陕北原油分析与其化学破乳机理研究

发布时间：2018-11-13 13:14

【摘要】：陕北油田为了提高原油的采收率,使用注水驱和聚合物驱的三次采油技术,使原油中含水量增大、原油乳状液的成份越来越复杂,原油破乳脱水困难增大。为了理解原油破乳脱水过程,正确选择破乳剂,需要研究原油的破乳机理。本文分析了陕北具有代表性的崔圪崂12井、碾庄107井、碾庄206井、子长2井、子长1006井地区的原油中无机阴、阳离子、原油及原油破乳中间层中沥青质、胶质、蜡的含量、聚醚破乳剂在油水两相中的分配、原油乳状液电性等,原油中的金属离子与聚醚形成配合物等来解释破乳机理。抽提-离子色谱法测定陕北原油中无机阴离子含量,取该油田崔圪崂12井、碾庄107井、碾庄206井、子长2井、子长1006井原油做样品,将其溶于二甲苯,再用乙醇、丙酮和水在指定的抽提器中对所含无机盐进行抽提。抽提液注入ICS-900离子色谱仪测定其氟离子、氯离子、溴离子、亚硝酸根、硝酸根、硫酸根和磷酸根的含量,用AS9-HC型阴离子分析柱作交换柱,4.5×10-3 mol·L~(-1)碳酸钠-8.0×10-4mol·L~(-1)碳酸氢钠溶液作淋洗液。实验表明,陕北原油中无机盐主要是氯化物,崔圪崂12、碾庄107、碾庄206、子长2、子长1006井原油中氯离子含量依次为324.3μg·g~(-1)、21.83μg·g~(-1)、19.45μg·g~(-1)、2.210×104μg·g~(-1)、1.673×104μg·g~(-1)。子长原油乳状液脱水困难的原因之一可能是其中的氯化物和溴化物含量较其他区块高。6次进样,保留时间的相对标准偏差RSD在0.18%-0.52%之间,无机阴离子含量加标回收率在95.60%-103.0%之间。干式灰化—电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES法)测定陕北原油中无机阳离子的含量,这些离子包括钠、钒、锰、镍、钨、镁、铝、锌、砷、锶、锆、镉、铅、铋、钡、钙、铬、钼、铁、铜、钴等二十一种元素。根据石油化工行业标准SH/T0715-2002,用石英烧杯将陕北地区代表性的崔圪崂12井、碾庄107井、碾庄206井、子长2井、子长1006井原油样品进行灰化预处理。样品在石英烧杯中加浓硫酸,用红外灯与电热板配合加热,至样品成灰状,然后转入马福炉内在525℃下,加热3h,灰化完全,取出用50%硝酸酸解,用ICP-AES法测定各个元素的含量。并测定该方法的精密度、加标回收率。结果表明:原油中金属元素的含量是Na、Ba、Al、Ca、As、Fe、Bi、Pb、Ni、Cr、Sr、Mg、Cu、Zn、Mo、V、Zr、Cd、W、Mn依次递减,而Na、Ba、Ni、Pb、Cr的含量是子长碾庄崔圪崂地区,Mg、V、Zn、Cu、Al、Fe的元素含量是子长崔圪崂碾庄地区。陕北原油中所含金属元素主要是Na、Ba、Al、Ca,其中Na、Ba、Al、Ca、Pb、Ni、Cr的元素含量都是子长1006井、子长2井高于其它地区。为了了解化学破乳后,聚醚破乳剂的去向,用KI-I2分光光度法对聚醚破乳剂在油水两相中的分配情况进行了研究。结果表明聚醚破乳剂在水中的溶解量,在来自碾庄206井原油的水中溶解的更多,而在来自子长2井的水中溶解的较少,聚醚破乳剂在碾庄206井原油中的油-水分配系数均小于1。TP4016080聚醚破乳剂的油-水分配系数在所用几种聚醚破乳剂中是最小的,在子长2井和碾庄206井两种原油中的分配系数都小于1。原油化学破乳过程中,破乳剂与金属离子形成带正电荷的具有表面活性的配合物,中和液滴界面双电层负电荷,促进液滴的絮凝和聚结。为了证明这种机理,用原油中的金属离子与聚醚破乳剂合成了配合物,例如,在室温下,用Ca~(2+)与聚乙二醇200合成了五元环配合物;Ca~(2+)与三乙烯四胺在60℃下也合成了五元环配合物。
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【学位授予单位】：延安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE622

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