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随着我国油田相继进入高含水期和特高含水期开发阶段,各种增产措施的展开,使采出的原油乳状液组成日趋复杂,造成了油井采出液油-水乳化严重,破乳变得更加困难,非离子的聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物破乳剂专一性强,对于不同的油田没有很好的适用性,所以单纯的聚醚型非离子破乳剂已不能完全适应原油脱水的需要。复配是利用部分破乳剂之间的协调增效作用,使具有不同功效、不同特点、不同结构的破乳剂按一定的比例混合,突破了单一破乳剂性能上的弱点;改性是通过接枝、扩链、交联、梳化等手段单独或联合使用改变聚醚破乳剂的分子结构或扩大其分子量,使之更易于扩散和界面吸附。我们通过复配和改性两种手段来增强聚醚破乳剂的破乳效果和适用性,制备了不同种类的胺型离子液体,使之与不同起始剂的聚醚破乳剂复配获得了很好的协同增效作用,另外通过聚合-酯化的工艺制备了聚丙酸聚醚酯破乳剂,得到的改性破乳剂的脱水率和脱水速率均有明显改善,具体研究内容包括以下三个方面:
(1)制备了两种胺型离子液体,即硝酸正丁胺(氮基胺型离子液体)和硫酸正丁胺(硫基胺型离子液体),使二者分别与三种不同起始剂的聚醚破乳剂N J-2001、TA-1031、AP-221复配,并将得到的新型复配破乳剂应用于模拟原油乳状液中进行破乳实验,发现氮基和硫基胺型离子液体对聚醚破乳剂N J-2001、AP-221具有较好的协同增效作用,同样条件下复配新型破乳剂的脱水率和脱水速率相比单独的N J-2001、AP-221均有较大提高。例如氮基胺型离子液体和NJ-2001复配破乳剂在温度60℃、用量400ppm条件下,120min的脱水率比同样条件下单独的NJ-2001高出45%,但氮基和硫基胺型离子液体对TA-1031则没有破乳增效作用;进一步研究氮基胺型离子液体和聚醚复配破乳剂的pH值对破乳效果的影响,发现在一定范围内增大复配破乳剂pH值能够使脱水率有较大提高。
(2)制备碳基胺型离子液体(阴离子均为脂肪酸根),包括乙酸正丁胺、油酸正丁胺、硬脂酸正丁胺、硬脂酸二正丁胺离子液体,将它们分别与三种不同起始剂的聚醚破乳剂NJ-2001、TA-1031、AP-221复配得到新型复配型破乳剂,通过对模拟原油乳状液的破乳实验发现,碳基胺型离子液体和NJ-2001、AP-221复配破乳剂的破乳效果相比单独的NJ-2001、AP-221有了显著提高。例如在温度60℃、用量200ppm条件下,油酸正丁胺和AP-221复配破乳剂在15min的脱水率比同样条件下单独的AP-221高出42%。此外,直接应用有机胺类包括正丁胺、二正丁胺、三乙醇胺,分别与三种聚醚破乳剂复配,结果表明有机胺类同样能够增强原聚醚破乳剂的破乳效果。
(3)使用聚合-酯化工艺分别对N J-2001、TA-1031、AP-221三种聚醚破乳剂进行改性,制备了聚丙烯酸聚醚酯以及聚丙烯酸丁酯/丙烯酸聚醚酯改性破乳剂。采用分步升温、分步加入引发剂和催化剂的方法,有效地保证聚合和酯化反应的有序进行,得到的三种聚丙烯酸聚醚酯改性破乳剂的破乳效果均优于改性前的破乳剂。例如在温度50℃、用量200ppm条件下,聚丙烯酸酯化改性TA-1031破乳剂在15min时乳状液的脱水率达97%,比同样条件下单独的TA-1031高出42%;在60min时乳状液的脱水率已经达到100%。