【摘要】：隨著原油的不斷開采,原油資源越來越少。為了提高原油采收率,越來越多的油田開始采用三元復(fù)合驅(qū)(堿、表面活性劑和聚合物)采油技術(shù)。另外,我國稠油和超稠油資源儲量豐富,這些油中含有大量的瀝青質(zhì)等天然活性成分,與驅(qū)替液中的驅(qū)油劑相互作用,尤其是瀝青質(zhì)與驅(qū)油劑之間的相互作用,在油滴表面形成的界面膜,增加了采出水油水分離的難度。為了更好的對油田采出水進(jìn)行工業(yè)處理,以達(dá)到回注或排放的標(biāo)準(zhǔn),減輕對環(huán)境造成的污染,需要我們對三元復(fù)合驅(qū)采出水乳液穩(wěn)定性的機(jī)理進(jìn)行深入研究。因此,研究瀝青質(zhì)和驅(qū)油劑在油水界面上的相互作用機(jī)理對于油田采出水的處理具有重要的意義。本研究先是排除原油中復(fù)雜的天然活性成分,用輕質(zhì)油作為模擬油,單獨(dú)討論外加驅(qū)油劑對三元復(fù)合驅(qū)采出水乳液穩(wěn)定性作用的機(jī)理。在這個基礎(chǔ)上,分別研究了三種驅(qū)油劑與瀝青質(zhì)在油水界面的相互作用機(jī)理以及對三元復(fù)合驅(qū)模擬采出水乳液穩(wěn)定性的影響。采用超低界面張力儀、Zeta電位分析儀和界面流變儀對油水界面張力、動態(tài)界面張力、油滴表面Zeta電位和界面流變進(jìn)行測定等表征手段,研究結(jié)果如下。(1)研究所用輕質(zhì)油不含有瀝青質(zhì)、環(huán)烷酸等原油中的酸性成分,所以,堿對模擬采出水乳液穩(wěn)定性影響較小。石油磺酸鹽(WPS)作為表面活性劑能夠很好的降低油水間界面張力,使模擬采出水的穩(wěn)定性增強(qiáng)。部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)作為聚合物增強(qiáng)了體相的黏度,對界面張力影響較小,但是增強(qiáng)了體相的黏度,通過空間位阻作用降低了油水分離的速率,對模擬采出水穩(wěn)定性最終影響不大。礦化度升高使表面活性劑降低界面張力的能力和效率增強(qiáng),含油量升高趨勢明顯,模擬采出水穩(wěn)定性明顯增強(qiáng)。(2)堿能夠和瀝青質(zhì)分子中的一些酸性官能團(tuán)反應(yīng),增強(qiáng)瀝青質(zhì)分子的親水性,很大程度的降低油水界面張力,同時使瀝青質(zhì)分子具有更快的擴(kuò)散速度,在動態(tài)界面張力中,快速衰減起主要作用。在油水界面上形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加密實(shí),其界面黏彈性明顯高于其它情形。表面活性劑和瀝青質(zhì)分子在油水界面上存在競爭性吸附。二者在界面吸附和解吸的可逆過程,以及在油水界面的重組都會延長吸附過程,慢速衰減起主要作用。HPAM具有較大的分子粒徑和較高的分子量,影響了HPAM在界面上的活性和擴(kuò)散,烷基鏈提供的空間位阻作用能夠使溶解狀態(tài)的瀝青質(zhì)難于聚集,在動態(tài)界面張力中,慢速衰減起主要作用。瀝青質(zhì)和ASP驅(qū)油劑在油水界面吸附,相互作用,使油滴表面吸附更多的負(fù)電荷,負(fù)電勢增強(qiáng)。
[Abstract]:With the continuous exploitation of crude oil, crude oil resources are less and less. In order to improve oil recovery, more and more oil fields begin to use ASP flooding (alkali, surfactant and polymer) technology. In addition, China is rich in heavy and super heavy oil resources. These oils contain a large number of natural active components, such as asphaltene, and interact with displacement agents in displacement fluids, especially between asphaltenes and oil displacement agents. The interface film formed on the surface of oil droplets increases the difficulty of oil-water separation. In order to better treat the produced water from oil field in order to reach the standard of reinjection or discharge and reduce the pollution to the environment, it is necessary for us to study deeply the mechanism of emulsion stability of the produced water from ASP flooding. Therefore, the study of the interaction mechanism between asphaltene and oil displacement agent on the oil-water interface is of great significance for the treatment of oilfield produced water. In this study, the complex natural active components in crude oil were excluded, light oil was used as simulation oil, and the mechanism of the effect of oil displacement agent on the stability of ternary compound flooding effluent emulsion was discussed separately. On this basis, the interaction mechanism of three kinds of oil displacement agents with asphaltene at the oil-water interface and the influence on the stability of simulated effluent emulsion of ASP flooding were studied respectively. The interfacial tension of oil-water, dynamic interfacial tension, Zeta potential and interfacial rheology of oil droplets were measured by ultra-low interfacial tension meter, Zeta potential analyzer and interfacial rheometer. The results are as follows. (1) the light oil used in the study does not contain the acidic components in crude oil such as asphaltene and naphthenic acid, so alkali has little effect on the stability of simulated effluent emulsion. Petroleum sulfonate (WPS) as surfactant can reduce the interfacial tension between oil and water and enhance the stability of simulated produced water. Partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) enhances the viscosity of bulk phase as a polymer and has little effect on interfacial tension, but enhances the viscosity of bulk phase, and reduces the oil-water separation rate by steric resistance. It has little effect on the stability of simulated produced water. The increase of salinity enhances the ability and efficiency of surfactant to reduce interfacial tension, and the increasing trend of oil content. (2) Alkali can react with some acidic functional groups in asphaltene molecules, and the stability of simulated produced water is obviously enhanced. (2) Alkali can react with some acidic functional groups in asphaltene molecules. By enhancing the hydrophilicity of asphaltene molecules, the interfacial tension between oil and water is greatly reduced, and the asphaltene molecules are diffused faster. In the dynamic interfacial tension, the rapid attenuation plays a major role. The spatial reticulated structure formed on the oil-water interface is more dense and the interfacial viscoelasticity is obviously higher than that in other cases. There is competitive adsorption of surfactant and asphaltene molecules on the oil-water interface. The reversible process of adsorption and desorption at the interface, as well as the recombination at the oil-water interface, can prolong the adsorption process, and slow decay plays a major role. HPAM has a larger molecular size and a higher molecular weight. The activity and diffusion of HPAM at the interface are affected. The steric hindrance provided by alkyl chain can make the asphaltene in dissolved state difficult to aggregate. In dynamic interfacial tension, slow decay plays a major role. Asphaltene and ASP oil displacement agent adsorption on the oil-water interface, interaction, so that the surface of oil droplets adsorption of more negative charges, negative potential enhanced.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X741

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本文編號：2461899