【摘要】：隨著三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)大規(guī)模推廣應(yīng)用,三元復(fù)合驅(qū)采出水產(chǎn)量增加,水質(zhì)日趨復(fù)雜,處理難度加大,已成為油田地面工程建設(shè)的技術(shù)瓶頸之一。三元復(fù)合驅(qū)采出水呈現(xiàn)含油乳化程度高、微細(xì)粒油滴含量高、粘度高、界面膜強(qiáng)度高、礦化度高等特性,破乳脫穩(wěn)是提高油水分離效率的關(guān)鍵。三元復(fù)合驅(qū)采出水穩(wěn)定性研究是實現(xiàn)高效破乳脫穩(wěn)前提。本文以三元復(fù)合驅(qū)采出水模擬水樣為研究對象,采用試驗測試與分子模擬相結(jié)合研究其體系穩(wěn)定性。主要內(nèi)容如下:(1)三元復(fù)合驅(qū)采出水模擬水樣穩(wěn)定性分析�？疾炝梭w系溫度和驅(qū)油劑(堿、表面活性劑和聚合物)對模擬水樣穩(wěn)定性影響。研究結(jié)果表明,體系溫度升高,含油量和Zeta電位絕對值先升高后降低、粘度降低、表面張力略為降低、油滴粒徑增大幅度小;表面活性劑存在使得含油量和表面張力降低、Zeta電位升高、油滴粒徑減小,油滴難于聚并和處理;聚合物存在使得采出水粘度增高、含油量升高幅度小、Zeta電位升高;堿的存在使得體系含油量先降低后升高,表面張力降低,Zeta電位先增大后降低,油滴粒徑減小。隨著沉降時間的延長,模擬采出水越來越穩(wěn)定,最終模擬水樣含油濃度基本穩(wěn)定在202 mg/L,粘度為4 mPa·s,Zeta電位為-60.84 mV,表面張力為35.87 mN/m,模擬水樣中油滴粒徑≤10μm占70%、≤20μm占100%。(2)結(jié)合高速顯微成像法和單滴法,借助圖像處理軟件獲得單一體系和三元復(fù)合體系中油滴破裂速度和界面膜厚度,分析了界面膜薄化速率和油滴破裂速率常數(shù),以及驅(qū)油劑含量對O/W型油滴界面膜強(qiáng)度影響。在復(fù)合體系中,隨著堿含量增加,油滴界面膜薄化速率和油滴破裂速率常數(shù)先降低后升高;隨著聚合物和表面活性劑含量增加,油滴界面膜薄化速率和破裂速率常數(shù)減小。單一體系與復(fù)合體系作用規(guī)律趨同。表面活性劑對油/水界面膜穩(wěn)定性影響最為明顯,表面活性劑含量高,體系穩(wěn)定,界面膜薄化速率和破裂速率常數(shù)分別降至0.00512mm/s和0.023 1/s。(3)驅(qū)油表面活性劑在油/水界面吸附熱效應(yīng)測試和分子間相互作用模擬。采用十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)為驅(qū)油表面活性劑,在相同溫度下,SDBS濃度升高,體系界面張力減小,放出熱量增加,體系能量降低,體系趨向穩(wěn)定;在相同濃度表面活性劑下,溫度升高,界面張力降低,放出熱量增多,在343 K時吸附熱達(dá)到最大,此時體系最穩(wěn)定。分子模擬結(jié)果表明,SDBS能夠在正十二烷/水界面形成穩(wěn)定單層膜,降低了油水界面張力。通過計算SDBS在水/正十二烷的界面形成能(IFE)、界面層厚度和表面活性劑單層膜吸附形態(tài)等參數(shù),獲得了不同溫度下驅(qū)油表面活性劑降低油/水界面穩(wěn)定性能力依次為:343 K353 K328 K313 K298 K。隨著表面活性劑比例的升高,作用效果加強(qiáng)。
【圖文】：

圖 2-3 破裂率隨時間變化Figure 2-3 Rupture rate varies with time可以通過比較乳狀液液膜的破裂速率常數(shù) k，半衰期 t1/2和排液時間 tD性分析油膜強(qiáng)度。

一定質(zhì)量堿、聚合物和表面活性劑配成溶液（堿濃度 700 mg/L，表面活度 300 mg/L，聚合物濃度 500 mg/L）；在上述溶液中加入一定量的油滴以配置成含油量為 500 mg/L 模擬水樣為標(biāo)準(zhǔn)），蓋上保鮮膜且扎上橡皮定程度上防止蒸發(fā)，放入 40oC 水浴鍋中恒溫水浴 30 min，使油珠母液在充分分散；利用高剪切分散乳化均質(zhì)在 8000 r/min 轉(zhuǎn)速下攪拌 5 min，將體室溫下靜置 30 min；通過脫脂棉去除浮油，再在室溫下靜置 2 h，即可對穩(wěn)定的三元復(fù)合驅(qū)采出水模擬水樣。2.2 繪制含油標(biāo)準(zhǔn)曲線將 6 個 100 mL 容量瓶編號 1#~6#；準(zhǔn)確稱量 0.5000 g 原油，，用石油醚 100 mL 的容量瓶中配制成 5 g/L 溶液；分別量取該溶液 2.00 mL、4.00 m0 mL、16.00 mL 和 32.00 mL 置于容量瓶中；加石油醚定容成 100 mL，油濃度為 100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L、800 mg/L 和 1600 mg/L 的含油污次用紫外分光光度計測吸光度，繪制如下圖 3-1。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE357.46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2619171