Page 193 - 《精细化工》2020年第4期

第 4 期 王艳萍，等: 耐温耐盐乳化降黏剂的结构设计及其构效关系 ·827·

渤海油区海上稠油储量丰富，但该油田稠油黏 ME204E 型精密电子天平，上海 Mettler Toledo
度高，密度大，胶质、沥青质总含量高，流动性较 公司；电热恒温水浴锅，龙口市先科仪器有限公司；
差，易堵塞地层，油井产量下降明显，开采和运输 WCCF 微型磁力高压反应釜，西安太康生物科技有
困难 [1-4] 。通常可采用稠油乳化降黏、化学降黏复合 限公司；K100C 型表面张力仪，德国 Kruss 公司；
吞吐降黏、蜡晶改进剂降凝降黏、稠油加碱降黏和 RVDV-ⅢU 型旋转黏度计，美国 Brookfield 公司；
[5]
化学吞吐降黏等化学降黏方法来降低稠油黏度 。 JYW-200A 型旋滴界面张力仪，承德市科承试验机
当前，将乳化降黏剂配合注蒸汽热采是海上稠油重 有限公司；BA310-T 型三目透射偏光显微镜，上海
要的开采方式，随着深井稠油尤其是海上稠油的不 麦克奥迪实业集团有限公司；LT-15/11/B410 型马弗
断开采，出现一些高温高盐油藏，在普通油藏中应 炉，德国 Heilna 公司。
用成功的化学剂，在高温高盐条件下起不到应有的 1.2 方法
效果。例如，复合降黏剂 SDG-3 ， 耐盐度达 水溶性乳化降黏剂 AFOP-10 的合成：将 1.0 g
5
[6]
2.2×10 mg/L，耐高温仅达 140 ℃ ；有的乳化降黏 （0.003 mol）双酚 AF 加入反应釜中，加 10.0 mL
剂虽耐温可达 300 ℃以上，但使用时体系需调节到 （0.56 mol）去离子水，滴加质量分数 40%的氢氧化
较高 pH 值才能对稠油有较好的乳化降黏效果，会 钠溶液，搅拌至双酚 AF 溶解，加入 4.8 g（0.018 mol）
对地层造成一定程度的损害，同时使原油后处理更 对羟基苯磺酸与 5.1 g（0.063 mol）甲醛水溶液，开
加困难 [7-8] ；因此，研发耐高温、耐高盐，界面张力 启搅拌，升温至 80 ℃，羟甲基化反应 1.5 h，生成
低、表面活性强，能够满足海上高温高盐油藏稠油 中间产物Ⅰ和Ⅱ，如反应式(1)所示；向其中加入
[9]
乳化降黏开采需求的乳化降黏剂十分必要 。 17.4 g（0.027 mol）OP-10 和 6.6 g（0.081 mol）甲
本文研发了一种适于渤海稠油的耐温耐盐型乳 醛水溶液，用质量分数 30%的硫酸溶液调节体系 pH
化降 黏剂 AFOP-10，该降黏 剂分 子 中同 时含 有 为 3~4，继续于 80 ℃下进行羟甲基化反应 3.0 h，
—SO 3 H 和—CH 2 CH 2 O—两类亲水基团，含有三氟甲 生成中间产物Ⅲ，如反应式(2)所示；然后升温到
基、苯环、长链烷基三类亲油基团，兼具阴离子型 100 ℃反应 8.0 h，带有羟甲基的中间产物Ⅰ、Ⅱ、
和非离子型乳化降黏剂的性能优势 [10] ，配合注蒸汽 Ⅲ发生共缩聚反应，如反应式(3)所示，得橙黄色乳
热采技术，用于海上稠油的乳化降黏。按照中国石 化降黏剂 AFOP-10。
化集团胜利石油管理局企业标准 Q/SH1020 2193—
2013《高温稠油降黏剂通用技术条件》 [11] 的规定，
鉴于降黏剂结构是影响其耐温耐盐性能的重要因
素，通过单体配比、氧乙烯基数目等方面研究了降
黏剂 AFOP-10 的结构与性能的关系。同时，测试了
AFOP-10 的表面性质以及耐温耐盐性能，对进一步
将其用于海上高温高盐油藏稠油乳化降黏开采奠定
了一定的基础。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器
双酚 AF（BPAF）、对羟基苯磺酸（PHSA）、十
二烷基苯磺酸钠（SDBS），AR，上海阿拉丁生化科
技股份有限公司；聚氧乙烯辛基苯酚醚-6（OP-6）、
聚氧乙烯辛基苯酚醚-10（OP-10）、聚氧乙烯辛基苯
酚醚-15（OP-15），CP，山东优索化工科技有限公
司；甲醛（质量分数 37%）、NaOH、H 2 SO 4 （质量
分数 98%）、NaHCO 3 、NaCl，MgCl 2 •6H 2 O、CaCl 2 ，
AR，国药集团化学试剂有限公司。渤海稠油 2-1，
密度 0.9781 g/cm，黏度 3500 mPa·s；渤海稠油 2-2，
密度 0.9987 g/cm，黏度 7650 mPa·s；渤海稠油 27-2，
密度 0.9785 g/cm，黏度 3000 mPa·s。