碱/聚合物/表活性剂对原油乳化性能影响研究

[摘 要]原油乳液是由两种互不相溶解的极性物质水和非极性物质油，在乳化剂的作用下，经过开采过程中的物理作用形成相对稳定的分散体系。水和石油之间存在相当高的界面张力，形成的油-水界面体系在地层孔隙中的流动受到相当大的阻力。因此在注水时加入表面活性剂降低油水的界面张力是一种很好的提高采收率的方法。目前，聚合物、碱和表面活性剂等作为三次强化采油技术中最重要的驱油剂，对原油乳化均有不同程度的影响。本文针对三次采油的原油乳化体系，研究了碱、聚合物、表面活性剂及相互之间对原油乳化的影响，并检测其界面张力。

[关键词]碱聚合物 表面活性剂 乳化

中图分类号：TQ423；TQ920.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0092-01

前言

相关资料表明，具有较强乳化性能的溶液能够有效地调整油水流度比，扩大波及体积，提高了驱油效率的作用，油水乳化能力是提高采收率的重要因素，为提高三元体系的驱油能力，开展了三元体系中各组分对原油乳化性能影响研究。

1. 乳化的概念

提高石油采收率密切相关的问题之一就是原油乳化体系的研究。原油乳液是由两种互不相溶解的极性物质水和非极性物质油，在乳化剂的作用下，经过开采过程中的物理作用形成的稳定分散体系。根据液体存在的形式和性质主要有两种类型，一类是油分散在水中，简称为水包油型乳状液，用O/W表示；另一类是水分散在油中，简称为油包水型乳状液，用W/O表示。原油中含有大量的起乳化剂作用的有机酸（主要是环烷酸）及其盐类、胶质、沥青质、微型碳酸盐、硅石、粘土、磺酸盐以及微晶蜡等表面活性物质。油-水之间存在相当高的界面张力[1]，油水的乳状液会使粘度显著增大，形成的油-水界面体系在地层孔隙中的流动受到相当大的阻力，在原油开采时原油含水会使总液量增加，增大输送过程中动力消耗[2，3]。

2 碱/聚合物/表活剂对原油乳化性能影响

2.1 实验方法

配制下列体系油水比（质量比）为1：1，振荡，放置在45℃恒温烘箱。观察各体系乳化效果，并测其界面张力。

体系1：1.2%氢氧化钠；

体系2：0.6%氢氧化钠；

体系3：1000mg/L聚合物+1.2%氢氧化钠；

体系4：0.3%表活剂+1.2%氢氧化钠；

体系5：1000mg/L聚合物+0.3%表活剂+1.2%氢氧化钠；

体系6：0.3%表活剂。

为了排除其他因素干扰，实验体系均采用蒸馏水配制，原油为六厂原油，表活剂为六厂三元用重烷基苯磺酸盐，聚合物分子量为1200万。

2.2 碱与原油乳化作用较强

实验结果表明，1.2%碱体系放置15天后油水没有分层的现象，乳化效果较好， 0.6%碱体系放置7天后油水没有分层的现象，而15天后体系有明显的油水分层现象，出水率6.2 %，1.2%碱体系的乳化能力更强。

碱体系中加入聚合物后，乳化能力仍较强，1.2%碱/聚合物二元体系与原油配制的体系放置15天后未出现分层现象。

2.3 表面活性剂与原油之间有一定的乳化作用

实验结果表明，0.3%表活剂体系放置7天后出现分层现象，但油水分享不完全，放置15天后，出水率75.0 %。

表活剂体系中加入碱后，表活剂/碱体系对原油的乳化能力增强，乳状液放置15天后出水率68.6%。

2.4 聚合物体系对原油乳化能力较低

实验结果表明，聚合物对原油的乳化能力较低，乳状液放置7天后的出水率达到93.8 %。

在聚合物体系中加入浓度为1.2%的碱后，体系对原油的乳化能力大幅度提高，聚合物/碱体系与原油配制的体系放置15天后未出现分层现象。

2.5 三元体系与原油的乳化作用

在聚合物/碱体系中加入表活剂后，体系对原油的乳化能力有所下降，乳状液放置7天后出现分层现象，但油水分离不完全，放置15天后，出水率上升。

3. 实验结果分析

由不同体系与原油间乳化作用实验结果看出，碱体系与碱/聚合物对原油乳化能力较强，三元体系次之，表活剂体系对原油的乳化能力较弱，聚合物体系乳化能力最弱。分析原因如下：

一是碱能够与原油中的有机酸发生皂化反应，产生表面活性剂，体系表面张力由乳化前的19.71mN/m下降到3.65×10-1mN/m。

二是聚合物的加入一方面增加了体系粘度，液珠聚并速率下降，不易破乳，乳状液稳定性增强；另一方面，界面上吸附的聚合物使界面膜具有了更强的粘性和弹性，增强了膜的机械强度，使乳状液难以破坏。

三是表面活性剂本身具有乳化性能，0.3%S+1.2%A体系和1000P+0.3%S+1.2%A体系加入了表活剂重烷基苯磺酸盐，重烷基苯磺酸盐在界面上紧密的排列，其界面活性好于碱与有机酸发生皂化反应产生的表面活性物质NaA的界面活性，因此重烷基苯磺酸盐先与原油发生乳化作用。

因此1000P+1.2%A体系的乳化效果优于0.3%S+1.2%A体系和1000P+0.3%S+1.2%A体系的乳化效果。

4 结论

4.1 碱是影响油水乳化的主要因素；

4.2 聚合物/碱二元体系中加入表活剂后对原油乳化作用减弱。

参考文献

[1] 顾惕人，朱瑶，李外朗，等.表面化学[M].北京：科学出版社，2001，162-181.

[2] 黄亚铎，杨普华.大港孔店原油碱水乳化性能的研究Ⅰ自发乳化与剪切乳化[J].油田化学，1984，1（2）：189-195.

[3] 丁德馨，孙在春，杨国华，等.原油乳状液的稳定与破乳[J].油田化学，1998，15（1）：82-86.