固体颗粒与驱油剂作用对ow乳状液稳定性的影响

固体颗粒与驱油剂作用对ow乳状液稳定性的影响

注采是国内外广泛使用的油田技术，但对油田的原油采收率一般仅为20%40%，对油田的原油采收率还有60%以上。三元复合驱采油技术虽然大大提高了石油采收率,但三元复合驱采出水中存在大量残留化学物质(如碱、聚合物、表面活性剂),它们的存在使得采出水稳定性增加,处理困难笔者研究了三元复合驱采出水中固体颗粒和驱油剂作用对采出水油水界面性质及乳状液稳定性的影响,以期为油田三元复合驱采出水的处理提供指导。1实验部分1.1模拟水组成及仪器大庆油田原油:酸值为0.05mg(KOH)/g,黏度(30℃)为14.85mPa·s;大庆地层模拟水组成如表1所示;亲水型纳米级SiOSVT20N视频旋转滴张力仪和DCAT-21型界面张力仪,德国Dataphysics公司;DelsaNanoZeta电位及纳米粒度分析仪,美国BeckmanCoulter公司;日本协和SVR·S型界面黏弹性仪,日本协和株式会社;UV-2100型紫外分光光度计,美国UNIC公司。1.2实验方法1.2.1界面张力测量用SVT20N视频旋转滴张力仪和DCAT-21型界面张力仪测定水相与质量分数为50%大庆模拟油间的界面张力,测定温度均为30℃。1.2.2界面剪切粘度的测定用SVR·S型界面黏弹性仪测定水相与质量分数为50%大庆模拟油间的界面剪切黏度,测定温度均为30℃。1.2.3zeta电位测定将油相(质量分数为1%原油)和水相以体积比为1∶100混合,然后在6000r/min的条件下剪切1min,放置24h后取样,用DelsaNanoZeta电位及纳米粒度分析仪测定Zeta电位,测定温度为30℃。1.2.4碎屑岩油藏水水质分析标准含油量测定采用中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5329—94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》。在300nm处测定吸光度,根据标准曲线测定含油量。1.2.5乳液的制备在100mL小烧杯中加入所需水相50mL,再加入所需油相0.5mL(即V2结果与讨论2.1固体颗粒和碱性作用对o.w乳液的稳定2.1.1固体颗粒与固体颗粒溶蚀时间的关系强碱NaOH对固体颗粒有溶蚀作用,因此考察了固体颗粒(SiO由图1可看出,两种固体颗粒溶蚀在NaOH溶液中后,随着溶蚀时间的延长,界面张力的变化不大。这主要是因为当SiO2.1.2油界面的剪切粘度图2为固体颗粒(SiO由图2可以看出,固体颗粒SiO2.1.3蒙脱土的加入对油体系的影响油滴表面Zeta电位是影响O/W乳状液稳定性的主要因素,因此为了考察固体颗粒对乳状液稳定性的影响,本部分实验测定了不同质量浓度的固体颗粒(SiO由图3可以看出,加入了固体颗粒后,乳化油滴表面Zeta电位绝对值较未加固体颗粒前的电位大幅度提高。但随着固体颗粒质量浓度的增大,油滴表面Zeta电位变化不大。这主要因为固体颗粒粒径极小,具有较大的比表面积,易被油滴所吸附。而固体颗粒本身带有负电荷,增加了油滴表面电荷数,使得其表面Zeta电位绝对值增加。当固体颗粒浓度达到一定值时,其吸附量达到饱和,此时质量浓度对Zeta电位影响不大。从图3还可以看出,蒙脱土的加入增加Zeta电位的程度小于SiO由图4可以看出,两种固体颗粒对油含量的影响趋势相似,当固体颗粒质量浓度低于800mg/L时,固体颗粒的存在使得油含量低于没有固体颗粒的体系;当固体颗粒质量浓度达到800mg/L时,体系中油含量明显大于未加颗粒的体系。由此可见,碱与原油作用形成的乳状液中,只有固体颗粒的质量浓度达到足够大时,才能对乳状液起稳定作用,质量浓度较低时,固体颗粒的加入不利于乳状液的稳定。这主要是因为在碱体系中,碱对颗粒有一定的溶蚀作用,固体颗粒质量浓度较低时,颗粒溶解在碱中,没有吸附油滴的作用,反而由于碱的消耗减小了油滴表面的Zeta电位,从而降低乳状液的稳定性。