原油乳状液及化学破乳剂

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1、原油乳状液及化学破乳剂7.1乳状液的基本知识27.1.1乳状液的基本概念27.1.2乳状液的性质67.1.3乳状液的稳定性理论87.2原油乳状液及其性质107.2.1原油乳状液的生成及危害107.2.2原油乳状液的性质147.2.3影响原油乳状液稳定性的因素167.3乳状液在油井施工中的应用167.3.1乳化钻井完井液177.3.2乳化酸177.3.3乳化压裂液187.3.4稠油乳化降粘开采187.3.5微乳液的应用187.4原油脱水方法和原理197.4.1沉降分离207.4.2电脱水法217.4.3润湿聚结脱水法227.4.4化学破乳法227.5原油破乳剂及其评价方法237.5.1原油破乳

2、剂发展简况237.5.2原油破乳剂的分类247.5.3常用的W/O型原油破乳剂257.5.4常见的O/W型原油乳状液破乳剂307.5.5破乳剂的评价指标327.6原油破乳剂的协同效应347.6.1破如剂的基本特性347.6.2破乳剂的复配方式及性能347.6.3破乳剂复配使用的原则367.7原油破乳剂作用机理377.7.1破乳过程377.7.2几类常用原油破乳剂的作用机理397.7.3破乳机理研究进展417.7.4破乳剂的选择43参考文献45世界各地的油田，几乎都要经历含水开发期，特别是采油速度快和采用注水进行强化开采的油田，其无水采油期短，油井见水早，原油含水率增长速度快。例如美国约有80

3、%的原油含水。我国1983年以前，开发油田144个，综合含水达63.8%；1990年，全国油田原油含水达78%。但当原油含水率达50%~70%时，增长速度减慢，甚至较长时间地稳定下来。此时原油仍然稳定高产，油田的大部分储量在这一阶段被采出。到开采后期，蒸汽驱、聚合物驱、表面活性剂驱和三元复合驱等强化采油技术的应用，驱油剂的存在导致原油乳状液含水量剧增，含水率可高达90%以上，但仍然能继续开采一段时间。因此可以认为，原油含水是油田生产的正常状态和普遍现象。原油含水危害极大，不仅增加了储存、输送和炼制过程中设备的负荷，而且增加了升温时的燃料消耗，甚至因水中含有盐类而引起设备和管道的结垢或腐蚀，而

4、排放的水由于含油也会造成环境的污染和原油的浪费。由于水几乎成为油田原油的“永远伴随者”，水的危害又是如此之大，所以原油脱水就成为油田原油生产中一个不可缺少的环节，一直受到人们的重视。本章主要介绍原油乳状液的成因及性质，乳状液的稳定性理论，破乳方法及化学破乳剂。7.1乳状液的基本知识7.1.1乳状液的基本概念7.1.1.1乳状液的定义乳状液是一种非均多相体系，其中至少有一种液体以液珠的形式均匀地分散于另一种与它不相混溶的液体之中，液珠的直径一般大于0.1μm，这种体系皆有一个最低的稳定度，此稳定度可因有表面活性剂或固体粉末的存在而大大增加，因此，在该体系中加入表面活性剂或某些固体粉末可使其具有

5、一定的稳定性。我们把这种能使不相溶的油水两相发生乳化而形成稳定乳状液的物质叫做乳化剂，其大多是由亲水亲油基所组成的两亲结构表面活性剂。通常，把乳状液中以液珠形式存在的那一相称为分散相(内相或不连续相)，另一个相称为分散介质(外相或连续相)。因此，一般乳状液是由分散相、分散介质和乳化剂所组成。7.1.1.2乳状液的生成条件对于纯水和纯油无论怎样搅拌它们绝不会形成乳状液，因为这两种液体彼此强烈地排斥。要想制备稳定的乳状液，必须满足下述三个条件，缺一不可：(1)存在着互不相溶的两相，通常为水相和油相。(2)存在有一种乳化剂(通常是一类表面活性剂)，其作用是降低体系的界面张力，在其微珠的表面上形成薄

6、膜或双电层以阻止微液珠的相互聚结，增加乳状液的稳定性。(3)具备强烈的搅拌条件，增加体系的能量。7.1.1.3乳状液的类型常见的乳状液有两类，一类是以油为分散相，水为分散介质的称为水包油型(O/W)乳状液。另一类是以水为分散相，油为分散介质的称为油包水(W/O)型乳状液。根据“相体积”理论，当水油比相当时，即如果水相或者油相的体积占总体积的26%~74%时，将引起多重乳化现象。所谓多重乳状液是W/O和O/W两种类型同时存在的乳状液，即水相中可以有一个油珠，而此油珠中又含有一个水珠，因此可用W/O/W表示此种类型。同样，也存在O/W/O型乳状液。见图7-l。图7-1乳状液的类型7.1.1.4乳

7、状液类型的鉴别方法根据油包水(W/O)和水包油(O/W)乳状液的不同特点，可以鉴别乳状液的类型，但是，有时一种方法往往不能得出可靠的结论，可以多种方法并用。常用的方法有：(1)稀释法乳状液能与其外相(分散介质)液体相混溶，故能与乳状液混合的液体应与其外相相同。具体方法是：将两滴乳状液放在一块玻璃板上的两处，于其中一滴中加一滴水，另一滴中加一滴油，轻轻搅拌，若加水滴的能很好混合则为O/W型，反之则为W/O型。如