原油乳状液的稳定性及其流变性.docxVIP

第31卷第4期2014年12月25日油田化学OilfieldChemistryVol.31No.425 Dec，2014文章编号：1000-4092（2014）04-600-05原油乳状液的稳定性及其流变性*王涛，张志庆，王芳，冯丽娟，杨姗（重质油国家重点实验室，中国石油大学（华东）理学院，山东 青岛266580）摘要：配制了一系列油水比不同的原油乳状液，并考察了原油乳状液的黏度和黏弹性。结果表明：原油乳状液含水率越大，分散相液滴体积越小，原油乳状液的黏度越大；当含水率低于 30%时，原油乳状液呈现牛顿流体行为，黏度随温度和剪切速率的变化不是很明显；含水率超过 30%时，原油乳状液呈现非牛顿流体行为，黏度随温度和剪切速率的变化较明显；含水率越大，原油乳状液的线性黏弹区越小，结构越不稳定，乳状液也越不稳定。加入破乳剂后，原油乳状液的黏度降低；含水率越大，原油乳状液脱水率越大，乳状液也越不稳定。图16参11关键词：原油乳状液；油水比；黏度；破乳剂中图分类号：TE39文献标识码：A在原油开采过程中，原油多以油包水或水包油乳状液的形式被开采出来。原油乳状液是一种热力学不稳定体系，影响其稳定性的因素有很多，如原油性质、沥青质含量、乳化参数、老化时间、油水比等［1-8］。原油乳状液的变化表明其结构的变化，王红霞等［9］认为原油乳状液结构的变化和乳状液的弹性模量、黏性模量以及松弛时间有着重要关系。Madjid等［10］研究了轻质原油以及其含水乳状液的流变特性，结果表明原油乳状液的黏度随含水量不同而不同，轻质原油本身在恒定剪切速率下呈现牛顿流体行为，然而，对于含水量不同的原油乳状液 其流变行为分别符合Ostwald deWaele和Her-schel-Bulkley模型，原油乳状液的稳定性和运动黏度、弹性模量、损耗模量、相角以及复合黏度有关系。本文配制了一系列油水比不同的原油乳状液，考察乳状液的黏度和黏弹性，进而研究乳状液的稳 定性及其流变特性之间的关系。1实验部分1.1主要试剂与仪器中海油原油，密度0.82g/cm3，凝点24℃，黏度70 mPa·s（25℃），由青岛安邦石化有限公司提供；实验用水为去离子水；破乳剂PAR-20-40，壬基酚胺树脂聚醚类破乳剂，平均相对分子质量9000，分子内PEO含量40 %，潍坊市安丘鲁星化学有限公司。主要仪器：FK-A组织捣碎匀浆机（江苏金坛市金城国胜实验仪器厂）；MCR302流变仪（奥地利安东帕有限公司）。1.2原油乳状液的配制配制含水率（体积分数）分别为10%、20%、 30%、40%、50%、60%和 70%的油水混合液，使用组织捣碎匀浆机在3000r/min下剪切5min，得到稳定的油水乳状液。该乳状液在室温下放置一段时间无游离水分离。*收稿日期：2013-10-16；修改日期：2014-02-17。基金项目：山东省自然科学基金“多肽基两亲嵌段聚醚的胶束自组装及用于医药纳米载体的研究”（项目编号ZR2011BL017）；国家自然科学基金“聚合物负载离子液体的制备及其脱除燃料油中噻吩类硫化物的基础研究”（项目编。作者简介：王涛（1988-），男，中国石油大学（华东）化学工程专业在读硕士研究生（2011-），主要从事油田化学品的研究。张志庆（1977-），男，副教授，副院长，山东大学博士（2005），本文通讯联系人，研究方向为胶体与界面化学及油田化学，通讯地址：266580青岛经 济技术开发区长江西路 66号中国石油大学（华东）理学院，电话：0532E-mail：zhangzq@upc.edu.cn。第31卷第4期冯浦涌，荣新明，杨永庆等：PA-VERT的性能评价及应用6011.3测试方法（1）在恒定剪切速率50s-1下，测定不同油水比原油乳状液黏度随温度的变化，测试温度范围10℃45℃，升温速率2℃/min。（2）在25℃下，测定不同油水比原油乳状液黏度随着剪切速率的变化，测定剪切速率范围0150 s-1，剪切速率线性增加。（3）在25℃下，测定不同油水比原油乳状液的线性黏弹区，并在线性黏弹区内测定模量随频率来，黏度接近于油相黏度。在25℃和45℃下，不同油水比原油乳状液的黏度见图2。从图2可以看出，在含水率低于30%时，原油乳状液的黏度变化不大；当含水率超过30%时，原油乳状液的黏度明显增大。含水率越大，油 相中的液滴数量越多，相间表面积增大，液滴之间 的相互作用加剧，黏度变大。1800150025℃的变化，应变幅度 0.1%，测试角频率范ad/s。900（4）测定不同油水比原油乳状液加入破乳剂后的黏度随剪切速率的变化。1.4破乳实验参照石油天然气行业标准SY/T5797-1993《水包油乳状液破乳剂使用性能评定方法》，将40mL不同