本發(fā)明涉及原油開采及加工等技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種聚合物型稠油破乳劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
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全球稠油可采儲(chǔ)量約4000億噸，是常規(guī)原油可采儲(chǔ)量(1500億噸)的2.7倍。而經(jīng)20余年的發(fā)展，重油、瀝青砂的年產(chǎn)量由2000萬(wàn)噸上升到近億噸。中國(guó)陸上累計(jì)發(fā)現(xiàn)70多個(gè)稠油油田，總地質(zhì)儲(chǔ)量約12億方，年產(chǎn)量從85年的100萬(wàn)噸上升到1300萬(wàn)噸，占陸上原油總產(chǎn)量的9％，已累計(jì)生產(chǎn)逾億噸；海洋油田稠油占70％，稠油開發(fā)地位同樣舉足輕重。
由于稠油密度大、粘度高、瀝青質(zhì)和膠質(zhì)含量都較高，使其在開發(fā)過(guò)程中采出的含水稠油體系較為復(fù)雜，主要表現(xiàn)為油水密度差小，乳化嚴(yán)重，導(dǎo)致常規(guī)的原油破乳劑在處理稠油采出液時(shí)遇到很多問(wèn)題，如藥劑加入量大，原油脫水溫度高、能耗大，脫水時(shí)間長(zhǎng)，采出液含水量高，采出水含油量高等，嚴(yán)重影響稠油開采及外輸。因此，研制針對(duì)稠油采出液的高效破乳劑是我國(guó)稠油開發(fā)中亟需解決的問(wèn)題。
近年來(lái)，稠油破乳劑的研究主要集中在非離子型聚醚破乳劑及其復(fù)配產(chǎn)品方面，如專利CN 103642518 B，將環(huán)氧聚醚A與環(huán)氧聚醚B以摩爾比1:(0.9～1.1)的比例溶于二甲苯，得到用量少、破乳脫水效果好的稠油破乳劑，但是該破乳劑破乳溫度高、能耗大，脫水時(shí)間長(zhǎng)；同時(shí)，也有進(jìn)行非聚醚型稠油破乳劑開發(fā)的，如專利CN 101255354 B，以丙烯酸系列單體為原料，合成了一種具有良好的親水親油性、破乳效果好的非聚醚破乳劑，但是該破乳劑用量較大，使用成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)難題是克服現(xiàn)有稠油破乳劑的諸多缺陷，提供一種聚合物型稠油破乳劑及其制備方法，其中破乳劑主劑兼具了聚醚型破乳劑及非聚醚型破乳劑的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，表面活性遠(yuǎn)高于天然乳化劑，破乳劑分子能很快優(yōu)先吸附在油水界面上，取代天然乳化劑分子，降低油水的界面張力和界面膜強(qiáng)度，使分散在原油中的水滴聚結(jié)；pH調(diào)節(jié)劑可以使稠油乳狀液中的高活性環(huán)烷酸鹽轉(zhuǎn)化為環(huán)烷酸，降低其在油水界面的活性，降低乳狀液的穩(wěn)定性；同時(shí)，固體潤(rùn)濕劑保證破乳劑具有良好的潤(rùn)濕能力，破乳劑分子向乳化液滴擴(kuò)散并滲透過(guò)水滴保護(hù)層時(shí)，易吸附在固體粒子和水滴表面，降低它們的表面能，改變表面的潤(rùn)濕性能，破壞保護(hù)層上粒子之間的接觸，使界面膜的強(qiáng)度劇烈降低而破壞。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
一種聚合物型稠油破乳劑，稠油破乳劑由下列組分按重量比配制而成，40～60％的破乳劑主劑，優(yōu)選45～55％，更優(yōu)選50％；1～5％的pH調(diào)節(jié)劑，優(yōu)選2～4％，更優(yōu)選3％；1～5％的固體潤(rùn)濕劑，優(yōu)選2～4％，更優(yōu)選3％；30～50％的溶劑，優(yōu)選40～45％，更優(yōu)選42％。
