稠油乳化黏度测量曲线与乳液特性的关系.pdf

第 卷第 期 年 月应 用 化 工 .收稿日期:修改稿日期:基金项目:国家自然科学基金企业创新发展联合基金()国家重点研发计划()作者简介:马涛()男辽宁昌图人研究员博士从事提高采收率与采油化学的研究 电话:.稠油乳化黏度测量曲线与乳液特性的关系马涛伦增珉葛巧玉许关利(.中国石化石油勘探开发研究院北京.国家能源陆相砂岩老油田持续开采研发中心北京)摘 要:稠油化学驱过程中降黏剂浓度对稠油乳化影响明显通过测量不同浓度降黏剂的稠油乳状液黏度时间曲线以黏度、降黏率为指标分析了黏度曲线与乳液特性的关系 结果表明当降黏剂的浓度远大于临界乳化浓度时形成稳定/乳状液黏度低、降黏率大于 当降黏剂的浓度大于临界乳化浓度时形成/乳状液而后随着表面活性剂向油相的迁移油滴聚并、分层 当降黏剂的浓度与临界乳化浓度相当时乳状液油/转化为/黏度大幅度提高 当降黏剂的浓度小于临界乳化浓度时只能形成/乳状液关键词:稠油乳化黏度降黏率乳状液类型中图分类号:文献标识码:文章编号:()(.):././././.:稠油开发以热采为主如蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层等 其优势是高温可以显著提高原油在油藏的流动性不足之处是能耗大、不适用于水敏性油藏 国内外在稠油化学驱方面取得了很好的进展其主要方向之一就是通过注入水溶性降黏剂使原油形成水包油乳状液提高原油流动性、扩大驱替液的波及体积 影响稠油乳化的因素很多研究表明在其他条件一定只改变降黏剂浓度的情况下乳液黏度时间曲线类型与乳状液的特性息息相关本文通过不同浓度降黏剂与原油乳化的黏度时间曲线来说明稠油乳化黏度曲线与乳液特性的关系 实验部分.材料与仪器降黏剂自制由烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、微量碱组成氯化钠、氯化钙、氯化镁均为分析纯原油某油田某油井 黏度.实验用模拟盐水矿化度 /流变仪.实验方法.黏度测量 称取 原油置于 烧杯中加入降黏剂溶液 将烧杯置于恒温水浴中恒温 用玻璃棒充分搅拌立即将油水混第 期马涛等:稠油乳化黏度测量曲线与乳液特性的关系合物倒入流变仪测量筒中恒温测量黏度时间曲线剪切.计算降黏率()()/式中 原油黏度 原油乳状液黏度.稠油乳状液类型判断 滤纸法 结果与讨论稠油乳状液的黏度时间曲线可以反映出乳状液的状态变化这种变化是表面活性剂在油水界面吸附聚集的体现吸附状态的改变直接导致乳状液状态的变化 图 为表面活性剂在水相界面、油相界面的吸附、解吸过程示意图图 表面活性剂吸附、解吸过程示意图.图中为表面活性剂由水相向油水界面的迁移速率/为表面活性剂由油水界面向水相的迁移速率/为表面活性剂由油水界面向油相的迁移速率/为表面活性剂由油相向油水界面的迁移速率/为表面活性剂在油水界面处的吸附密度/为使稠油形成/乳状液的表面活性剂溶液的临界浓度/(其他条件一定时临界浓度一定其他条件变化临界乳化浓度随之改变)为配制稠油乳状液的表面活性剂溶液的浓度/.降黏剂 时稠油乳状液黏度曲线该曲线(图)是最典型的一种尤其是当稠油密度与水接近原油完全乳化且非常稳定的情况下特别适用于添加了碱的表面活性剂溶液与稠油形成的乳状液图 降黏剂 时稠油乳状液黏度曲线.由图 可知无论是 时刻还是 时刻稠油乳状液中的油相均未聚并只是分散在水相中的油滴在重力作用下向上聚集此时 油水界面处表面活性剂的浓度基本保持平衡油滴表面吸附的表面活性剂使得油滴所带电荷足以抑制油滴间的聚并 此时乳状液的黏度远小于原油的黏度降黏率()在 以上甚至达到 图 降黏剂 时稠油乳化示意图.