2-D智能纳米黑卡稳定乳状液的机理
发布时间：2021-11-12 17:43
为揭示二维纳米片状材料（黑卡）对乳状液稳定性的影响,以扶余油田长春岭和三队区块原油为例,在水油体积比为7∶3的条件下,研究质量分数为0.005%的2-D智能纳米黑卡流体对原油乳状液稳定性的影响。通过稳定性分析仪和界面流变仪表征乳状液稳定性大小和界面膜强度,通过观察乳状液的微观形状和粒径分布分析黑卡增强乳状液稳定性的机理。研究结果表明,黑卡尺寸约为70×100（nm）,厚度为0.65数1.2 nm。在原油和0.01%稳定剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）组成的乳状液中加入黑卡后形成Pickering乳状液,乳状液的析水速度变慢,乳状液的稳定析水率从75.71%数78.57%降至65.71%数72.86%;乳状液稳定性提高,稳定性指数（TSI）值由4.73数5.64降至2.71数3.84;乳状液膜的强度增强,体系流变学特征由黏性转变为明显的弹性。黑卡作用的Pickering乳状液的背散射光曲线可分为乳状液破乳区、过渡区和乳状液聚并区3个区域。黑卡能改变稳定剂亲水-亲油平衡,将W/O型乳状液转变为O/W型乳状液,形成液滴尺寸为0.1数5μm大小的乳状液,大幅降低原油黏度。黑卡同时具有亲水-亲...
【文章来源】：油田化学. 2020,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
黑卡的SEM(a）、TEM(b）、AFM(c）图像和厚度分布曲线（d)
为深入研究黑卡稳定乳状液的机理，使用质量分数为0.005%的黑卡流体配制乳状液。C-03和S-03 Pickering乳状液的动态析水过程见图2。随着时间的延长，C-03和S-03Pickering乳状液均逐渐析水，且最终达到析水平衡。由于油品性质的差异，乳状液的析水现象有所不同。C-03乳状液体系在90 min时的析水量达到21 m L，析水率为60%；当时间超过90 min时，C-03析水变慢，析水率逐渐稳定。S-03乳状液体系在75 min时的析水量达到21m L，析水率为60%；当时间超过105 min时，S-03析水变慢，析水率逐渐稳定。C-03和S-03 Pickering乳状液的析水量和析水率见图3。由图可见，析水率随时间的变化曲线存在两个区域：一是直线上升区即析水率随时间延长呈现直线上升的趋势，二是平缓稳定区即析水率随时间延长呈现缓慢变化的趋势。在图3(a）中，当时间处于0~60 min区域时，析水率随时间延长呈线性上升。60 min时C-03 Pickering乳状液的析水量达到18 m L，析水率为51.43%；当时间超过60 min时，乳状液的析水速度逐渐减小，析水率曲线呈现上凸趋势最终稳定在65.71%；图3(b）中析水率曲线也表现为先直线上升后平缓稳定的变化趋势。但析水率直线上升的时间区域为0~90 min，在90min时S-03 Pickering乳状液的析水量达到24 m L，析水率为68.57%。S-03 Pickering乳状液的最终析水率稳定在72.86%。
在乳状液形成的初始时刻，体系中乳状液滴数目较多，质量分数为0.005%的黑卡以单层吸附的形式赋存于油水界面上，无法产生多层吸附形成致密液膜，只能在一定范围内增强乳状液的稳定性。因此，随着时间的延长，Pickering乳状液的析水率呈现直线上升的现象。当部分乳状液破乳后会释放吸附在油水界面上的黑卡，增加体相中黑卡浓度。由于黑卡具有亲水-亲油两亲性质，因此黑卡会智能寻找新的油水界面并吸附，从而进一步增强乳状液滴的强度，提高乳状液稳定性。因此，析水率曲线呈现上凸趋势。2.2.2 乳状液的动态析水过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]稠油降粘剂降粘技术研究[J]. 王培. 辽宁化工. 2018(09)
[2]应用纳米技术提高原油采收率综述[J]. 李凯欣,赵法军,李星雨,王力,张煜,刘鹏. 当代化工. 2018(08)
[3]Al2O3纳米颗粒与表面活性剂对O/W乳状液稳定性的影响[J]. 陈小榆,李原,谢欣彤,陈思佳. 油田化学. 2017(04)
[4]纳米SiO2/十二烷基氨基丙酸钠协同稳定的pH响应性Pickering乳状液[J]. 刘凯鸿,林琪,崔正刚,裴晓梅,蒋建中. 高等学校化学学报. 2017(01)
[5]Pickering乳液在功能高分子中的应用研究进展[J]. 张智慧,张全元,徐祖顺. 胶体与聚合物. 2016(03)
