一种固相纳微米级表面活性剂的制备方法与流程

本发明属于表面活性剂，具体涉及一种固相纳微米级表面活性剂的制备方法。

背景技术：

1、目前调剖堵水聚合物主要以聚丙烯酰胺及其衍生物为主，但是在实际应用过程中也发现了很多缺点，体膨颗粒遇水膨胀后强度迅速下降，冻胶的地下形成易受剪切、化学、吸附、稀释等多种作用影响，导致冻胶的成冻时间、冻胶强度、进入地层深度难以预测而影响调剖堵水的有效性。

2、聚合物微球是一种粒径可控、强度可调的纳微米级调剖产品，现场取得良好的效果，但是其生产过程中需要使用大量矿物油和乳化剂，有效含量低(＜25％)，容易分层，因而综合成本高。

3、表面活性剂驱通过改变油层润湿性，降低界面张力，从而提高原油采收率，其特点是提高采收率幅度大，适用面广，具有较大的发展潜力，缺点是吸附损失大且容易产生相分离。

4、表面活性剂驱不能改变水驱方向，通常需要结合聚合物进行二元复合驱，或者通过设计不同的段塞(调剖颗粒、聚合物凝集、表面活性剂)，并进行合理的注入程序，从而获得更高的采收率。

5、当纳米材料与水相一起注入地层后，纳米材料在多孔介质中后，基于能量最低原理，纳米材料在固/油/水三相弯月面处扩散并沉积，在油湿岩石表面形成连续的吸附层，改变岩石润湿性，同时由于纳米材料对油相和水相的亲和性能不同，对孔喉中的原油形成包覆，并扩散于水相，降低了油膜厚度，从而提高采收率。

技术实现思路

1、为克服现有技术中纳米微球含量低，易分层和表面活性剂易发生相分离的缺点，本发明的目的在于提供一种固相纳微米级表面活性剂的制备方法，结合纳米材料提高原油采收率的特性，采用反相乳液聚合工艺，将表面活性剂结构引入到纳微米的聚合物凝胶中，然后分离纯化得到固相纳微米级表面活性剂，从而赋予深部调剖作用以及乳化剥离原油特点，最终大幅提高原油采收率。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种固相纳微米级表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)在夹套反应釜中，加入0～50wt％正己烷、5～25wt％油溶性乳化剂、5～20wt％反应性乳化剂，开启搅拌得到油相；

4、(2)在夹套反应釜中加入5～20wt％水溶性反应单体和10～20wt％水溶解成水溶液，用氢氧化钠调节ph＝5.5-6.8，控制中和温度≤20℃，加入过硫酸钾和偶氮二异丁腈，得到水相；

5、(3)将水相压入到油相反应釜中，开启搅拌通氮气除氧40min，冷却降温温度10～15℃；

6、(4)一次性加入计量的亚硫酸氢钠溶液进行聚合，体系迅速聚合升温，当达到最高温度后，继续反应30min，反应完成；

7、(5)反应釜升温，进行减压蒸馏，温度55～60℃去除正己烷；

8、(6)加入与水相油相质量总和相等的甲醇，开启搅拌30min，充分搅拌溶解乳化剂和残留正己烷；

9、(7)转移到离心机中离心，去除甲醇，将固相物进行真空干燥得到最终产品。

10、具体地，所述步骤(1)中油溶性乳化剂为span60、span80、span85中的至少一种。

11、具体地，所述步骤(1)中反应性乳化剂为：十二烷基二甲基烯丙基氯化铵rsa-1223、十四烷基二甲基烯丙基氯化铵rsa-1423、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵rsa-1623、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵rsa-1823、丙烯酰丙基二甲基十二烷基溴化铵rsa-1226、丙烯酰丙基二甲基十四烷基溴化铵rsa-1426、丙烯酰丙基二甲基十六烷基溴化铵rsa-1626、丙烯酰丙基二甲基十八烷基溴化铵rsa-1826中的一种或者混合物。

12、具体地，所述步骤(2)中水溶性反应单体由丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和n,n-亚甲基二丙烯酰胺按照质量比100:0～10：0～10：0.1～5混合而成。

13、具体地，所述过硫酸钾加入量为水溶性反应单体的0.0001～0.05wt％，偶氮二异丁腈加入量为水溶性反应单体的0.0001～0.05wt％，亚硫酸氢钠加入量为水溶性反应单体的0.0001～0.05wt％。

14、本发明具有以下有益效果：本发明通过将水溶性单体进行溶解得到水相，然后加入到含有反应性乳化剂(反应性表面活性剂)的油相中，采用自由基反相微乳液聚合工艺，将表面活性剂结构引入到纳微米的聚合物凝胶中，然后通过减压蒸馏、醇洗、离心和干燥得到固相纳微米级表面活性剂，具有遇水快速分散、能够降低油水界面张力，可用于调驱作业，提高原油采收率。本发明制备的固相纳微米级表面活性剂粒径50～300nm，膨胀倍数1～20倍，80℃条件下、矿化度50000mg/l的地层水配制0.5wt％水分散液与原油界面张力≤1.5mn/m，天然岩心封堵率＞60％，提高采收率＞8％。

技术特征：

1.一种固相纳微米级表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的固相纳微米级表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中油溶性乳化剂为span60、span80、span85中的至少一种。

3.如权利要求1所述的固相纳微米级表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中反应性乳化剂为：十二烷基二甲基烯丙基氯化铵rsa-1223、十四烷基二甲基烯丙基氯化铵rsa-1423、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵rsa-1623、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵rsa-1823、丙烯酰丙基二甲基十二烷基溴化铵rsa-1226、丙烯酰丙基二甲基十四烷基溴化铵rsa-1426、丙烯酰丙基二甲基十六烷基溴化铵rsa-1626、丙烯酰丙基二甲基十八烷基溴化铵rsa-1826中的一种或者混合物。

4.如权利要求1所述的固相纳微米级表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中水溶性反应单体由丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和n,n-亚甲基二丙烯酰胺按照质量比100:0～10：0～10：0.1～5混合而成。

5.如权利要求1所述的固相纳微米级表面活性剂的制备方法，其特征在于，所述过硫酸钾加入量为水溶性反应单体的0.0001～0.05wt％，偶氮二异丁腈加入量为水溶性反应单体的0.0001～0.05wt％，亚硫酸氢钠加入量为水溶性反应单体的0.0001～0.05wt％。

技术总结
本发明属于表面活性剂技术领域，具体涉及一种固相纳微米级表面活性剂的制备方法，通过将水溶性单体进行溶解得到水相，然后加入到含有反应性乳化剂(反应性表面活性剂)的油相中，采用自由基反相微乳液聚合工艺，将表面活性剂结构引入到纳微米的聚合物凝胶中，然后通过减压蒸馏、醇洗、离心和干燥得到固相纳微米级表面活性剂，具有遇水快速分散、能够降低油水界面张力，可用于调驱作业，提高原油采收率。本发明制备的固相纳微米级表面活性剂粒径50～300nm，膨胀倍数1～20倍，80℃条件下、矿化度50000mg/L的地层水配制0.5wt％水分散液与原油界面张力≤1.5mN/m，天然岩心封堵率＞60％，提高采收率＞8％。

技术研发人员：陈晓刚,陈小丽,任建军,梁欢,武红,吕营波
受保护的技术使用者：东营宝莫环境工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13