一种用于黄原胶体系污油泥乳液处理的快速破胶剂及其制备方法和应用与流程

文档序号:25543808发布日期:2021-06-18 20:41
本发明属于环保
技术领域
,具体涉及一种用于黄原胶体系污油泥乳液处理的快速破胶剂及其制备方法和应用。
背景技术
:随着原油开采技术的发展,在原油开采过程中会使用到聚合物、表面活性剂、解堵剂、破乳剂、杀菌剂、缓蚀剂等物质以达到如破乳、驱油、脱水等目的。其中,钻井液是指在油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称,其主要作用是携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻具、传递水动力、保护油气层等;一般将钻开储层的钻井液称之为钻开液,因此,钻开油气层的钻开液不仅要在组成和性能上满足地质和钻井工程的需要,而且还必须要满足保护油气层技术的要求。使用钻开液后,会产生相应的污油泥,污油泥的破胶处理对于后续的环保化处理具有重要作用。专利文献cn103803766a提供了一种低温油泥破乳剂,实现了较高的油回收率,但是破乳搅拌时间较长;专利文献cn109020107a报道了油泥破乳三相分离剂,但并未提供相关试验数据;专利文献cn108975646a报道了一种油泥破乳剂,油回收率在88.45~92.57%,上述专利中都并并没有关注到脱水率这一指标;同时,可以看到,现有技术中存在着破乳时间长、油回收率低的不足。技术实现要素:针对现有技术存在的不足,本发明提供了一种用于黄原胶体系污油泥乳液处理的快速破胶剂及其制备方法和应用,能针对原油开采过程中使用的黄原胶而产生的污油泥乳液实现快速破胶,脱水效率高且油回收率高,具有较好的应用前景。为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种用于黄原胶体系污油泥乳液处理的快速破胶剂,以重量百分数计,由如下组分制成:优选地,以重量百分数计,所述快速破胶剂由如下组分制成:优选地,以重量百分数计,所述快速破胶剂由如下组分制成:优选地,所述有机硅改性聚醚的制备包括如下步骤:称取烯丙基聚醚和含氢硅油,加入氯铂酸后于90℃下反应2h,随后加入烯丙基磺酸钠,90℃下继续反应50min,即得所述有机硅改性聚醚。优选地,烯丙基聚醚、含氢硅油和烯丙基磺酸钠的质量比为6:2:0.7。优选地,聚合有机钛的制备包括如下步骤:按质量比3:10:85称取氯化钛、乙二醇和乳酸,搅拌均匀后,在65℃下反应2h,即得所述聚合有机钛。优选地,所述改性纤维素的制备包括如下步骤:按质量比5:8:50称取氯乙酸、十二烷基二甲基胺和纤维素,55℃下搅拌反应60min,即得改性纤维素。优选地,烷基糖苷预聚物的制备方法为:将烷基糖苷与水按质量比1:1混合,随后升温至40℃并保温45min;接着升温至85℃并保温70min,冷却至室温即得。本发明还提供一种上述快速破胶剂的制备方法,包括如下步骤:(1)烷基糖苷预聚物的制备;(2)混合物a的制备:分别称取氯化钙、烷基糖苷预聚物、有机硅改性聚醚,加入到去离子水中,在50℃下搅拌15~30min,得混合物a;(3)混合物b的制备:按比例称取改性纤维素、聚二甲基硅氧烷、聚合有机钛,混合均匀,得混合物b;(4)将混合物a、混合物b混合,并加入过硫酸铵,在25℃下搅拌均匀,即得所述快速破胶剂。本发明还要求保护由上述方法制备得到的快速破胶剂在黄原胶体系污油泥乳液处理中的应用。与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:(1)本发明制备得到的快速破胶剂破胶快,在20s内能够实现快速破胶,同时脱水率在93%以上,油回收率在97%以上,在实际生产中具有较好的应用前景。(2)本发明中的快速破胶剂使用十二烷基二甲基胺和氯乙酸实现对纤维素的改性接枝,能够增强纤维素的水溶性和吸附能力,增强聚合能力;聚合有机钛的使用,可以提供丰富的正电荷,增强破胶剂的混凝能力;使用少量聚二甲基硅氧烷作为表面活性剂,能够降低油水界面张力、减弱油水界面膜强度,和其他物质协同增强破乳除油效果;通过使用烷基糖苷、有机改性聚醚、氯化钙的加入,能够改善油包水或水包油乳液的界面张力,使污水内的胶体颗粒失去稳定的排斥力及吸引力,最终失去稳定性而形成絮体;和现有技术常使用聚合硫酸铁、聚合硫酸铝不同,本发明中使用氯化钙,可以起到压缩双电层的作用,能够使乳化剂中的自由水分子减少,破坏乳化层,进一步强化破乳;同时,有机改性聚醚中硅碳键的存在,能够与磺酸基协同进一步降低界面张力,降低粘度,从而增强破乳剂对油相的破乳速度和性能。