[6]稠油W/O型乳状液表观粘度变化微观原因解析[J]. 董巧玲,蒲春生,郑黎明,段琼,何延龙,任杨,尉雪梅. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2014(05)
[7]Pickering乳状液的研究进展[J]. 杨飞,王君,蓝强,孙德军,李传宪. 化学进展. 2009(Z2)
硕士论文
[1]纳米颗粒驱油实验技术研究[D]. 张宗勋.中国石油大学(北京) 2016
[2]驱油用纳米二氧化硅的制备及改性研究[D]. 王维.中国石油大学(华东) 2015
本文编号：3491385
【文章来源】：油田化学. 2020,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
黑卡的SEM(a）、TEM(b）、AFM(c）图像和厚度分布曲线（d)
为深入研究黑卡稳定乳状液的机理，使用质量分数为0.005%的黑卡流体配制乳状液。C-03和S-03 Pickering乳状液的动态析水过程见图2。随着时间的延长，C-03和S-03Pickering乳状液均逐渐析水，且最终达到析水平衡。由于油品性质的差异，乳状液的析水现象有所不同。C-03乳状液体系在90 min时的析水量达到21 m L，析水率为60%；当时间超过90 min时，C-03析水变慢，析水率逐渐稳定。S-03乳状液体系在75 min时的析水量达到21m L，析水率为60%；当时间超过105 min时，S-03析水变慢，析水率逐渐稳定。C-03和S-03 Pickering乳状液的析水量和析水率见图3。由图可见，析水率随时间的变化曲线存在两个区域：一是直线上升区即析水率随时间延长呈现直线上升的趋势，二是平缓稳定区即析水率随时间延长呈现缓慢变化的趋势。在图3(a）中，当时间处于0~60 min区域时，析水率随时间延长呈线性上升。60 min时C-03 Pickering乳状液的析水量达到18 m L，析水率为51.43%；当时间超过60 min时，乳状液的析水速度逐渐减小，析水率曲线呈现上凸趋势最终稳定在65.71%；图3(b）中析水率曲线也表现为先直线上升后平缓稳定的变化趋势。但析水率直线上升的时间区域为0~90 min，在90min时S-03 Pickering乳状液的析水量达到24 m L，析水率为68.57%。S-03 Pickering乳状液的最终析水率稳定在72.86%。
在乳状液形成的初始时刻，体系中乳状液滴数目较多，质量分数为0.005%的黑卡以单层吸附的形式赋存于油水界面上，无法产生多层吸附形成致密液膜，只能在一定范围内增强乳状液的稳定性。因此，随着时间的延长，Pickering乳状液的析水率呈现直线上升的现象。当部分乳状液破乳后会释放吸附在油水界面上的黑卡，增加体相中黑卡浓度。由于黑卡具有亲水-亲油两亲性质，因此黑卡会智能寻找新的油水界面并吸附，从而进一步增强乳状液滴的强度，提高乳状液稳定性。因此，析水率曲线呈现上凸趋势。2.2.2 乳状液的动态析水过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]稠油降粘剂降粘技术研究[J]. 王培. 辽宁化工. 2018(09)
[2]应用纳米技术提高原油采收率综述[J]. 李凯欣,赵法军,李星雨,王力,张煜,刘鹏. 当代化工. 2018(08)
[3]Al2O3纳米颗粒与表面活性剂对O/W乳状液稳定性的影响[J]. 陈小榆,李原,谢欣彤,陈思佳. 油田化学. 2017(04)
[4]纳米SiO2/十二烷基氨基丙酸钠协同稳定的pH响应性Pickering乳状液[J]. 刘凯鸿,林琪,崔正刚,裴晓梅,蒋建中. 高等学校化学学报. 2017(01)
[5]Pickering乳液在功能高分子中的应用研究进展[J]. 张智慧,张全元,徐祖顺. 胶体与聚合物. 2016(03)
[6]稠油W/O型乳状液表观粘度变化微观原因解析[J]. 董巧玲,蒲春生,郑黎明,段琼,何延龙,任杨,尉雪梅. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2014(05)
[7]Pickering乳状液的研究进展[J]. 杨飞,王君,蓝强,孙德军,李传宪. 化学进展. 2009(Z2)
硕士论文
[1]纳米颗粒驱油实验技术研究[D]. 张宗勋.中国石油大学(北京) 2016
[2]驱油用纳米二氧化硅的制备及改性研究[D]. 王维.中国石油大学(华东) 2015
本文编号：3491385
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