专利名称：一种水包油型乳化剂及其制备方法和使用方法
技术领域：
本发明涉及钻井和采油技术领域，特别涉及一种抗高温高性能水包油乳化剂的制备方法和使用方法。
背景技术：
水包油乳化钻井液体系主要用于解决一些低孔、低渗、缝洞发育易井漏、地层压力系数低的钻井储层保护问题和深井欠平衡钻井技术难题。它由水相、油相、乳化剂和其它处理剂组成，其中水相是外相，油相是内相。其优点如下体系性能稳定，抗温能力强，流动性好，滤失量低，稳定井壁能力较强；其密度低于普通钻井液体系，欠平衡钻井时对储层损害极小，有利于解放油气层，提高油气井产能；有助于提高机械钻速和防止井漏的产生，不影响电测和核磁测井。水包油乳化钻井液属于一种热力学不稳定体系，影响其稳定性的最主要因素是水包油型乳化剂，是乳状液体系稳定的关键。水包油型乳化剂的主要作用就是将油和水两种互不相溶的液体通过乳化剂的乳化作用形成油是分散相、水是连续相的乳状液。从原则上讲，HLB值(亲水亲油平衡值)在8 18范围内的乳化剂，均可以作为水包油乳化钻井液的乳化剂。但是目前国内的水包油乳化剂的乳化效果不理想，抗高温性能差， 很难满足深井水包油乳化钻井液的要求，因此有必要研制出一种抗高温水包油型乳化剂。同时，我国注水开发油田(其储量和产量均占全国的80%以上)提高采收率的方法主要为化学驱(碱驱、聚合物驱、表面活性剂驱等)。近十几年来，复合驱(碱-表面活性剂-聚合物的复合)从化学驱中脱颖而出，成为最具应用前景的方法之一。而表面活性剂的性能是决定化学驱(表面活性剂驱，含表面活性剂的复合驱)成功的关键。驱油用表面活性剂要求降低界面张力能力强、在岩石表面吸附量小、价格低、能适应地层的高温和高盐环境等，在此基础上还必须在室内物理模拟中表现出较高的提高采收率的能力，因此也有必要研制出一种抗温抗盐的环保型高性能乳化剂。近年来，由于餐饮业的快速发展，快餐店、饭店等产生的地沟油通过排污通道进入江河湖海，对自然环境造成较严重的生活垃圾污染；如果地沟油通过非法途径流入快餐店和大酒店，将会严重影响人们的饮食安全，目前已经成为危害社会的一个突出问题。选择地沟油作为该产品的主要原材料，使地沟油的合理回收利用成为可能，可以为地沟油问题的处理提供一个有效、安全的解决方法和途径。
发明内容
本发明主要的目的是解决上述问题，提供一种水包油型乳化剂及其制备方法和使用方法，使得水包油乳化钻井液体系具有很好的乳化稳定性、抗温性能和储层保护性能。同时也可以作为驱油用表面活性剂，能较大地降低油水界面张力，具有很好的抗温抗盐性能。 另外，可以为地沟油问题的处理提供一个有效、安全的解决方法和途径。抗高温高性能水包油乳化剂，原料采用地沟油和四乙烯五胺、烧碱，地沟油为餐馆、饭店回收的各种动植物油脂，四乙烯五胺为工业级。生产1吨产品需要850-860公斤地沟油和510-520公斤的四乙烯五胺。—种水包油型乳化剂的制备方法，以生产1吨产品为例，其具体制备方法为a.将850-860公斤地沟油加入2000L的搪瓷反应釜，然后再加入510-520公斤的四乙烯五胺和25-30公斤20%烧碱水溶液，搪瓷反应釜夹套通蒸汽加热并开动搅拌；升温过程中采用冷凝回流分水装置回收反应所产生的水分；b.当温度升至180 190°C时反应溶液开始沸腾，此时产生大量水蒸汽，回收其所有馏分；C.当反应一段时间后无水蒸汽析出时，温度开始继续升高；将温度保持在230 250°C加热30min，然后停止加热，搪瓷反应釜夹套通冷却水降温；d.反应物料冷却至室温，即得到抗高温高性能水包油乳化剂。所述的乳化剂使用方法，按质量百分比计，所述乳化剂加量为 3%。所述的乳化剂使用方法，按质量百分比计，还在乳状液中加入0.5% -0.6%的异丁醇。这种乳化剂抗高温性能达250°C，可以用在高温深井水包油乳化钻井液体系中，主要用于解决一些低孔、低渗、缝洞发育易井漏、地层压力系数低的钻井储层保护问题和深井欠平衡钻井技术难题。另外，该乳化剂抗盐抗高温，可以用作高温高盐条件下化学驱的表面活性剂。同时，可以实现废物的合理利用，避免对人体有害的地沟油流入快餐馆和酒店，为解决地沟油问题提供一种环保、健康、安全的解决方法。这种抗高温高性能乳化剂为黄色胶粘液体。使用加量仅 3%便可以形成水包油乳状液，在乳状液中加入异丁醇乳化效果更好。本发明的水包油乳化剂比一般的水包油乳化剂有着更好的乳化效果、抗高温性能和更好的降低界面张力的效果。
