一种非离子-阴离子复合表面活性剂及其制备方法和应用与流程

2021-02-02 17:02:36|

399|

起点商标网

本发明涉及石油化工技术领域，尤其涉及一种非离子-阴离子复合表面活性剂及其制备方法和应用。

背景技术：

在石油的开采过程中，由于油藏储集层的孔隙结构复杂以及油藏盐分高、温度高、矿化度高等原因，导致石油采收率较低。

随着研究的不断进行，人们已发现发泡剂能有效应用于石油勘探开发，提高石油的采收率。在发泡剂应用于采油过程中的时候，首要解决的难题是泡沫的耐油稳定性。目前，我国大部分油田已经进入三次采油后期，开发难度大，尤其是在高温、高盐等苛刻地层条件下，由于钙离子、镁离子的大量存在，与表面活性剂作用产生沉淀，使表面活性剂损失严重，泡沫配方的发泡能力显著降低，不利于泡沫体系的稳定存在。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种非离子-阴离子复合表面活性剂及其制备方法和应用，用以解决现有技术中现有的发泡剂耐温抗盐性较差的技术问题。

本发明的第一方面提供一种非离子-阴离子复合表面活性剂，包括辛酸钠和无患子提取物，且辛酸钠与无患子提取物的质量比为1：(0.25～4)。

进一步地，无患子提取物通过将预处理后的无患子用60～95wt％的乙醇在40～100℃下提取，随后经过滤、干燥得到。

更进一步地，预处理后的无患子为将无患子的根、茎、叶经清洗、干燥和粉碎后的无患子粉末；预处理后的无患子与乙醇的固液比为1g：(5～20)ml。

本发明的第二方面提供了一种非离子-阴离子复合表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

辛酸钠的合成；无患子提取物的制备；辛酸钠和无患子提取物的复配；

本发明第二方面提供的非离子-阴离子复合表面活性剂的制备方法用于得到本发明第一方面提供的非离子-阴离子复合表面活性剂。

进一步地，所述辛酸钠的合成具体为：辛酸钠通过将正辛酸与碳酸钠反应得到。

进一步地，所述辛酸钠的合成具体为：将正辛酸、碳酸钠和水加入烧瓶中，进行反应，随后经过滤、蒸发、干燥得到辛酸钠。

更进一步地，正辛酸与碳酸钠的质量比为(1～3)：1，正辛酸与水的比例为1g：(5～15)ml，反应的温度为20～100℃，反应的时间为0.5～1.5h。

进一步地，辛酸钠和无患子提取物的复配具体为：按比例将辛酸钠和无患子提取物混合，搅拌均匀，得到非离子-阴离子复合表面活性剂。

本发明第三方面提供一种非离子-阴离子复合表面活性剂的应用，该非离子-阴离子复合表面活性剂作为驱油剂应用于三次采油中；

本发明第三方面所用的非离子-阴离子复合表面活性剂为本发明第一方面提供的非离子-阴离子复合表面活性剂。

进一步地，非离子-阴离子复合表面活性剂发泡的温度为20～80℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过将辛酸钠与无患子提取物复配，能充分发挥二者的协同作用，所得非离子-阴离子复合表面活性剂发泡效果好，在高温条件下稳定性强，能有效降低清水的表面张力，在模拟油田矿化度下有较好效果，有较大应用潜力。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的第一方面提供了一种非离子-阴离子复合表面活性剂，包括辛酸钠和无患子提取物，且辛酸钠与无患子提取物的质量比为1：(0.25～4)，优选为1：(0.25～0.7)。

本实施方式中，辛酸钠通过将正辛酸与碳酸钠反应得到。具体反应步骤如下：将正辛酸、碳酸钠和水加入烧瓶中，进行反应，随后经过滤、蒸发、干燥得到辛酸钠。进一步地，正辛酸与碳酸钠的质量比为(1～3)：1；正辛酸与水的比例为1g：(5～15)ml；反应温度为20～100℃，优选为60～100℃；反应时间为0.5～1.5h，优选为1～1.5h。更进一步地，正辛酸与碳酸钠的质量比为3：1；正辛酸与水的比例为1g：5ml；反应温度为60℃；反应时间为1h，在该条件下，所得辛酸钠具有更好的发泡性能。

本实施方式中，无患子提取物通过将预处理后的无患子用60～95wt％的乙醇在40～100℃下提取，随后经过滤、干燥得到。进一步地，预处理后的无患子为将无患子的根、茎、叶经清洗、干燥和粉碎后的无患子粉末，无患子粉末的目数为100目；预处理后的无患子与乙醇的固液比为1g：(5～20)ml，优选为1g：(10～20)ml；提取的方式包括但不限于超声波辅助提取、超临界二氧化碳萃取，能使无患子中的皂苷等物质进入乙醇中即可；干燥的方式包括但不限于真空干燥、冷冻干燥、喷雾干燥、减压干燥，能将提取液干燥后转化成提取物即可。