只有固体颗粒达到足够大时,才有颗粒状态的SiO2.2固体和表面活性剂的作用对o.w乳液的稳定有影响2.2.1界面张力的变化图5为不同质量浓度的SiO由图5可以看出,加入固体颗粒后,油水界面张力明显增加,且随着固体颗粒质量浓度的增大,界面张力逐渐增大。这主要是由于固体颗粒吸附到油水界面造成烷基苯磺酸盐和油相界面活性物质在油水界面的吸附量减少,从而使得界面张力增大。2.2.2固体颗粒质量浓度对项目界面剪切黏度的影响为了考察固体颗粒对油水界面剪切黏度的影响,本部分实验分别测定固体颗粒(SiO由图6可以看出,固体颗粒加入水相时,油水界面剪切黏度随着固体颗粒质量浓度增加而减小;固体颗粒分散在油相中时,油水界面剪切黏度随着固体颗粒质量浓度的增加而增大。这是因为固体颗粒对活性物质有吸附作用,固体颗粒质量浓度越大,吸附的活性物质越多。静态时,固体颗粒在水相中时,由于重力作用其难以吸附到油水界面上,又由于固体颗粒对界面上活性物质的吸附作用,使得油水界面上活性物质减少,所以界面剪切黏度下降;而固体颗粒在油相中时,则由于重力作用其容易吸附到油水界面上,又由于固体颗粒吸附了大量的活性物质,故增加了界面膜的强度,使得界面剪切黏度增加。2.2.3固体颗粒与表面活性剂作用对油滴表面Zeta电位的影响图7为不同质量浓度的固体颗粒(SiO由图7可以看出,随着固体颗粒(SiO2.2.4%是新闻整合条件,即符合第5章的规定,即为0.05%图8为固体颗粒质量浓度对油含量的影响。其中配制O/W乳状液所用油为质量分数50%大庆模拟油,烷基苯磺酸盐质量分数为0.05%。由图8可以看出,随着固体颗粒质量浓度的增加,油含量增加,即在烷基苯磺酸盐与原油模拟油形成的乳状液中,固体颗粒的加入对乳状液起稳定作用。这主要是因为固体颗粒能够吸附大量表面活性物质,然后其吸附在油滴表面,在增加界面膜强度的同时还增大了油滴表面的Zeta电位,使油滴难以聚并,故形成的乳状液稳定性增加。2.3固体和hpam的作用对o.w乳液的稳定有影响2.3.1固体和hpm的作用对油界面张力的影响图9为不同质量浓度的SiO由图9可以看出,加入了固体颗粒SiO2.3.2固体颗粒与界面活性物质图10为固体颗粒(SiO由图10(a)可以看出,当两种固体颗粒分散到水相中时,固体颗粒的加入使得油水界面剪切黏度降低。这是因为固体颗粒在水相中时,HPAM对固体颗粒有一定的分散作用,使得固体颗粒分散在溶液中。而界面活性物质在固体颗粒表面和油水界面上又存在竞争吸附。固体颗粒的加入,使得油水界面上的活性物质减少,从而界面剪切黏度降低。对于SiO由图10(b)可以看出,当两种固体颗粒分散到油相中时,油水界面剪切黏度均升高,且随着固体颗粒浓度的增加,升高程度加大。这主要是因为固体颗粒分散在油相中时,固体颗粒表面能够吸附大量界面活性物质。由于重力作用,这些固体颗粒容易吸附在油水界面上,从而增加了界面膜的强度,使得界面剪切黏度增加。2.3.3固体颗粒与hpam作用对zeta电位的影响图11为不同质量浓度的固体颗粒(SiO由图11可以看出,加入固体颗粒后,油滴表面Zeta电位绝对值明显增大,且随着固体颗粒质量浓度的增加,Zeta电位绝对值不断增大。这是因为蒙脱土颗粒和SiO由图12可以看出,HPAM中加入了固体颗粒后,油含量降低,且随着固体颗粒质量浓度的增加,油含量逐渐下降,这表明HPAM中加入固体颗粒后形成的O/W型乳状液稳定性变差。这主要是由于HPAM中加入固体颗粒以后,HPAM吸附固体颗粒,使得溶液体相黏度降低,同时使得油水界面膜强度变小,所以油滴在乳状液中更容易聚并,乳状液稳定性变差。3碱作用对乳状液zeta电位的影响(1)在烷基苯磺酸盐体系中,固体颗粒的加入会使油水界面张力增加。固体颗粒分散在烷基苯磺酸盐溶液和HPAM溶液中,会降低油水界面剪切黏度。固体颗粒的加入会使碱和HPAM与模拟油形成的乳状液油滴表面