本发明通过上述物质的组合能够协同起到高效破胶、絮凝沉降,以实现油水泥分层,进而实现污油泥快速处理的目的。具体实施方式为了使本发明的发明目的、技术方案和发明优势更加清楚阐述,以下将结合说明书实施例对本发明做进一步详细讲解。特别需要强调的是,如无特殊说明,本发明中的原料或试剂通过商业购买得到。实施例1一种用于黄原胶体系污油泥乳液处理的快速破胶剂,以重量百分数计,由如下组分制成:所述快速破胶剂的制备方法如下:(1)混合物a的制备:分别称取6g氯化钙、9g烷基糖苷预聚物、18g有机硅改性聚醚,加入到去离子水中,在50℃下搅拌15min,得混合物a;其中,有机硅改性聚醚的制备包括如下步骤:称取120g烯丙基聚醚和40g含氢硅油,加入0.3g氯铂酸后于90℃下反应2h,随后加入14g烯丙基磺酸钠,90℃下继续反应50min,即得所述有机硅改性聚醚;其中,烷基糖苷预聚物的制备包括如下步骤:将9g烷基糖苷与9g水混合,随后升温至40℃并保温45min;接着升温至85℃并保温70min,冷却至室温即得;(2)混合物b的制备:称取60g改性纤维素、0.5g聚二甲基硅氧烷、0.5g聚合有机钛,混合均匀,得混合物b;其中,所述聚合有机钛的制备包括如下步骤:按质量比称取3g氯化钛、10g乙二醇和85g乳酸,搅拌均匀后,在65℃下反应2h,即得所述聚合有机钛;其中,所述改性纤维素的制备包括如下步骤:称取5g氯乙酸、8g十二烷基二甲基胺和50g纤维素,55℃下搅拌反应60min,即得改性纤维素;(3)将混合物a、混合物b混合,并加入0.5g过硫酸铵,在25℃下搅拌均匀,即得所述快速破胶剂。实施例2一种用于黄原胶体系污油泥乳液处理的快速破胶剂,以重量百分数计,由如下组分制成:所述快速破胶剂的制备方法如下:(1)混合物a的制备:分别称取5g氯化钙、10g烷基糖苷预聚物、17g有机硅改性聚醚,加入到去离子水中,在50℃下搅拌20min,得混合物a;其中,烷基糖苷预聚物的制备包括如下步骤:将9g烷基糖苷与9g水混合,随后升温至40℃并保温45min;接着升温至85℃并保温70min,冷却至室温即得;其中,有机硅改性聚醚的制备包括如下步骤:称取120g烯丙基聚醚和40g含氢硅油,加入0.3g氯铂酸后于90℃下反应2h,随后加入14g烯丙基磺酸钠,90℃下继续反应50min,即得所述有机硅改性聚醚;(2)混合物b的制备:称取62g改性纤维素、0.7g聚二甲基硅氧烷、0.4g聚合有机钛,混合均匀,得混合物b;其中,所述聚合有机钛的制备包括如下步骤:按质量比称取3g氯化钛、10g乙二醇和85g乳酸,搅拌均匀后,在65℃下反应2h,即得所述聚合有机钛;其中,所述改性纤维素的制备包括如下步骤:称取5g氯乙酸、8g十二烷基二甲基胺和50g纤维素,55℃下搅拌反应60min,即得改性纤维素;(3)将混合物a、混合物b混合,并加入0.6g过硫酸铵,在25℃下搅拌均匀,即得所述快速破胶剂。实施例3一种用于黄原胶体系污油泥乳液处理的快速破胶剂,以重量百分数计,由如下组分制成:所述快速破胶剂的制备方法如下:(1)混合物a的制备:分别称取7g氯化钙、5g烷基糖苷预聚物、15g有机硅改性聚醚,加入到去离子水中,在50℃下搅拌25min,得混合物a;其中,烷基糖苷预聚物的制备包括如下步骤:将9g烷基糖苷与9g水混合,随后升温至40℃并保温45min;接着升温至85℃并保温70min,冷却至室温即得;其中,有机硅改性聚醚的制备包括如下步骤:称取120g烯丙基聚醚和40g含氢硅油,加入0.3g氯铂酸后于90℃下反应2h,随后加入14g烯丙基磺酸钠,90℃下继续反应50min,即得所述有机硅改性聚醚;(2)混合物b的制备:称取68g改性纤维素、0.8g聚二甲基硅氧烷、0.3g聚合有机钛,混合均匀,得混合物b;其中,所述聚合有机钛的制备包括如下步骤:按质量比称取3g氯化钛、10g乙二醇和85g乳酸,搅拌均匀后,在65℃下反应2h,即得所述聚合有机钛;其中,所述改性纤维素的制备包括如下步骤:称取5g氯乙酸、8g十二烷基二甲基胺和50g纤维素,55℃下搅拌反应60min,即得改性纤维素;(3)将混合物a、混合物b混合,并加入1.0g过硫酸铵,在25℃下搅拌均匀,即得所述快速破胶剂。