具体实施例方式以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。本发明所用原料地沟油中的动植物油脂成分有所变化，灵活调整烧碱溶液的量即可解决，对效果并无影响。原料采用地沟油和四乙烯五胺、烧碱，地沟油为餐馆、饭店回收的各种动植物油脂，四乙烯五胺为工业级。实施例1.将850公斤地沟油加入2000L的搪瓷反应釜，然后再加入510公斤的四乙烯五胺和25公斤20% (质量百分比浓度)烧碱水溶液，搪瓷反应釜的夹套通蒸汽加热并开动搅拌。升温过程中采用冷凝回流分水装置分离反应所产生的水分(该部分水分不回流至反应釜)。当温度升至180°C时反应溶液开始沸腾，此时产生大量水蒸汽，回收其所有馏分(不能回流至反应釜)，作为其它产品的原料。当反应40min后无水蒸汽析出时，温度开始继续升高；将温度保持在230°C，加热反应30min，然后停止加热，夹套通冷却水冷却至室温后，搪瓷反应釜内剩余物质即为本发明的抗高温高性能水包油乳化剂。评价实验在油水比为20 80时。按照质量百分比分别加入的上述乳化剂和0. 5%的异丁醇，并配合有机土、0. 8%润湿剂和1. 5%降滤失剂便可以形成稳定乳状液，该乳状液密度为0. 96g/cm3,漏斗粘度为40s，高温高压(250°C，3. 5MPa)滤失量为12mL。实施例2.将855公斤地沟油加入2000L的搪瓷反应釜，然后再加入515公斤的四
4乙烯五胺和28公斤20% (质量百分比浓度)烧碱水溶液，搪瓷反应釜的夹套通蒸汽加热并开动搅拌。升温过程中采用冷凝回流分水装置分离反应所产生的水分(该部分水分不回流至反应釜)。当温度升至180°C时反应溶液开始沸腾，此时产生大量水蒸汽，回收其所有馏分(不能回流至反应釜)，作为其它产品的原料。当反应45min后无水蒸汽析出时，温度开始继续升高；将温度保持在230°C，加热反应30min，然后停止加热，夹套通冷却水冷却至室温后，搪瓷反应釜内剩余物质即为本发明的抗高温高性能水包油乳化剂。评价实验在油水比为40 60时。按照重量百分比分别加入1. 5%的上述乳化剂和0. 5%的异丁醇，并配合有机土、0. 5%润湿剂和1. 5%降滤失剂便可以形成稳定乳状液，该乳状液密度为0. 93g/cm3,漏斗粘度为50s，高温高压(250°C，3. 5MPa)滤失量为10mL。实施例3.将860公斤地沟油加入2000L的搪瓷反应釜，然后再加入520公斤的四乙烯五胺和30公斤20% (质量百分比浓度)烧碱水溶液，搪瓷反应釜的夹套通蒸汽加热并开动搅拌。升温过程中采用冷凝回流分水装置回收反应所产生的水分(该部分水分不回流至反应釜)。当温度升至180°C时反应溶液开始沸腾，此时产生大量水蒸汽，回收其所有馏分(不能回流至反应釜)，作为其它产品的原料。当反应50min后无水蒸汽析出时，温度开始继续升高；将温度保持在230°C，加热反应30min，然后停止加热，夹套通冷却水冷却至室温后，搪瓷反应釜内剩余物质即为本发明的抗高温高性能水包油乳化剂。评价实验在油水比为50 50时。按照重量百分比分别加入1. 8%的上述乳化剂和0. 6%的异丁醇，并配合有机土、0. 5%润湿剂和1. O%降滤失剂便可以形成稳定乳状液，该乳状液密度为0. 90g/cm3，漏斗粘度为54s，高温高压(250°C，3. 5MPa)滤失量为8mL。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种水包油型乳化剂的制备方法，其特征在于，以生产1吨产品为例，其具体制备方法为a.将850-860公斤地沟油加入2000L的搪瓷反应釜，然后再加入510-520公斤的四乙烯五胺和25-30公斤20%烧碱水溶液，搪瓷反应釜夹套通蒸汽加热并开动搅拌；升温过程中采用冷凝回流分水装置回收反应所产生的水分；b.当温度升至180 190°C时反应溶液开始沸腾，此时产生大量水蒸汽，回收其所有馏分；c.当反应一段时间后无水蒸汽开始析出时，温度开始继续升高；将温度保持在230 250°C加热30min，然后停止加热，搪瓷反应釜夹套通冷却水降温；d.反应物料冷却至室温，即得到抗高温高性能水包油乳化剂。
2.根据权利要求1所述方法制得的乳化剂。
3.权利要求2所述的乳化剂使用方法，其特征在于，按质量百分比计，所述乳化剂加量为 3%。
4.权利要求2所述的乳化剂使用方法，其特征在于，按质量百分比计，还在乳状液中加入0.5% -0.6%的异丁醇。
全文摘要
本发明公开了一种抗高温高性能水包油型乳化剂。将850-860公斤地沟油加入2000L的搪瓷反应釜，然后再加入510-520公斤的四乙烯五胺和25-30公斤20％烧碱水溶液，夹套通蒸汽加热并开动搅拌。升温过程中采用冷凝回流分水装置回收反应所产生的水分，当温度升至180～190℃时反应物料开始沸腾；温度继续升高，将温度保持在230～250℃加热40min，然后停止加热，夹套通冷却水降温。反应物料冷却至室温后放料装桶，即得抗高温高性能水包油乳化剂。实现废物的合理利用，避免对人体有害的地沟油流入快餐馆和酒店，为解决地沟油问题提供一种环保、健康、安全的解决方法。
文档编号C09K8/584GK102286273SQ20111026002
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月5日 优先权日2011年9月5日
发明者李哲, 王富华, 王成文, 王瑞和 申请人:中国石油大学(华东)