,在實(shí)際應(yīng)用中,能顯著提高乳化型工作液的利用率;對(duì)采油和集輸過(guò)程中的乳狀液,能根據(jù)環(huán)境的要求方便快捷的改變其相態(tài)。
2、本發(fā)明所述的可逆乳化劑的重要組分P(St-co-MAn-co-PVBTEAB)是雙親無(wú)規(guī)共聚物,該共聚物既有親油性也有親水性。P(St-co-MAn-PVBTEAB)合成所用的單體苯乙烯具有親油性,馬來(lái)酸酐具有親水性。苯乙烯單體、馬來(lái)酸酐單體在主鏈上無(wú)規(guī)則排列,PVBTEAB單體以微嵌段的形式無(wú)序的分布在主鏈上,增加了玻璃化轉(zhuǎn)變和熱變形溫度。
3、本發(fā)明的鹽度控制的可逆乳狀液可用在鉆井過(guò)程中,配制可逆乳化鉆井液。這種鉆井液在鉆井階段是W/O型鉆井液,具有潤(rùn)滑性好、抑制性強(qiáng)和保護(hù)油層等特點(diǎn),類(lèi)似于油基鉆井液;在完井階段,將所述的乳化鉆井液轉(zhuǎn)相為O/W型,具有濾餅易清除、膠結(jié)強(qiáng)度高等特點(diǎn),類(lèi)似于水基鉆井液;在鉆井液返排到地面后,將所述的乳化鉆井液重新轉(zhuǎn)相為W/O型,可以繼續(xù)用于鉆井作業(yè)。
4、本發(fā)明中,控制轉(zhuǎn)相過(guò)程中所使用的無(wú)機(jī)鹽和控制逆轉(zhuǎn)相過(guò)程中所使用的化合物所含化學(xué)元素與地層水本身所含化學(xué)元素一致,不會(huì)污染地層。
附圖說(shuō)明
圖1是實(shí)施例2中的轉(zhuǎn)相前的O/W乳狀液;
圖2是實(shí)施例2中的轉(zhuǎn)相前的O/W乳狀液類(lèi)型鑒定試驗(yàn);
圖3是實(shí)施例2中的轉(zhuǎn)相前的O/W乳狀液放大1200倍的顯微照片;
圖4是實(shí)施例2中的轉(zhuǎn)相后的W/O乳狀液;
圖5是實(shí)施例2中的轉(zhuǎn)相后的W/O乳狀液類(lèi)型鑒定試驗(yàn);
圖6是實(shí)施例2中的轉(zhuǎn)相后的W/O乳狀液放大1200倍的顯微照片。
圖7是實(shí)施例2中的逆轉(zhuǎn)相后的O/W乳狀液;
圖8是實(shí)施例2中的逆轉(zhuǎn)相后的O/W乳狀液類(lèi)型鑒定試驗(yàn);
圖9是實(shí)施例2中的逆轉(zhuǎn)相后的O/W乳狀液放大1200倍的顯微照片。
具體實(shí)施方式
以下通過(guò)具體實(shí)施方式詳細(xì)介紹本發(fā)明。結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明,但并不限制本發(fā)明。
實(shí)施例中所述的%均為質(zhì)量百分比。
除特別說(shuō)明外,實(shí)施例中所用原料均為可市購(gòu)材料。石油磺酸鈉、全氟烷基醚羧酸鉀鹽FC-5分別購(gòu)自廣州美是化工有限公司、上海慈太龍實(shí)業(yè)有限公司。
實(shí)施例1、單體P(St-co-MAn-co-PVBTEAB)的合成
1、室溫下,在250ml圓底燒瓶中依次加入70mmol對(duì)甲基苯乙烯、60mmol N-溴代丁二酰亞胺(NBS)、1mmol過(guò)氧化十二酰(LPO)和100ml四氯化碳(CCl4),在60℃油浴中回流反應(yīng)7h;反應(yīng)結(jié)束后,將丁二酰亞胺固體過(guò)濾掉,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋干溶劑,得到黃色油狀物對(duì)溴甲基苯乙烯(PBMS)。
室溫下,在250ml圓底燒瓶中依次加入0.2mol對(duì)溴甲基苯乙烯(PBMS)、0.2mol三乙胺(TEA)和100ml四氫呋喃(THF),攪拌反應(yīng)20h;反應(yīng)結(jié)束后,過(guò)濾得到黃色固體產(chǎn)物,并用乙醚洗滌三次,得到鹽敏型單體對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨(PVBTEAB)。
2、室溫下,在100mL圓底燒瓶中依次加入30mmol苯乙烯(St)、45mmol馬來(lái)酸酐(MA)、5mmol對(duì)乙烯基芐基三乙基溴化銨(PVBTEAB)、1mmol偶氮二異丁腈(AIBN)、0.5mmol過(guò)氧化二苯甲酰(BPO)和30mL 1,4-二氧六環(huán),攪拌直至充分溶解,通氮?dú)?0min,液氮冷凍-抽真空,如此循環(huán)三次后將燒瓶密封,在80℃油浴中反應(yīng)10h;反應(yīng)結(jié)束后,將產(chǎn)物冷卻至室溫,在石油醚中將產(chǎn)物沉出;再以四氫呋喃(THF)為溶劑,石油醚為沉淀劑純化聚合物三次,干燥至恒重,得到雙親無(wú)規(guī)共聚物P(St-co-MAn-co-PVBTEAB)。
以下實(shí)施例2-5所用的單體P(St-co-MAn-co-PVBTEAB)均為以上實(shí)施例1合成的產(chǎn)物。
實(shí)施例2、一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液、其制備及轉(zhuǎn)相方法