实施例4一种用于黄原胶体系污油泥乳液处理的快速破胶剂,以重量百分数计,由如下组分制成:所述快速破胶剂的制备方法如下:(1)混合物a的制备:分别称取8g氯化钙、4g烷基糖苷预聚物、14g有机硅改性聚醚,加入到去离子水中,在50℃下搅拌30min,得混合物a;其中,烷基糖苷预聚物的制备包括如下步骤:将9g烷基糖苷与9g水混合,随后升温至40℃并保温45min;接着升温至85℃并保温70min,冷却至室温即得;其中,有机硅改性聚醚的制备包括如下步骤:称取120g烯丙基聚醚和40g含氢硅油,加入0.3g氯铂酸后于90℃下反应2h,随后加入14g烯丙基磺酸钠,90℃下继续反应50min,即得所述有机硅改性聚醚;(2)混合物b的制备:称取67g改性纤维素、1.0g聚二甲基硅氧烷、0.6g聚合有机钛,混合均匀,得混合物b;其中,所述聚合有机钛的制备包括如下步骤:按质量比称取3g氯化钛、10g乙二醇和85g乳酸,搅拌均匀后,在65℃下反应2h,即得所述聚合有机钛;其中,所述改性纤维素的制备包括如下步骤:称取5g氯乙酸、8g十二烷基二甲基胺和50g纤维素,55℃下搅拌反应60min,即得改性纤维素;(3)将混合物a、混合物b混合,并加入1.0g过硫酸铵,在25℃下搅拌均匀,即得所述快速破胶剂。对比例1一种用于污油泥乳液处理的破胶剂,以重量百分数计,由如下组分制成:所述快速破胶剂的制备方法如下:(1)混合物a的制备:分别称取6g氯化钙、9g烷基糖苷预聚物、18g有机硅改性聚醚,加入到去离子水中,在50℃下搅拌15min,得混合物a;其中,有机硅改性聚醚的制备包括如下步骤:称取120g烯丙基聚醚和40g含氢硅油,加入0.3g氯铂酸后于90℃下反应2h,随后加入14g烯丙基磺酸钠,90℃下继续反应50min,即得所述有机硅改性聚醚;其中,烷基糖苷预聚物的制备包括如下步骤:将9g烷基糖苷与9g水混合,随后升温至40℃并保温45min;接着升温至85℃并保温70min,冷却至室温即得;(2)混合物b的制备:0.5g聚二甲基硅氧烷、0.5g聚合有机钛,混合均匀,得混合物b;其中,所述聚合有机钛的制备包括如下步骤:按质量比称取3g氯化钛、10g乙二醇和85g乳酸,搅拌均匀后,在65℃下反应2h,即得所述聚合有机钛;(3)将混合物a、混合物b混合,并加入0.5g过硫酸铵,在25℃下搅拌均匀,即得所述快速破胶剂。对比例2一种用于污油泥乳液处理的破胶剂,以重量百分数计,由如下组分制成:所述快速破胶剂的制备方法如下:(1)混合物a的制备:称取6g氯化钙,加入到去离子水中,在50℃下搅拌15min,得混合物a;(2)混合物b的制备:称取60g改性纤维素、0.5g聚二甲基硅氧烷、0.5g聚合有机钛,混合均匀,得混合物b;其中,所述聚合有机钛的制备包括如下步骤:按质量比称取3g氯化钛、10g乙二醇和85g乳酸,搅拌均匀后,在65℃下反应2h,即得所述聚合有机钛;其中,所述改性纤维素的制备包括如下步骤:称取5g氯乙酸、8g十二烷基二甲基胺和50g纤维素,55℃下搅拌反应60min,即得改性纤维素;(3)将混合物a、混合物b混合,并加入0.5g过硫酸铵,在25℃下搅拌均匀,即得所述快速破胶剂。将实施例1~4及对比例1~2制备得到的快速破胶剂用于黄原胶体系污油泥乳液的破胶,其中,所述黄原胶体系污油泥乳液由海水以及某钻开液配制而成,其中海水的主要配方物质如下:其中,钻开液的配方主要包括黄原胶、原油(海南原油)、糊化淀粉、碳酸钙等物质,主要物质的加入量如下:将海水和钻开液混合,加热搅拌后即得黄原胶体系污油泥乳液。将实施例1~4及对比例1~2制得的破胶剂按3%的投加量加入到黄原胶体系污油泥乳液中,搅拌极短时间能够观察到污油泥体系破胶明显,随后停止搅拌静置,能够观察到油、水、泥三相界面明显分层;将破乳后的产物上部的油进行回收、称重,下部的泥和水进行离心分离,所得水相较为清澈。根据gb/t260-2016测定处理后的污油泥中含水率,分别计算得到油回收率和脱水率。具体结果见表1、表2所示。表1破胶时间实施例118s实施例215s实施例316s实施例420s对比例16.5min对比例27.5min表2油回收率/%脱水率/%实施例197.394.3实施例298.193.9实施例397.694.5实施例498.094.1对比例172.670.2对比例273.170.4从表1、表2中可以看到,本发明提供的快速破胶剂能够在短时间内实现破胶,且油回收率高、脱水率高。以上说明描述本发明中的一个较佳的实施方式,不应将其看作为是对本发明权利要求保护范围的限制。在不脱离本发明原理和精神的情况下,任何修改、等效替换及改进,都应视为在本发明权利要求保护范围之内。当前第1页12
再多了解一些
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