在该曲线中乳液黏度远小于原油的黏度乳液黏度测量值随时间略有下降主要是由于随测量时间延长乳液中油滴向上层聚集导致在实际测量过程中转筒接触的乳液中的油滴越来越少因此表现为黏度值下降.降黏剂 时稠油乳状液黏度曲线降黏剂 乳状液形成时 后随着表面活性剂不断向油相扩散水相中表面活性剂浓度降低乳液中油滴在重力作用下向上聚集黏度逐渐升高 这是因为油滴间距越来越小油滴表面由表面活性剂形成的扩散双电层无法阻止油滴的聚并逐渐开始由小油滴聚并成大油滴测量的乳液黏度值逐渐增加 在 后降黏率()逐渐升高到 时降黏率已低于 当 略大于 时乳状液形成后 降至 时不足 图 降黏剂 时稠油乳状液黏度曲线.应用化工第 卷图 降黏剂 时稠油乳化示意图.图 降黏剂 略大于 时稠油乳状液黏度曲线.图 降黏剂 略大于 时稠油乳化示意图.降黏剂 时稠油乳状液黏度曲线初始时 在外力作用下稠油可以分散在表面活性剂溶液中形成乳液但此时的乳液是极其不稳定的此时的降黏率()在 左右乳液中的油滴不断聚并并在重力作用下向上聚集 后期表面活性剂浓度进一步降低原油与表面化学剂溶液形成了油包水的乳状液乳液黏度达到了纯原油的黏度甚至高过稠油的黏度即降黏率()为 或负值图 降黏剂 时稠油乳状液黏度曲线.图 降黏剂 时稠油乳化示意图.降黏剂 时稠油乳状液黏度曲线当 时即使剧烈搅拌也不能使原油与表面活性剂溶液形成水包油乳状液而是形成油包水型乳状液 初始状态乳状液的黏度很高超过了原油的黏度 随着测量时间的延长原油中分散的水滴开始在聚并、析出导致乳状液的体积降低测得乳状液的黏度下降后期原油聚并、聚集在测量杯顶部下部是析出的水同时含有少量的原油此时的黏度小于原油初始黏度图 降黏剂 时稠油乳状液黏度曲线.第 期马涛等:稠油乳化黏度测量曲线与乳液特性的关系图 降黏剂 时稠油乳化示意图.()当降黏剂 时可以形成较为稳定的/乳状液后期随表面活性剂向油相的迁移油滴聚并降黏率下降()降黏剂 时充分的外力可以使稠油暂时形成/乳状液随后会转变为/乳状液黏度大大升高()降黏剂 时只能形成/乳状液随重力作用下水分析出黏度下降至低于原油黏度参考文献:周林碧秦冰李伟等.国内外稠油降黏开采技术发展与应用.油田化学():.霍进吕柏林杨兆臣等.稠油油藏多元介质复合蒸汽吞吐驱油机理研究.特种油气藏():.:.():.魏超平束青林吴光焕等.敏感性普通稠油水驱油藏化学降黏实践.特种油气藏():.裴海华张贵才葛际江等.化学驱提高普通稠油采收率的研究进展.油田化学():./.():.戚俊领张贵才裴海华.胜利油田普通稠油乳化驱油体系研制及性能评价.油田化学():.():.王彦玲许宁张传保等.稠油降黏剂的降黏机理研究进展.应用化工():.():.():.龚献吴玉国李小玲.影响水包油型稠油乳状液稳定性的因素分析.应用化工():.张婉莹李小玲吴玉国.乳化条件对稠油乳状液黏度和稳定性的影响.应用化工():.戴名扬吴玉国李小玲等.应用 复配型乳化剂的辽河稠油乳化降黏实验研究.辽宁石油化工大学学报():.邹剑曹哲哲王秋霞等.海上稠油乳状液稳定性影响因素.油田化学():.(上接第 页)马琳秦国彤.膜污染的机理和数学模型研究进展.水处理技术():.():.(/):.周震原叶舟徐洪亮等.渗透汽化用于高盐废水处理的研究进展 .应用化工():.杨碧野姚之侃林赛赛等.聚酰胺薄层复合膜性能劣化机理及表面改性策略.膜科学与技术():.靳巧如沈舒苏张干伟等.聚偏氟乙烯膜的抗污染研究进展.膜科学与技术():.段亚威韩聪钟振成等.阻垢剂对常温结晶纳滤分盐系统的影响.应用化工():.韦文术 张健恺等.煤矿井下水处理反渗透膜的污染机理研究.煤炭科学技术():.:():.