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酚胺樹脂聚醚型破乳劑分子結(jié)構(gòu)、濃度對(duì)油-水界面張力的影響——實(shí)驗(yàn)部分

來源:石油學(xué)報(bào)(石油加工) 瀏覽 770 次 發(fā)布時(shí)間:2024-09-13

采用旋轉(zhuǎn)滴法測(cè)定了9種酚胺樹脂聚醚型破乳劑(PAPEmn)與勝利油田孤東二元驅(qū)原油、水驅(qū)原油組成的體系的油-水界面張力,考察了PAPEmn質(zhì)量濃度、PAPEmn的相對(duì)分子質(zhì)量和HLB值以及溫度對(duì)油-水界面張力的影響。結(jié)果表明,PAPEmn系列破乳劑具有高于常規(guī)破乳劑的界面活性,且隨著PAPEmn濃度增加,體系的油-水界面張力顯著下降;對(duì)于親水性較強(qiáng)的PAPEm3系列破乳劑,隨著其質(zhì)量濃度從50mg/L升至1500mg/L,體系的油-水界面張力從100數(shù)量級(jí)降至10-3數(shù)量級(jí);PAPEmn的的界面活性與其相對(duì)分子質(zhì)量和HLB值密切相關(guān),實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),其親水親油平衡(HLB值)改變比相對(duì)分子質(zhì)量的變化更能影響體系的油-水界面張力,隨著HLB值增大,破乳劑的界面活性明顯增強(qiáng);隨著溫度升高,PAPEmn的界面活性下降,表明該系列破乳劑較適合在低溫下使用。


二元復(fù)合驅(qū)(表面活性劑+聚合物)采油技術(shù)在勝利油田得到廣泛的應(yīng)用,并且取得了很好的增產(chǎn)效益。但是采出乳狀液中殘留聚合物和表面活性劑等驅(qū)油化學(xué)劑。一方面,聚合物的存在不僅提高了采出液體系的黏度,而且增大了油-水界面膜的強(qiáng)度,另一方面,表面活性劑的存在較大程度地降低了油-水界面張力,使采出液體系界面自由能下降,使復(fù)合驅(qū)采出乳狀液的穩(wěn)定性大幅度提高,破乳脫水變得非常困難。因此,化學(xué)驅(qū)采出液的處理成為制約該技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。對(duì)化學(xué)驅(qū)采出液進(jìn)行破乳,是化學(xué)驅(qū)油中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),對(duì)提高化學(xué)驅(qū)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。


對(duì)破乳機(jī)理的研究表明,W/O型原油乳狀液的界面膜強(qiáng)度較大,這使原油中的水珠在碰撞后不易破裂,乳狀液較為穩(wěn)定,所以破壞界面膜是破乳的關(guān)鍵所在[1]。而界面膜的改變必然會(huì)直接影響到原油體系的油-水界面張力,所以對(duì)油-水界面張力的研究是了解界面膜變化的一種直接方法[2]。目前,人們對(duì)破乳劑性能的研究主要集中在采用瓶試法考察破乳劑對(duì)乳狀液的出水率/出油率的影響[3-5],較少?gòu)钠迫閯┍旧淼慕缑婊钚曰蚪缑婺?qiáng)弱進(jìn)行研究[6-8]。筆者以合成的9種酚胺樹脂聚醚型破乳劑(PAPEmn)為研究對(duì)象,采用旋轉(zhuǎn)滴法測(cè)定了勝利油田孤東二元驅(qū)原油及水驅(qū)原油加入PAPEmn后的油-水界面張力,考察了破乳劑質(zhì)量濃度、破乳劑分子結(jié)構(gòu)及溫度等因素對(duì)油-水界面張力的影響。該研究對(duì)弄清破乳劑的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系及新型破乳劑的開發(fā)有一定的指導(dǎo)價(jià)值。


1、實(shí)驗(yàn)部分


1.1試劑


中國(guó)石化勝利油田勝利勘察設(shè)計(jì)研究院三采中心合成的9種酚胺樹脂聚醚破乳劑。以酚胺樹脂為起始劑,按不同順序通入環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷,生成聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚,然后在一定條件下與交聯(lián)劑反應(yīng),制得擴(kuò)鏈產(chǎn)物酚胺樹脂聚醚破乳劑PAPEmn。m、n取值1、2或3,m代表相對(duì)分子質(zhì)量的變化,n代表親水親油平衡(HLB值)的變化。通過改變加入環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的量和比例來控制破乳劑的相對(duì)分子質(zhì)量和HLB值,m從1到3表示相對(duì)分子質(zhì)量增大,n從1到3表示HLB值增大。


原油為勝利油田孤東二元驅(qū)原油(30、40和50℃下的密度分別為0.9394、0.9337和0.9312g/cm3)和水驅(qū)原油(30、40和50℃下的密度分別為0.9489、0.9423和0.9419g/cm3)。其他試劑均為分析純,水為二次蒸餾水。


1.2油-水界面張力的測(cè)定


采用北京通人新技術(shù)開發(fā)公司改進(jìn)的XZD-Ⅲ型旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀測(cè)定油-水界面張力(γ),轉(zhuǎn)速為5000r/min。首先以孤東油田模擬水(離子組成見表1)配制不同質(zhì)量濃度的破乳劑溶液,加入原油樣品中,在30、40和50℃下分別測(cè)破乳劑溶液-原油體系的動(dòng)態(tài)油-水界面張力,以時(shí)間(t)與油-水界面張力(γ)作圖,得到界面張力-時(shí)間曲線。

表1孤東油田模擬水的離子組成


酚胺樹脂聚醚型破乳劑分子結(jié)構(gòu)、濃度對(duì)油-水界面張力的影響——實(shí)驗(yàn)部分

酚胺樹脂聚醚型破乳劑分子結(jié)構(gòu)、濃度對(duì)油-水界面張力的影響——結(jié)果與討論、結(jié)論

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