本文關(guān)鍵詞：稠油乳狀液破乳劑油水界面流變性對其破乳脫水性能的影響

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【摘要】：稠油儲量豐富,但是由于其本身粘度較大且存在大量天然乳化劑,導(dǎo)致開采出來的稠油極易形成穩(wěn)定的乳狀液。目前最常用的原油乳狀液脫水法是化學(xué)破乳法,即向原油乳狀液中加入破乳劑使得油水分離而達(dá)到脫水目的,如今針對破乳劑作用機(jī)理研究有很多,但是大部分只是針對破乳劑性質(zhì)的某一方面進(jìn)行研究,又或者只是單獨(dú)針對破乳劑結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,使得破乳劑作用機(jī)理沒有形成很好的一個整體,很難完整的闡述破乳劑作用原因,針對這一問題,本文主要研究了破乳劑對稠油乳狀破乳脫水的機(jī)理。本文以渤海油田產(chǎn)出稠油為處理對象,首先分析了采出稠油的性質(zhì),其含水率為25%,對其進(jìn)行脫水處理后測得密度為0.987g/cm3,四組分占比分別為：瀝青質(zhì)為6.7%,膠質(zhì)為14.3%,飽和分為48.7%,芳香分為25%,該稠油含水率達(dá)到50%時,粘度最大,隨著含水率的進(jìn)一步增加,粘度開始下降。結(jié)合該稠油所具有的性質(zhì),選取數(shù)種合適的油溶性破乳劑(支鏈型、直鏈型兩類),以90min時脫水率為指標(biāo),通過瓶試法進(jìn)行篩選,發(fā)現(xiàn)具有較好破乳效果的破乳劑皆為支鏈型破乳劑：T-1,T-2,T-3,P,E,D-1,D-2,在90分鐘破乳時間時,其中最低脫水率可達(dá)到68%,最高脫水率則可以達(dá)到100%。測定了破乳劑的油水界面膜強(qiáng)度,發(fā)現(xiàn)界面擴(kuò)張模量雖與破乳劑脫水率之間有較好的對應(yīng)關(guān)系,即大部分脫水率較好的破乳劑都能夠?qū)⒔缑婺U(kuò)張模量降低到6mN/m,但是依然有少數(shù)破乳劑其也能將界面膜擴(kuò)張模量降低到6mN/m以下,脫水性能卻并不好,而將界面膜擴(kuò)張模量分為彈性模量與損耗模量兩部分進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)彈性模量與破乳劑脫水率之間具有非常好的對應(yīng)關(guān)系,當(dāng)破乳劑能夠降低界面彈性模量到5mN/m以下時,其脫水率都較高,反之則脫水率較差,損耗模量與破乳劑脫水率之間則沒有相關(guān)性。以乳狀液脫水率達(dá)到50%所需時間為指標(biāo),對T-1,T-2,T-3,P,E,D-1,D-2這7種破乳劑脫水速率進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)界面損耗模量值與脫水速率之間存在較好對應(yīng)關(guān)系,脫水速率隨著損耗模量的降低而加快,這主要是因為損耗模量值與界面粘度具有正比關(guān)系,損耗模量降低,界面粘度下降,使得破乳劑在界面的吸附、重排能力增強(qiáng),破乳速率加快。除此之外,對上述7中破乳劑進(jìn)行動態(tài)界面張力測定,獲得了破乳劑在乳狀液中的擴(kuò)散、吸附及重排能力數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)當(dāng)破乳劑在乳狀液中的擴(kuò)散、吸附及重排能力越強(qiáng),其破乳速率越快,因為當(dāng)破乳劑分子在乳狀液中擴(kuò)散、吸附和重排能力越強(qiáng),油水界面膜破裂速率常數(shù)值越大。選擇不同結(jié)構(gòu)破乳劑,并對其進(jìn)行核磁和破乳實驗,發(fā)現(xiàn)破乳劑中環(huán)氧乙烷(EO)比例對破乳劑脫水性能具有很大影響,當(dāng)EO比例在30%～60%之間時,破乳劑都具有較好的脫水率,當(dāng)EO比例不在這一范圍時,其脫水率開始下降,除此之外,當(dāng)EO比例在55%附近時,其對應(yīng)的脫水速率最快,當(dāng)EO比例下降或上升時,對應(yīng)的脫水速率也相應(yīng)下降。破乳劑對界面膜的作用主要表現(xiàn)為其與瀝青質(zhì)之間的相互作用,通過油水接觸角測定提出了破乳劑與瀝青質(zhì)在油水界面上的競爭吸附規(guī)律：瀝青質(zhì)界面膜被破乳劑破壞之后,破乳劑分子會再次吸附在油水界面上形成新的界面膜,使得油水接觸角增大。根據(jù)破乳機(jī)理結(jié)論,選取數(shù)種EO比例不同的XF,ECP系列破乳劑進(jìn)行破乳實驗,發(fā)現(xiàn)EO含量適中的破乳劑破乳脫水率都較好,且當(dāng)EO比例在50%左右時,對應(yīng)的脫水速率最快,驗證了實驗結(jié)論的可行性。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE39

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本文編號：1142208