稠油组分油水界面zeta电势及其影响因素研究

测定了辽河油田杜-84稠油化学官能团四组分(酸性分、碱性分、两性分、中性分)与极性四组分(饱和分、芳香分、胶质和沥青质)的zeta(ξ)电势,考察了水相pH值、盐度等因素对ξ电势的影响。结果表明,官能团各组分间ξ电势绝对值的差别较明显,其中酸性分最高,两性分最低、碱性分和中性分居中。酸性分在pH=1l时ξ电势绝对值达到最高,其他组分的ξ电势在pH=12时达到最高。极性四组分ξ电势绝对值差别不大,各组分ξ电势绝对值都随着pH值升高而升高。在盐度为lg／L左右时,各组分的ξ电势绝对值都有一个极大值,总趋势是,各组分ξ电势绝对值基本上随着盐浓度的增加而减小。碱性条件下(pH=ll～12)水包稠油乳状液中起稳定作用的官能团组分主要是酸性分和极性四组分中的沥青质。水相的碱性条件有利于水包稠油乳状液的稳定,盐在特定浓度下具有一定的稳定水包稠油乳状液的作用。但从总体趋势看,盐含量的增加会破坏乳状液的稳定性。用离子交换色谱分离得到的官能团组分更能揭示稠油中界面活性组分的内在本质。     

辽河稠油组分间相互作用对油水界面张力的影响

考察了辽河稠油脱沥青质油、胶质、沥青质及胶质与沥青质混合物对水包稠油乳状液油水界面张力的影响。结果表明：在不同的水包稠油乳状液体系中，辽河脱沥青质油中饱和分、芳香分的存在能够促进胶质与乳化剂的相互作用，降低体系的油水界面张力；辽河胶质与沥青质两者之间相互作用较弱，对油水界面张力影响很小；沥青质的界面活性高于胶质和脱沥青质油，在水包稠油乳状液的形成过程中，沥青质起主要稳定作用；具有高芳碳率、低烷基碳率、高芳香环缩合程度的组分在水包稠油乳状液中界面活性较高。     

水包稠油乳状液中稠油极性组分与乳化剂的相互作用研究

采用吸附色谱法分离孤岛和辽河稠油,得到了胶质和沥青质组分.以甲苯、正十二烷为模拟油,添加稠油极性组分和乳化剂十二烷基苯磺酸钠,分别考察了稠油极性组分和乳化剂添加前后体系界面张力的变化以及pH值对体系界面张力的影响.结果表明,稠油极性组分与乳化剂间存在相互作用,其相互作用程度取决于稠油极性组分自身的界面活性,界面活性越强,相互作用程度越强.加入乳化剂前稠油极性组分在碱性条件下界面张力较低,加入乳化剂后体系在强酸性条件下界面张力较低,在中性和弱酸弱碱条件下稠油极性组分与乳化剂之间表现出较强的协同作用.     

水包稠油乳状液中稠油极性组分与乳化剂的相互作用研究

采用吸附色谱法分离孤岛和辽河稠油，得到了胶质和沥青质组分。以甲苯、正十二烷为模拟油，添加稠油极性组分和乳化剂十二烷基苯磺酸钠，分别考察了稠油极性组分和乳化剂添加前后体系界面张力的变化以及pH值对体系界面张力的影响。结果表明，稠油极性组分与乳化剂间存在相互作用，其相互作用程度取决于稠油极性组分自身的界面活性，界面活性越强，相互作用程度越强。加入乳化剂前稠油极性组分在碱性条件下界面张力较低，加入乳化剂后体系在强酸性条件下界面张力较低，在中性和弱酸弱碱条件下稠油极性组分与乳化剂之间表现出较强的协同作用。     

重质组分对稠油乳状液稳定性的影响

稠油重质组分对乳状液的稳定性有较大的影响。以新疆某油藏稠油为例,测定了稠油的密度、黏度、凝点和酸值等基本性质,用极性分离法将其分离成饱和分、芳香分、胶质和沥青质,测定4组分的基本性质和元素含量。沥青质能稳定乳状液油水界面膜,沥青质含量为0.5%、胶质含量为4.0%时,模拟油乳状液的析水率最小,稳定性最好。小振幅振荡实验测试模拟油乳状液的界面流变行为发现,胶质/沥青质模拟油乳状液的复数模量(E?)随时间表现出先增大后减小的过程。当沥青质含量为0.5%、胶质含量为4.0%时,2 000 s以后复数模量最大并保持稳定,形成的乳状液较稳定。     

