稠油乳化能力及稳定性影响因素研究

• 作 者: 王鸿宇
• 出 处: 东北石油大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 稠油 油水关系 乳化能力 HLB值 反相点 临界温度

稠油在热采过程中,在剪切力作用过程中形成了稳定的稠油乳液,由于稠油的密度高、粘度大、胶质和与沥青质的含量也高于普通原油,从而使得稠油在开采后,地面处理工艺难度较大。因此,研究稠油复杂油水关系以及形成机理为解决稠油破乳脱水难的问题有重要的启示作用,本论文以J油田提供的四组稠油样品为研究对象,从水相和油相两个方面研究了影响稠油乳化能力以及稳定性的因素。同时探索了针对于J油田稠油乳状液HLB值的测定方法,利用HLB值判断油水界面膜上极性官能团以及沥青质聚集体的多少,进而从微观角度解释乳状液难以脱水的真正原因。通过含水率反相点、HLB值对稠油乳状液的乳化能力进行了研究,HLB值越大,含水率反相点就越大,稠油的乳化能力就越强,普通稠油的乳化能力高于超稠油,而超稠油的稳定性高于普通稠油,说明稠油乳化能力与稳定性并无关联。通过对稠油乳液中提取出的主要活性物质（胶质和沥青质）进行研究,研究发现影响稠油乳状液稳定性的关键因素,水相中阳离子中Mg²⁺和Ca²⁺对稠油乳状液的破乳有积极的作用,Mg²⁺降低稠油乳状液整体稳定性的能力略高于Ca²⁺,阴离子对稠油乳状液稳定性的促进作用从大到小为:HCO₃^->Cl^->Br^-,同时水相趋于酸性或碱性时,稠油稳定性减弱,利于破乳。胶质、沥青质在体系中的含量增加,油水润湿角减小,油水界面润湿性增强,油水界面膜表面张力与强度显著增加,稠油乳液的单液滴破碎率达到100%的时间延长,稠油乳液的稳定性增强。通过对稠油稳定性与乳化性能的影响因素的研究,从热力平衡的角度建立稠油暴沸情况下的气泡平衡模型,对稠油样品的加热破乳的临界温度进行了探索,利用密闭加热的方法,帮助稠油中的水相突破油相中活性物质极性共价键的作用,达到脱水破乳的效果,该方法方便有效,且绿色环保,对未来稠油绿色脱水工艺的发展有启示作用。