耐温微乳液和开关乳状液的制备及应用研究

发布时间：2017-05-03 00:11

  本文关键词：耐温微乳液和开关乳状液的制备及应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：油水混合体系根据其粒径大小和是否热力学稳定可以将其分为乳状液、纳米乳液和微乳液。微乳液是一种热力学稳定体系,具有着液滴粒径小,界面张力低,增溶能力强的特点,因此可以用于产层修复、冲洗井壁、处理含油固废等领域。乳状液具有着液滴粒径大,表面活性剂用量少的特点,通过表面活性剂水溶液的加入,原来粘度较大的原油能够形成O/W型乳状液,大大降低了粘度,在原油开采和管输过程中有着极好的应用前景。第一章是前言,首先介绍了本文的研究背景和立体意义,研究耐温型微乳液和开关型乳状液的制备及在油田背景下的应用。介绍了微乳液的基本概念、形成机理及特性,并对温度不敏感微乳液和微乳液在石油工程领域的研究进展进行了概述。接下来介绍了开关型表面活性剂在近些年的研究进展,并着重探讨了C02开关型表面活性剂的优缺点,介绍了制备CO2开关型乳状液在原油采输过程中能够调控乳液稳定性的特点,方便原油的乳化降粘和破乳脱水。第二章研究了微乳液修复地层损害及处理含油固废。修复井下的地层损害,需要应对温度较高的地层条件,因此制备了一种耐温型微乳液。选用了烷基糖苷和平平加O-25作为表面活性剂,正丁醇作为助表面活性剂制备了一种耐温型微乳液,并研究了温度、盐浓度、酸浓度对微乳液增溶能力和相行为的影响,绘制了微乳液的拟三元相图,发现该微乳液具有耐高温(室温～100℃)、耐高盐(0-30wt%CaCl2)、耐酸(0-9 wt%)的特性,通过盐的加入,其密度控制在1.0-1.3g/cm3,能够适应井下复杂工况。接下来表征了微乳液的界面张力和润湿能力,并通过室内模拟实验证明微乳液能够良好的解除界面润湿反转、油基泥浆污染、有机垢析出等带来的地层损害,并研究了温度对其界面张力和清洗能力的影响,发现随着温度升高,界面张力降低,清洗能力增强。之后使用该微乳液在室温条件下清洗含油污泥和含油钻屑,将其含油率都降低到2%以下,证明微乳液对含油固废具有很好的清洗能力。第三章研究了开关型乳状液及其应用。本章使用了油酸钠作为主表面活性剂,研究了油酸钠水溶液的CO2开关性,通入C02,油酸钠水溶液pH下降；在加热条件下通入N2排出了CO2,油酸钠水溶液pH升高。接下来使用油酸和油酸钠复配制备了乳状液,并研究了表面活性剂HLB值、矿化度、聚合物对乳液稳定性的影响。向制得的稳定的乳液中通入了CO2,乳液迅速破乳,通过显微镜、zeta电位、pH计等手段研究了乳液的CO2响应性。接下来,再在加热的条件下向破乳后的乳液中通入N2,乳液重新恢复稳定性。重复三次这个响应过程,发现乳液具有良好的CO2开关性,说明该表面活性剂水溶液具有循环利用的可能性。最后用油酸钠乳化了柴油、稠油等多种油相,证明乳液具有良好的C02开关性,可以用于原油的乳化和破乳过程。
【关键词】：微乳液 地层损害 含油固废 开关型乳状液
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE39
【目录】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 前言14-45
• 1.1 研究背景及立题意义14-15
• 1.2 微乳液15-25
• 1.2.1 微乳液及其特性15-17
• 1.2.2 温度不敏感微乳液17-20
• 1.2.3 微乳液在石油工程的应用20-25
• 1.3 开关型表面活性剂25-36
• 1.3.1 电化学开关型26-27
• 1.3.2 光开关型27-29
• 1.3.3 温度开关型29
• 1.3.4 酸碱开关型29-30
• 1.3.5 二氧化碳开关型30-36
• 1.4 本文主要研究内容36-37
• 参考文献37-45
• 第二章 制备耐温型微乳液清除地层损害及处理含油固废45-82
• 2.1 引言45-46
• 2.2 仪器和药品46-47
• 2.2.1 主要仪器及设备46
• 2.2.2 原料及试剂46-47
• 2.3 实验方法47-51
• 2.3.1 微乳液的制备47
• 2.3.2 微乳液相图的绘制47
• 2.3.3 盐浓度对微乳液的影响47-48
• 2.3.4 酸对微乳液增溶效果的影响48
• 2.3.5 界面张力的测量48-49
• 2.3.6 微乳液模拟解除稠油损害49
• 2.3.7 微乳液模拟清洗油基泥浆49-50
• 2.3.8 微乳液改变界面润湿性50
• 2.3.9 微乳液模拟处理含油钻屑50
• 2.3.10 微乳液清洗含油污泥50-51
• 2.4 结果与讨论51-75
• 2.4.1 耐温微乳液的制备51-56
• 2.4.2 拟三元相图的绘制56-58
• 2.4.3 盐浓度对微乳液的影响58-60
• 2.4.4 酸对微乳液的影响60-61
• 2.4.5 界面张力61-62
• 2.4.6 微乳液清洗稠油62-63
• 2.4.7 微乳液清洗油基泥浆63-64
• 2.4.8 温度对清洗效率的影响64-65
• 2.4.9 微乳液对界面润湿性的影响65-66
• 2.4.10 微乳液清洗含油钻屑66-68
• 2.4.11 微乳液清洗含油污泥68-70
• 2.4.12 微乳液清洗及修复机理70-75
• 2.5 本章小结75-76
• 参考文献76-82
• 第三章 油酸钠制备二氧化碳开关型乳状液及其应用研究82-98
• 3.1 引言82
• 3.2 仪器和药品82-83
• 3.2.1 主要仪器及设备82-83
• 3.2.2 原料及试剂83
• 3.3 实验方法83-85
• 3.3.1 乳液的制备83-84
• 3.3.2 乳液的稳定性84
• 3.3.3 表面活性剂水溶液开关能力84
• 3.3.4 二氧化碳调控乳液的破乳84
• 3.3.5 乳液滴形貌的变化84
• 3.3.6 乳液ζ电势的测定84-85
• 3.3.7 对其他油相的乳化及二氧化碳响应破乳85
• 3.4 结果与讨论85-95
• 3.4.1 表面活性剂水溶液的开关性85-86
• 3.4.2 表面活性剂配比及浓度对乳液稳定性的影响86-87
• 3.4.3 矿化度对乳液稳定性的研究87-88
• 3.4.4 聚合物对乳液稳定性的影响88-89
• 3.4.5 乳液的二氧化碳响应性89-91
• 3.4.6 二氧化碳对zeta电势的影响91
• 3.4.7 乳液的二氧化碳开关性91-94
• 3.4.8 对其他油相的乳化及破乳能力94-95
• 3.5 本章小结95-96
• 参考文献96-98
• 论文的创新点和不足之处98-99
• 致谢99-100
• 硕士期间发表论文情况100-101
• 学位论文评阅及答辩情况表101

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本文编号：341981