孤东原油组分对油/石油磺酸盐最优配方低界面张力的影响

采用绘制界面张力等值图的方法 ,对两种国产石油磺酸盐复配 ,得到了能够形成胜利油田孤东 2 6 G3井脱水原油低界面张力的石油磺酸盐配方。采用实沸点蒸馏的方法 ,获得了孤东 2 6 G3井原油轻质组分 ;应用离子交换色谱的方法 ,将剩余原油重质组分分离为原油官能团四组分。分析了在孤东 2 6 G3井原油中加入上述各种组分对油样与最优配方的石油磺酸盐溶液界面张力的影响。结果表明 ,原油官能团四组分和轻质组分对原油性质的影响从强到弱的顺序为 :两性分 ,碱性分 ,酸性分 ,轻质组分 ,中性分     

孤东原油组分对油／石油磺酸盐最优配方低界面张力的影响

采用绘制界面张力等值图的方法，对两种国产石油磺酸盐复配，得到了能够形成胜利油田孤东26-G3井脱水原油低界面张力的石油磺酸盐配方。采用实沸点蒸馏的方法，获得了孤东26-G3井原油轻质组分；应用离子交换色谱的方法，将剩余原油重质组分分离为原油官能团四组分。分析了在孤东26-G3井原油中加人上述各种组分对油样与最优配方的石油磺酸盐溶液界面张力的影响。结果表明，原油官能团四组分和轻质组分对原油性质的影响从强到弱的顺序为：两性分，碱性分，酸性分，轻质组分，中性分。     

减压渣油及其酸碱组分中氮化物的分析

采用碱性氧化铝和高氯酸／冰乙酸改性的酸性氧化铝两步法将减压渣油分成烃、中性分、碱性分和酸性分。用非水电位滴定法，元素分析法及红外光谱法对渣油及其组成中的氮化物进行分析鉴定。结果表明，四种渣油的中性份、碱性份和酸性份中，均以非碱性氮含量最高，弱碱性氮含量最少。     

减压渣油及其酸碱组分中氮化物的分析

采用碱性氧化铝和高氯酸／冰乙酸改性的酸性氧化铝两步法将减压渣油分成烃、中性分、碱性分和酸性分。用非水电位滴定法，元素分析法及红外光谱法对渣油及其组成中的氮化物进行分析鉴定。结果表明，四种渣油的中性份，碱性份和酸性份中，均以非碱性氮含量最高，弱碱性氮含量最少。     

减压渣油中氧化物的分离和鉴定

用吸附色谱分离法，根据减压渣油中的酸、碱性组分分布情况，将其分成烃、中性份、碱性份和酸性份，即氮化物的族组成分离，实验结果表明，用碱性氧化铝和酸改性的酸性氧化铝可以将不同渣油分离成四组分。其中，酸性化合物大部分浓集于酸性份中，碱性氮化物大部分浓集于碱性份中，部分非碱性氧化物浓集在中性份中。     

流动剪切对原油乳化含水率的影响及基于焓的定量表征

油水两相的乳化特性对两相流的流型和压降规律有显著影响。流动条件下的原油乳化含水率是影响油水两相流动特性的关键。针对4种原油,通过油水两相的乳化实验,研究了搅拌转速、水相比例、温度及搅拌时间对原油乳化含水率的影响。研究发现,当水相比例低于某一临界值时,在一定搅拌转速范围内会发生完全乳化现象,当水相比例高于该临界值时,只发生部分乳化。不同原油发生完全乳化的临界水相比例不同,与原油物性相关;对于非完全乳化的情况,原油乳化含水率随搅拌转速的增大而增大,随水相比例、温度的升高而减小,随搅拌时间的增加而增大;油水两相乳化过程中消耗的能量可采用比焓进行表征,不同剪切条件下的原油乳化含水率可以与比焓进行归一化关联,并且二者符合幂律关系。     

煤油/水体系乳状液的制备及其稳定性研究

以Span80(山梨糖醇酐油酸酯)和Tween80(聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯)作为复配乳化剂,利用高速剪切法制备了含油率(v/v)为5%~50%的煤油/水乳状液.以油水分层效率和乳状液液滴的粒度分布及其平均粒径(D4,3)作为乳状液的稳定性评价指标,考察了HLB值、沉降时间、含油率、乳化剂含量、搅拌时间、搅拌转速对乳状液稳定性的影响.结果表明:在Span80-Tween80-煤油-水体系中,制备水包煤油乳状液的最佳复配HLB值为12.0:提高乳化剂的含量和油水比、延长搅拌时间、提高搅拌转速均可以降低乳状液的平均粒径(D4,3),减少油水分层效率,从而提高乳状液的稳定性,其中乳化剂含量对乳状液的稳定性影响最大.     