所述pH調(diào)節(jié)劑是乙酸、檸檬酸、乳酸中一種物質(zhì)構(gòu)成，優(yōu)選乙酸。
所述固體潤(rùn)濕劑是甘油、OP-10、吐溫-80中一種物質(zhì)構(gòu)成，優(yōu)選OP-10。
所述溶劑是甲醇、異丙醇、異丁醇中一種物質(zhì)構(gòu)成。優(yōu)選甲醇。
所述破乳劑主劑具有下式(Ⅰ)的結(jié)構(gòu)式：
上述技術(shù)方案中，所述破乳劑主劑的制備方法為：
(1)以甲苯為溶劑，對(duì)甲苯磺酸為催化劑，用聚醚多元醇與馬來(lái)酸酐反應(yīng)生成具有下式(Ⅲ)結(jié)構(gòu)的順丁烯二酸聚醚酯，其中對(duì)甲苯磺酸占反應(yīng)物總質(zhì)量的1～2％，聚醚多元醇與馬來(lái)酸酐的摩爾比為1:1～1:3，反應(yīng)溫度130～160℃，反應(yīng)時(shí)間4～8h；
(2)以甲苯為溶劑，過(guò)氧化苯甲酰為引發(fā)劑，用順丁烯二酸聚醚酯、丙烯酸、甲基丙烯酸與丙烯酸丁酯反應(yīng)生成具有下式(Ⅱ)結(jié)構(gòu)的四元共聚物聚醚酯，其中過(guò)氧化苯甲酰占反應(yīng)物總質(zhì)量的0.5～1.5％，順丁烯二酸聚醚酯、丙烯酸、甲基丙烯酸與丙烯酸丁酯的摩爾比為1:1:0.5:0.1～1:0.5:0.2:0.05，反應(yīng)溫度60～100℃，反應(yīng)時(shí)間1～3h；
(3)以甲苯為溶劑，對(duì)甲苯磺酸為催化劑，用四元共聚物聚醚酯、聚四氫呋喃與丁二酸反應(yīng)生成具有下式(Ⅰ)結(jié)構(gòu)的破乳劑主劑，其中對(duì)甲苯磺酸占反應(yīng)物總質(zhì)量的0.5～1％，四元共聚物聚醚酯、聚四氫呋喃與丁二酸的摩爾比為1:1.5:2.5～1:2.5:3.5，反應(yīng)溫度150～190℃，反應(yīng)時(shí)間3～7h。
上述技術(shù)方案中，所述聚合物型稠油破乳劑的制備方法為：
按下列重量百分比將破乳劑主劑、pH調(diào)節(jié)劑、固體潤(rùn)濕劑和溶劑按比例混合，制備稠油破乳劑，其中破乳劑主劑50％，乙酸3％，OP-10 3％，甲醇42％；將以上各組分在40～60℃、常壓下攪拌1～2小時(shí)，攪拌速度100～200r/min，之后冷卻至常溫，通過(guò)過(guò)濾脫除固體雜質(zhì)，便得到所要制備的產(chǎn)品。
本發(fā)明提供的一種聚合物型稠油破乳劑對(duì)于不同油田的稠油破乳、脫水效果顯著，在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《SY/T 5281-2000原油破乳劑使用性能檢測(cè)方法(瓶試法)》規(guī)定的條件下進(jìn)行破乳實(shí)驗(yàn)時(shí)，本發(fā)明破乳劑具有破乳能力強(qiáng)、破乳速度快、用量少、破乳溫度低的特點(diǎn)，優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類型產(chǎn)品。
具體實(shí)施方式：
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案及技術(shù)效果作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1：
1.破乳劑主劑的制備：
(1)在裝有溫度計(jì)、分水器和回流冷凝管的250mL四口燒瓶中，加入20g聚醚多元醇(分子量2000左右)、2g馬來(lái)酸酐(聚醚多元醇與馬來(lái)酸酐的摩爾比為1:2)、0.3g對(duì)甲苯磺酸(對(duì)甲苯磺酸占反應(yīng)物總質(zhì)量的1.5％)和150mL甲苯，升溫至140℃進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)觀察分水器中出水量判斷反應(yīng)進(jìn)度，反應(yīng)總時(shí)間6h，得到具有下式(Ⅲ)結(jié)構(gòu)的順丁烯二酸聚醚酯。
