[发明专利]油水乳液乳化剂组合物

说明书

本发明提供了一种油水乳液乳化剂组合物，所述组合物包含至少一种式(1)所示的有机酸和至少一种式(2)所示的多胺，并且所述有机酸与所述多胺的总摩尔比为1:100‑100:1。所述组合物可用于使油水混合物快速乳化形成稳定的油包水型乳液，所述油包水型乳液可具有低至超低的油水体积比。R₁‑A₁式(1)NH₂‑[(CH₂)_mNH]_n‑H式(2)。

技术领域

本发明涉及一种油水乳液乳化剂组合物，具体而言涉及一种能够促 进油水快速乳化并制备超低油水比油包水乳液的复合型乳化剂组合物， 属于油田化学领域。

背景技术

乳化是复合驱提高原油采收率的重要机理之一。乳化剂是乳浊液的 稳定剂，是一类表面活性剂。当乳化剂分散在分散质的表面时，形成薄 膜或双电层，可使分散相带有电荷，从而阻止分散相的小液滴互相凝结， 使得形成的乳浊液(在本发明的上下文中，也称为乳液或乳状液)趋于 稳定。

目前，制备乳液大多需要外界做功和专门的乳化设备，如超声波、 均化器和微射流乳化器等高效乳化器，这些设备本身造价昂贵，生产成 本较高，同时在采油过程中涉及复杂低效的工艺过程。为了改善这一现 象，提出了自发乳化或快速乳化等机制，试图改善这一问题。

自发乳化是指在无任何热力学或动力学外力的作用下，使两种静置 放在一起的液体经过絮状相变后自发地形成乳液的过程。该过程尽管无 需依赖外部操作，然而通常需要较长时间，不适合工业应用。

与之相比，在工业过程中，在适当的表面活性剂和少量机械能(如轻 微的摇动、搅拌或超声波等)的共同作用下发生的乳化，也称为快速乳化。 快速乳化是一种独特的界面现象，能够使油相和水相在微小外力的作用 下自然混成形成乳液。除了能够节省能源外，还具有乳化粒径分布均匀 细小，乳化率高等优点。在三次采油领域中，乳化是驱油的重要机理之 一，通过合适的表面活性剂体系进行驱油，使原油快速乳化降低界面张 力，并使乳液黏度增大，预期能够以较低的成本大大提高采油效率，因 而具有广阔的应用前景。另一方面，这种自发、快速的特性在乳液制备 领域得到越来越广泛的重视，成为近年来国内外研究的热点之一。

综合近年来对快速乳化现象的分析与研究，目前一般认为快速乳化 主要取决于下面几个参数或变量：油水界面张力；界面的和主体内部的 黏度；以及表面活性剂的结构和浓度。当界面张力越低，流体黏度越大 的时候，毛细数越大。而毛细数越大，驱油效率越高。因此，对于表面 活性剂在驱油中的应用，期望得到这样一种配方：体系能够使原油快速乳化，并且乳液黏度增大。

另一方面，油基钻井液又称油基泥浆，主要是指以油作连续相、水 作分散相、乳化剂作稳定剂的油包水乳化钻井液。与水基钻井液相比， 油基钻井液具有很强的抑制性，能够起到良好的井壁稳定和页岩抑制作 用，因此特别适用于地层条件复杂的易水敏地层，具有优异的抗高温能 力、良好的润滑性、极强的抗盐污染和抗钻屑污染能力，并且还具有现场维护简单、钻井液可循环使用等优点。自20世纪60年代以来，油基 钻井液得到了快速发展，成为钻探高难度的高温深井、海上钻井、大斜 度定向井、水平井、各种复杂井段和保护储层的重要手段。但同时，目 前已有的油基钻井液也存在着成本高、不利于录井作业以及环境污染等 问题。降低油基钻井液的油水比可以有效的控制油基钻井液的使用成本， 提高其应用效率，因此，如何有效降低油基钻井液的油水比，获得超低 油水比乳化油基钻井液，并同时保证乳液的稳定性，也成为相关乳化剂 研发中的关键因素。

发明内容

发明人经过潜心研究与大量实验，出人意料地发现，按照特定的比 例将脂肪酸与多胺在水中混合，可以实现油水混合物的快速乳化，并提 高乳液的稳定性和黏度，降低油水界面张力至10^-3mN/m的数量级；同 时，可以制备油相含量低于5％(体积分数)的超低油水比油包水乳液， 并且所获得的乳液还具有优异的稳定性。