一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液,原料組成如下:
可逆乳化劑0.18g,斯卡蘭5#白油100mL,去離子水100mL。其中,所述的可逆乳化劑按質(zhì)量百分比由下列組分配制而成:
P(St-co-MAn-co-PVBTEAB) 20%,
十二烷基苯磺酸鈉 30%,
石油磺酸鈉 32%,
全氟烷基醚羧酸鉀鹽FC-5 18%;
可逆乳狀液的制備方法:
將0.18g可逆乳化劑與100mL去離子水混合,用玻璃棒攪拌直至完全溶解;加入100mL斯卡蘭5#白油,在12000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10min,形成乳白色O/W乳狀液(如圖1、圖3),即為本發(fā)明的可逆乳狀液,記作A1乳狀液。
所述A1乳狀液的O/W類(lèi)型鑒定試驗(yàn)如圖2所示。
穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:A1乳狀液靜置5小時(shí)后析水率為8%。
一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液的轉(zhuǎn)相方法,使用上述的可逆乳狀液(O/W乳狀液),步驟如下:
(1)將10gCrCl3·6H2O固體與100mL去離子水混合,用玻璃棒攪拌直至CrCl3·6H2O固體完全溶解,得CrCl3·6H2O溶液。
(2)將10gNa2CO3固體與100mL去離子水混合,用玻璃棒攪拌直至Na2CO3固體完全溶解,得Na2CO3溶液。
(3)轉(zhuǎn)相過(guò)程:向所述的A1乳狀液中加入1.4mL所述的CrCl3·6H2O溶液,用玻璃棒攪拌均勻,然后在12000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10min,形成乳白色W/O乳狀液,記作A2乳狀液。如圖4、圖6所示。
所述A2乳狀液的W/O類(lèi)型鑒定試驗(yàn)如圖5所示。
穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:A2乳狀液破乳電壓為153V,靜置5小時(shí)后析油率為10%。
(4)逆轉(zhuǎn)相過(guò)程:向所述A2乳狀液中加入2.5mL所述的Na2CO3溶液,用玻璃棒攪拌均勻,然后在12000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10min,形成O/W乳狀液,記作A3乳狀液。如圖7、圖9所示。
所述A3乳狀液的O/W類(lèi)型鑒定試驗(yàn)如圖8所示。
穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:A3乳狀液靜置5小時(shí)后析水率為3%。
實(shí)施例3
一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液,原料組成如下:
可逆乳化劑0.24g,脫水原油110mL,去離子水90mL。其中,所述的可逆乳化劑按質(zhì)量百分比由下列組分配制而成:
所述的可逆乳狀液制備方法如下:
將0.24g可逆乳化劑與90mL去離子水混合,用玻璃棒攪拌直至完全溶解;加入110mL脫水原油,在12000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10min,形成乳白色O/W乳狀液,即為本發(fā)明的可逆乳狀液,記作B1乳狀液。
穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:B1乳狀液靜置5小時(shí)后析水率為9%。
一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液的轉(zhuǎn)相方法,使用上述的可逆乳狀液(O/W乳狀液),步驟如下:
(1)將10gBaCl2·2H2O固體與100mL去離子水混合,用玻璃棒攪拌直至BaCl2·2H2O固體完全溶解,得BaCl2·2H2O溶液。
(2)將10gNa2SiO3固體與100mL去離子水混合,用玻璃棒攪拌直至Na2SiO3固體完全溶解,得Na2SiO3溶液。
(3)轉(zhuǎn)相過(guò)程:向所述的B1乳狀液中加入3.6mL所述的BaCl2·2H2O溶液,用玻璃棒攪拌均勻,然后在8000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10min,形成乳白色W/O乳狀液,記作B2乳狀液。
穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:B2乳狀液破乳電壓為123V,靜置5小時(shí)后析油率為14%。
(4)逆轉(zhuǎn)相過(guò)程:向所述B2乳狀液中加入2.3mL所述的Na2SiO3溶液,用玻璃棒攪拌均勻,然后在8000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10min,形成O/W乳狀液,記作B3乳狀液。
穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:B3乳狀液靜置5小時(shí)后析水率為5%。
實(shí)施例4
一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液,原料組成如下:
可逆乳化劑0.26g,-10#柴油100mL,去離子水100mL。其中,所述的可逆乳化劑按質(zhì)量百分比由下列組分配制而成:
所述的可逆乳狀液制備方法如下:
將0.26g可逆乳化劑與100mL去離子水混合,用玻璃棒攪拌直至完全溶解;加入100mL-10#柴油,在12000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10min,形成乳白色O/W乳狀液,即為本發(fā)明的可逆乳狀液,記作C1乳狀液。
穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:C1乳狀液靜置5小時(shí)后析水率為7%。
一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液的轉(zhuǎn)相方法,使用上述的可逆乳狀液(O/W乳狀液),步驟如下:
(1)將10gCaCl2固體與100mL去離子水混合,用玻璃棒攪拌直至CaCl2固體完全溶解,得CaCl2溶液。
(2)將10gNa3PO4固體與100mL去離子水混合,用玻璃棒攪拌直至Na3PO4固體完全溶解,得Na3PO4溶液。
(3)轉(zhuǎn)相過(guò)程:向所述的C1乳狀液中加入1.2mL所述的CaCl2溶液,用玻璃棒攪拌均勻,然后在10000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10min,形成乳白色W/O乳狀液,記作C2乳狀液。
穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:C2乳狀液破乳電壓為133V,靜置5小時(shí)后析油率為13%。
(4)逆轉(zhuǎn)相過(guò)程:向所述C2乳狀液中加入1.6mL所述的Na3PO4溶液,用玻璃棒攪拌均勻,然后在10000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10min,形成O/W乳狀液,記作C3乳狀液。
穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:C3乳狀液靜置5小時(shí)后析水率為4%。
實(shí)施例5
一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液,原料組成如下:
可逆乳化劑0.16g,斯卡蘭5#白油90mL,去離子水110mL。其中,所述的可逆乳化劑按質(zhì)量百分比由下列組分配制而成:
P(St-co-MAn-co-PVBTEAB) 21%,
十二烷基苯磺酸鈉 35%,
石油磺酸鈉 29%,
全氟烷基醚羧酸鉀鹽 FC-515%。
所述的可逆乳狀液制備方法如下:
將0.16g可逆乳化劑與110mL去離子水混合,用玻璃棒攪拌直至完全溶解;加入90mL斯卡蘭5#白油,在12000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌8min,形成乳白色O/W乳狀液,即為本發(fā)明的可逆乳狀液,記作D1乳狀液。
穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:D1乳狀液靜置5小時(shí)后析水率為12%。
一種可鹽度控制相轉(zhuǎn)變的可逆乳狀液的轉(zhuǎn)相方法,使用上述的可逆乳狀液(O/W乳狀液),步驟如下:
(1)將10gCrCl3·6H2O固體與100mL去離子水混合,用玻璃棒攪拌直至CrCl3·6H2O固體完全溶解,得CrCl3·6H2O溶液。
(2)將10gNaOH固體與100mL去離子水混合,用玻璃棒攪拌直至NaOH固體完全溶解,得NaOH溶液。
(3)轉(zhuǎn)相過(guò)程:向所述的D1乳狀液中加入0.8mL所述的CrCl3·6H2O溶液,用玻璃棒攪拌均勻,然后在12000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10min,形成乳白色W/O乳狀液,記作D2乳狀液。
穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:D2乳狀液破乳電壓為187V,靜置5小時(shí)后析油率為9%。
(4)逆轉(zhuǎn)相過(guò)程:向所述D2乳狀液中加入1.0mL步驟(2)所述的NaOH溶液,用玻璃棒攪拌均勻,然后在12000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌10min,形成O/W乳狀液,記作D3乳狀液。
穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:D3乳狀液靜置5小時(shí)后析水率為7%。