(2)在裝有溫度計(jì)、攪拌器和回流冷凝器的250mL四口燒瓶中，加入0.2g過(guò)氧化苯甲酰(過(guò)氧化苯甲酰占反應(yīng)物總質(zhì)量的1％)和150mL甲苯，之后開始用恒壓滴定漏斗加入單體混合物(20g順丁烯二酸聚醚酯、0.6g丙烯酸、0.4g甲基丙烯酸與0.1g丙烯酸丁酯，順丁烯二酸聚醚酯、丙烯酸、甲基丙烯酸與丙烯酸丁酯的摩爾比為1:0.8:0.4:0.06)，控制反應(yīng)溫度80℃，反應(yīng)過(guò)程中通氮?dú)?，反?yīng)時(shí)間2h，其中單體滴加時(shí)間1h。反應(yīng)結(jié)束，得到具有下式(Ⅱ)結(jié)構(gòu)的四元共聚物聚醚酯。
(3)在裝有溫度計(jì)、攪拌器和回流冷凝器的250mL四口燒瓶中，依次加入8g聚四氫呋喃(分子量2000左右)、5.9g四元共聚物聚醚酯、0.7g丁二酸(四元共聚物聚醚酯、聚四氫呋喃與丁二酸的摩爾比為1:2:3)、0.1g對(duì)甲苯磺酸(對(duì)甲苯磺酸占反應(yīng)物總質(zhì)量的0.8％)與150mL甲苯，控制反應(yīng)溫度170℃，反應(yīng)過(guò)程中通氮?dú)?，反?yīng)時(shí)間5h。反應(yīng)結(jié)束，得到具有下式(Ⅰ)結(jié)構(gòu)的四元共聚物聚醚酯。
上述過(guò)程涉及的反應(yīng)式如下：
2.聚合物型稠油破乳劑的制備：
按下列重量百分比將破乳劑主劑、pH調(diào)節(jié)劑、固體潤(rùn)濕劑和溶劑混合，制備稠油破乳劑，其中破乳劑主劑50％，乙酸3％，OP-10 3％，甲醇42％；將以上各組分在50℃、常壓下攪拌1.5小時(shí)，攪拌速度150r/min，之后冷卻至常溫，通過(guò)過(guò)濾脫除固體雜質(zhì)，便得到所要制備的產(chǎn)品。
3.瓶試法評(píng)價(jià)破乳性能：
(1)實(shí)驗(yàn)方法：
參考行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《SY/T 5281-2000原油破乳劑使用性能檢測(cè)方法(瓶試法)》，用二甲苯稀釋破乳劑；加熱恒溫水浴至90℃，保持溫度恒定；用100mL具塞量筒量取一定量的稠油(取自綏中36-1)；用微量進(jìn)樣器加入計(jì)量的破乳劑溶液；用移液管加入一定量的水；將具塞量筒放入恒溫水浴中恒溫20min；取出具塞量筒手工震蕩(100±10)次；將具塞量筒放入恒溫水浴中，分別在10min、20min、30min、60min、90min記錄具塞量筒的出水情況，以出水較快、水質(zhì)較清、油水界面清晰者為好，評(píng)選出效果較好的破乳劑。
脫水率計(jì)算：
V：100mL具塞量筒中水的體積，以10mL計(jì)；
V0t：t時(shí)刻空白實(shí)驗(yàn)析出游離水的體積數(shù)，本實(shí)驗(yàn)中，空白實(shí)驗(yàn)均無(wú)游離水析出，故V0t為0，說(shuō)明模擬實(shí)驗(yàn)配制的原油和水乳化充分；
Vt：t時(shí)刻添加一定量破乳劑實(shí)驗(yàn)析出游離水的體積數(shù)，mL。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
表1瓶試法實(shí)驗(yàn)結(jié)果
從表1中數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明破乳劑針對(duì)蓬萊19-3稠油，在較低的加入量條件下，就能達(dá)到較好的破乳、脫水效果，性能優(yōu)于國(guó)內(nèi)外其它類型破乳劑產(chǎn)品。