大庆减压渣油馏分油水界面张力的研究

采用超临界萃取分离技术 ,将大庆减压渣油按相对分子质量分割为 17个馏分 ,并对各馏分进行了化学组成分析和紫外光谱测定。在此基础上 ,采用吊环法对各馏分在不同条件 (馏分质量分数、油相组成、盐的种类及质量分数、水相 pH值 )下的油水界面张力进行了研究。结果表明 ,大庆减渣馏分相对分子质量逐渐增大 ,氢碳原子比逐渐下降 ,芳香共轭结构逐渐增多 ;随着馏分在油相中质量分数的增大 ,界面张力下降 ,且下降趋势相似 ,总体降幅不大 ;随着油相中庚烷的增多 ,界面张力降低。水相中CaCl2 使得油水界面张力上升 ,而NaCl或KCl对油水界面张力影响较小。水相 pH值在酸性范围内变化时 ,基本不影响油水界面张力 ,pH值在碱性范围内增大时 ,界面张力降低。     

几种减压渣油含氮化合物的研究

将大庆、孤岛和单家寺减压渣油用含水4.0％的碱性氧化铝吸附色谱和磷酸改性的硅胶吸附色谱分离为烃组分、中性份、碱性份和酸性份。用非水电位滴定法和元素分析法测出了减渣及其各个组分的酸值、强碱氮含量、弱碱氮含量和非碱氮含量。分析了减渣的酸性化合物、碱性氯化物和非碱性氮化物在各个组分中的分布情况。减渣的酸性化合物几乎都分布于酸性份中,而碱性氯化物60％一70％的分布于碱性份中。用红外光谱法定性分析了各组分中的主要类型的氮化物。     

剪切与高温降解聚合物对水包油乳状液稳定性的影响

研究了聚合物3530S及其降解后的聚合物对水包油乳状液稳定性的影响,用界面剪切粘度和zeta电位考察了水包油乳状液的稳定机理。研究发现,热氧降解后聚合物的界面活性升高,降解后的聚合物使乳状液的稳定性变差,水包油乳状液的稳定性主要由界面膜强度和油珠表面的zeta电位决定。     

芽孢杆菌HBS-4产生的表面活性剂及其与原油相互作用研究

菌株HBS-4是从油藏分离的1株芽孢杆菌,该菌株在其代谢过程中产生脂肽和糖脂类生物表面活性物质.可将发酵液的表面张力降低到25.6 mN/m.在细菌与原油相互作用的过程中,生物表面活性剂不仅具有分散、乳化原油的作用,而且有协助细菌代谢原油的作用.实验结果表明,生物表面活性剂在pH值5～12之间保持稳定,当pH值小于5时,会逐渐失活,所以控制发酵液的pH值,有利于细菌对原油的降解.原油与细菌作用12 d后,原油的沥青质和芳烃组分被转化和降解, 相对含量分别降低了2.89%和17.39%,原油的饱和烃∑C21/∑C22 比值由开始的0.39升为1.36, 长链的饱和烃被降解为短链的饱和烃.     

盐度控制的乳状液可逆转相技术发展现状

乳状液具有很好的物理化学性质,在油田施工中被广泛应用,也是石油化工行业中常见的油水存在形式。由于油包水乳状液和水包油乳状液的性质差别很大,研究乳状液的可逆转相技术对于原油开采和运输具有重要意义。通过调节无机盐的浓度,可以方便快捷地控制乳状液的相转变。综述了国内外关于盐度控制的乳状液可逆转相技术的研究现状和应用情况,主要针对无机盐控制的表面活性剂型乳状液、Pickering乳状液、微乳液的转相和逆转相的行为、机理进行了介绍。分析了现有的盐度控制的乳状液可逆转相技术的不足,并针对其不足提出了改进建议。最后对未来该领域的发展和应用情况进行了展望。     

新疆原油深度脱盐研究 Ⅰ.破乳剂分子结构对脱盐的影响

针对新疆原油的性质,在评选的基础上合成出一批酚醛树脂聚氧丙烯、聚氧乙烯醚破乳剂。研究了破乳剂分子结构变化对原油脱盐效率以及油-水界面张力的影响。结果表明:此破乳剂的分子量及亲水基、亲油基比例的变化均对破乳脱盐效果有很大的影响,且有一最佳值。对同一种原油,两个系列破乳刺脱盐效率最高点所对应的亲水-亲油平衡值(HLB)基本相同。随着破乳剂分子结构的变化,脱盐效率与界面张力具有相反的变化趋势。本文提出了此种破乳剂在油-水界面上的吸附状态模型,以便进一步解释实验结果。     

原油-水混合体系的黏度特性及预测方法研究进展

在原油开采、集输过程中,原油、水两相发生乳化形成乳状液,会改变油水体系的有效黏度,从而对多相流的流动特性产生显著影响。原油-水混合体系的黏度特性与原油乳状液的形成条件及分散状态直接相关。系统阐述了外部混合条件、原油物性、水相物性、乳状液液滴粒径及分布等因素对原油-水混合体系黏度特性影响的研究进展。准确计算原油-水混合体系的有效黏度是一个重要的工程问题,系统解释了原油-水混合体系黏度预测方法的研究进展,并总结了现有黏度预测模型。此外,对原油-水混合体系黏度特性及预测方法的下一步研究方向进行了分析和展望。