一种水基泡沫稳定剂、制备方法及具有超高稳定性的水基泡沫体系的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种水基泡沫稳定剂、制备方法及具有超高稳定性的水基泡沫体系。所述水基泡沫稳定剂是水溶性大分子表面活性剂A溶于水中，形成质量浓度为0.1-1wt%的透明溶液；本发明还提供水基泡沫稳定剂的制备方法与应用。该表面活性剂A能够吸附在气液界面稳定泡沫，气液界面覆盖度高，形成的泡沫液膜持液能力强，泡沫稳定性高，用于以氮气、二氧化碳、氧气、空气、烟道气、脱碳烟道气等为气相的水基泡沫体系中，即使采用二氧化碳作为发泡气体或是原油存在等苛刻条件下都能够保持优异的泡沫稳定性。
【专利说明】一种水基泡沬稳定剂、制备方法及具有超高稳定性的水基泡沬体系
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水基泡沫稳定剂、制备方法及具有超闻稳定性的水基泡沫体系，属于油田化学、日用化学及选矿等【技术领域】。
[0002]发明背景
[0003]泡沫是气体和液体混合而成的多分散体系，其中液体是连续相，气体是分散相。水基泡沫在我们的日常生活中应用广泛，如洗发香波、牙膏、洗面奶、沐浴露等日化用品，啤酒、咖啡、冰激凌等食品饮料中都有泡沫的应用。泡沫的存在提高了产品的品质，改善了产品的口感、肤感或美感。人们还利用泡沫进行灭火，泡沫可产生覆盖层效应，减少可燃气体的产生，有助于隔绝氧气，并且可冷却燃料表面。
[0004]在工业领域，可利用不同物质在泡沫表面不同的吸附能力进行物质的分离提纯，比如利用泡沫进行矿物浮选、离子浮选等，由于不同物质不同的亲疏水性或者不同的电性，因而具有不同的表面吸附能力，从而有效地把不同的物质分离开来。泡沫也已经被应用于油田提高原油采收率，主要应用技术包括泡沫钻井、泡沫驱油、泡沫调剖堵水、泡沫酸化、泡沫水泥固井、泡沫压裂、泡沫冲砂洗井等。另外，泡沫还可以在国防上用于遮蔽、在建筑行业应用于防尘等。
[0005]当前能源危机是全世界面临的挑战，强化采油技术的应用颇受瞩目，其中泡沫驱油技术因具有调剖、洗油等多种性能，提高采收率效果好、技术潜力大，正在引起越来越多的重视。例如，CN102703052A提供一种适用于油田调剖和驱油的泡沫体系。泡沫体系有液体和气体两部分，气体为二氧化碳、氮气、天然气等，液体组成为:表面活性剂0.1?0.5wt%,稳泡剂(硬酯酸铵、十二烷基二甲基氧化铵)0.05?0.4wt%，增稠剂0.08?0.4wt%，无机盐0.05?1.2wt%，水为剩余含量。泡沫调剖驱油方法中，注入压力下，气体与液体体积比为
0.4:1?1:1。该发明的泡沫体系同时具有超强泡沫性能和超低界面张力。聚合物驱后泡沫调驱效果明显，采收率提高。
[0006]在泡沫的实际应用过程中一般需要产生的泡沫具有超高稳定性。目前通常采用表面活性剂作为发泡剂，形成的水基泡沫的稳定性往往不能很好地满足要求，特别是采用二氧化碳作为发泡气体的情况下，表面活性剂稳定的水基泡沫的稳定性不够高，严重影响了相关技术的应用效果。比如采用烟道气捕集二氧化碳用于泡沫驱油就是一种经济效益和社会效益非常突出的新技术，但二氧化碳泡沫稳定性差则使得该技术的应用效果降低，因此如何提高水基泡沫的稳定性是急需解决的技术难题。
【发明内容】
[0007]针对现有技术不足，本发明提供一种水基泡沫稳定剂，本发明还提供一种具有超闻稳定性的水基泡沫体系。
[0008]本发明的技术方案如下:
[0009]一、水基泡沫稳定剂[0010]—种水基泡沫稳定剂，由一种大分子表面活性剂A溶于水中，形成质量浓度为
0.l-lwt%的透明溶液。所述大分子表面活性剂A具有以下结构通式:
[0011]
【权利要求】
1.一种水基泡沫稳定剂，由一种大分子表面活性剂A溶于水中，形成质量浓度为0.l-lwt%的透明溶液；所述大分子表面活性剂A具有以下结构通式:
2.如权利要求1所述的水基泡沫稳定剂，其特征在于所述大分子表面活性剂A分子量为 10，000-200，000。
3.如权利要求1所述的水基泡沫稳定剂，其特征在于所述大分子表面活性剂A为疏水改性的聚苯乙烯磺酸钠、疏水改性聚丙烯酰胺、疏水改性聚乙烯醇或疏水改性聚丙烯酸。
4.如权利要求1所述的水基泡沫稳定剂，其特征在于所述大分子表面活性剂A按以下步骤制备: 在去离子水中溶解5-20g的聚合单体B和0.1-1g的乙二胺四乙酸，然后加入l_5g的表面活性剂C和0.05-0.5g的疏水改性单体D。将反应器置于恒温水浴中，通N2气10-60分钟后加入引发剂，保持温度为40-10(TC搅拌反应10-25小时；产物用丙酮沉淀提纯，并反复洗涤后于真空干燥器内烘干至恒量备用得到大分子表面活性剂A ； 所述的聚合单体B是丙烯酰胺、苯乙烯磺酸钠、乙烯醇或丙烯酸；所述的疏水改性单体D是烷链碳数为8-24的丙烯酸酯。
5.如权利要求4所述的水基泡沫稳定剂，其特征在于所述的表面活性剂C是十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠；所述引发剂是偶氮二异丁腈或过硫酸钾。
6.权利要求1所述的水基泡沫稳定剂的制备方法，是将大分子表面活性剂A在搅拌下，加入到水中，溶液质量浓度为0.l-lwt%,在恒温25-60°C的情况下，持续搅拌24-48小时，直至溶液为澄清透明。
7.如权利要求6所述的水基泡沫稳定剂的制备方法，其特征在于所述的水为去离子水、矿化水之一或组合。
8.如权利要求6所述的水基泡沫稳定剂的制备方法，其特征在于所述的为去离子水与矿化水为介质的溶液按照1:1体积比的组合。
9.权利要求1-5任一项所述的水基泡沫稳定剂的应用，用于以氮气、二氧化碳、氧气、空气之一或组合以及以烟道气或脱碳烟道气为气相的水基泡沫体系中，加入到水基泡沫体系的液相中做稳定剂。
10.一种具有超高稳定性的水基泡沫体系，液相组分中以权利要求1-5任一项所述的大分子表面活性剂A质量浓度为0.l-lwt%的水溶液作泡沫稳定剂；气相为氮气、二氧化碳、氧气、空气、烟道气、脱碳烟道气之一或组合。
【文档编号】B01F17/22GK103721625SQ201410003066
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月4日 优先权日:2014年1月4日
【发明者】李英, 吕韦钦, 李德春 申请人:山东大学