本发明的第二方面提供了一种非离子-阴离子复合表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

s1：辛酸钠的合成：按比例将正辛酸、碳酸钠和水加入烧瓶中，进行反应，随后经过滤、蒸发和干燥得到辛酸钠；

s2：无患子提取物的制备：按比例将预处理后的无患子用60～95％的乙醇在40～100℃下提取，随后经过滤、干燥得到无患子提取物；

s3：辛酸钠和无患子提取物的复配：按比例将辛酸钠和无患子提取物混合，搅拌均匀，得到非离子-阴离子复合表面活性剂。

本发明第二方面提供的非离子-阴离子复合表面活性剂的制备方法用于得到本发明第一方面提供的非离子-阴离子复合表面活性剂。

本发明的第三方面提供了一种非离子-阴离子复合表面活性剂的应用，该非离子-阴离子复合表面活性剂作为驱油剂应用于三次采油中；

本发明第三方面所用的非离子-阴离子复合表面活性剂为本发明第一方面提供的非离子-阴离子复合表面活性剂。

本实施方式中，所得非离子-阴离子复合表面活性剂发泡的温度为20～80℃，优选为20～50℃，进一步为20℃，在该温度范围内，所得非离子-阴离子复合表面活性剂的发泡效果最佳。

发泡性能的测试：将100ml的溶有发泡剂的待测液加入到500ml的烧杯中，记录待测液的体积，然后开动搅拌器，搅动2min后停止搅动，记录下产生的泡沫体积即泡沫量，以及泡沫消泡一半的时间即半衰期。

表面张力的测试：采用kruss全自动表面张力仪，采用吊片法测定常温下待测液在0.1g/l、0.2g/l、0.4g/l、0.6g/l、0.8g/l、1g/l时的表面张力。

20000mg/l的矿化度水的配制：分别称取1.73g氯化钙(cacl2)，1.17g氯化镁(mgcl2)，5.27g硫酸钠(na2so4)，11.83g氯化钠(nacl)于烧杯中，用蒸馏水溶液稀释至总体积为1l，得到总矿化度为20000mg/l的矿化度水。

40000mg/l的矿化度水的配制：分别称取3.46g氯化钙(cacl2)，2.34g氯化镁(mgcl2)，10.54g硫酸钠(na2so4)，23.66g氯化钠(nacl)于烧杯中，用蒸馏水溶液稀释至总体积为1l，得到总矿化度为40000mg/l的矿化度水。

实施例1

第一步，按比例将正辛酸、碳酸钠和水加入烧瓶中，在20～100℃下反应0.5～1.5h，随后经过滤、蒸发和干燥得到辛酸钠；该过程中，辛酸与碳酸钠的质量比为(1～3)：1；正辛酸与水的比例为1g：(5～15)ml；采用尾气吸收装置收集生产的二氧化碳。通过正交试验筛选合成辛酸钠的最佳工艺条件，试验条件如表1所示，试验结果如表2所示。

正交试验结果表明，正辛酸与碳酸钠的质量比为3：1；正辛酸与水的比例为1g：5ml；反应温度为60℃；反应时间为1h的条件下，所得辛酸钠的发泡性能最佳，20℃时的泡沫体积达到320ml，半衰期达到13.5min。

第二步，按1g：15ml的固液比将预处理后的无患子用90wt％的乙醇在95℃下提取6h，随后经过滤、干燥得到无患子提取物。

第三步，将最佳工艺条件下所获得的辛酸钠和无患子提取物以不同的质量比复配，得到非离子-阴离子复合表面活性剂。试验结果如表3和表4所示。

表1辛酸钠的合成工艺条件

表2辛酸钠的发泡性能

表3非离子-阴离子复合表面活性剂的发泡性能

表4非离子-阴离子复合表面活性剂的表面张力(mn/m)

由表3和表4的结果可以看出，将辛酸钠与无患果提取物按一定的比例复配，能充分发挥二者的协同作用，提高所得非离子-阴离子复合表面活性剂的发泡性能，降低清水表面张力。

实施例2

将上述最佳配比条件下所得非离子-阴离子复合表面活性剂在模拟油田矿化度及清水中的发泡性能及表面张力，结果如表5和表6所示。

表5无患子提取物与辛酸钠按0.8:0.2的质量比复配后在不同矿化度下的发泡性能

表6无患子提取物与辛酸钠按0.8:0.2的质量比复配后在不同矿化度下表面张力(mn/m)

由表5和表6的结果可以看出，矿化度对最佳配比下所得非离子-阴离子复合表面活性剂的发泡性能和表面张力均具有较大的影响。具体来说，随着矿化度的增加，泡沫体积和半衰期均有所下降，说明矿化度的增加将导致发泡性能变差，但仍能保持较好的发泡性能；随着矿化度的增加，表面张力进一步下降，说明矿化度有利于进一步降低表面张力，进一步有利于提高驱油率。结合上述实验结果，本发明最佳配比条件下所得非离子-阴离子复合表面活性剂在高矿化度条件下也能保持稳定，说明本发明所得非离子-阴离子复合表面活性剂能够作为驱油剂应用于矿化度较高的油田中。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击【在线咨询】或添加微信【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。