稠油乳状液破乳剂油水界面流变性对其破乳脱水性能的影响

发布时间：2017-11-05 02:27

  本文关键词：稠油乳状液破乳剂油水界面流变性对其破乳脱水性能的影响

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【摘要】：稠油储量丰富,但是由于其本身粘度较大且存在大量天然乳化剂,导致开采出来的稠油极易形成稳定的乳状液。目前最常用的原油乳状液脱水法是化学破乳法,即向原油乳状液中加入破乳剂使得油水分离而达到脱水目的,如今针对破乳剂作用机理研究有很多,但是大部分只是针对破乳剂性质的某一方面进行研究,又或者只是单独针对破乳剂结构进行研究,使得破乳剂作用机理没有形成很好的一个整体,很难完整的阐述破乳剂作用原因,针对这一问题,本文主要研究了破乳剂对稠油乳状破乳脱水的机理。本文以渤海油田产出稠油为处理对象,首先分析了采出稠油的性质,其含水率为25%,对其进行脱水处理后测得密度为0.987g/cm3,四组分占比分别为：沥青质为6.7%,胶质为14.3%,饱和分为48.7%,芳香分为25%,该稠油含水率达到50%时,粘度最大,随着含水率的进一步增加,粘度开始下降。结合该稠油所具有的性质,选取数种合适的油溶性破乳剂(支链型、直链型两类),以90min时脱水率为指标,通过瓶试法进行筛选,发现具有较好破乳效果的破乳剂皆为支链型破乳剂：T-1,T-2,T-3,P,E,D-1,D-2,在90分钟破乳时间时,其中最低脱水率可达到68%,最高脱水率则可以达到100%。测定了破乳剂的油水界面膜强度,发现界面扩张模量虽与破乳剂脱水率之间有较好的对应关系,即大部分脱水率较好的破乳剂都能够将界面膜扩张模量降低到6mN/m,但是依然有少数破乳剂其也能将界面膜扩张模量降低到6mN/m以下,脱水性能却并不好,而将界面膜扩张模量分为弹性模量与损耗模量两部分进行研究,发现弹性模量与破乳剂脱水率之间具有非常好的对应关系,当破乳剂能够降低界面弹性模量到5mN/m以下时,其脱水率都较高,反之则脱水率较差,损耗模量与破乳剂脱水率之间则没有相关性。以乳状液脱水率达到50%所需时间为指标,对T-1,T-2,T-3,P,E,D-1,D-2这7种破乳剂脱水速率进行研究,发现界面损耗模量值与脱水速率之间存在较好对应关系,脱水速率随着损耗模量的降低而加快,这主要是因为损耗模量值与界面粘度具有正比关系,损耗模量降低,界面粘度下降,使得破乳剂在界面的吸附、重排能力增强,破乳速率加快。除此之外,对上述7中破乳剂进行动态界面张力测定,获得了破乳剂在乳状液中的扩散、吸附及重排能力数据,发现当破乳剂在乳状液中的扩散、吸附及重排能力越强,其破乳速率越快,因为当破乳剂分子在乳状液中扩散、吸附和重排能力越强,油水界面膜破裂速率常数值越大。选择不同结构破乳剂,并对其进行核磁和破乳实验,发现破乳剂中环氧乙烷(EO)比例对破乳剂脱水性能具有很大影响,当EO比例在30%～60%之间时,破乳剂都具有较好的脱水率,当EO比例不在这一范围时,其脱水率开始下降,除此之外,当EO比例在55%附近时,其对应的脱水速率最快,当EO比例下降或上升时,对应的脱水速率也相应下降。破乳剂对界面膜的作用主要表现为其与沥青质之间的相互作用,通过油水接触角测定提出了破乳剂与沥青质在油水界面上的竞争吸附规律：沥青质界面膜被破乳剂破坏之后,破乳剂分子会再次吸附在油水界面上形成新的界面膜,使得油水接触角增大。根据破乳机理结论,选取数种EO比例不同的XF,ECP系列破乳剂进行破乳实验,发现EO含量适中的破乳剂破乳脱水率都较好,且当EO比例在50%左右时,对应的脱水速率最快,验证了实验结论的可行性。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE39

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本文编号：1142208