影响逆盐响应的因素对乳状液可逆转相技术的影响

影响逆盐响应的因素对乳状液可逆转相技术的影响

随着原油技术的进步，乳液萃取相法在原油开发和输送领域得到了广泛应用。由于乳状液的性质与外相类似,所以通过改变乳状液的相态可以方便快捷地改变其性质,以满足不同环境的应用需求。例如,在钻井方面,可逆乳化钻井液在钻井阶段为W/O状态,具有润滑性好、抑制性强等优点;在完井阶段转相为O/W型,方便清除滤饼,提高胶结强度可逆乳化技术是指通过改变外界条件,使乳状液在O/W型和W/O型之间实现可逆转相,具备转相技术的所有优点,并且可以循环利用1实验方法和过程1.1仪器、试剂与仪器石油磺酸钠:有效含量≥55%,济南德厚化工有限公司;十二烷基苯磺酸钠(SDBS):有效含量≥88%,国药集团化学试剂有限公司;CrClME204电子天平:梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;GJSS—B12K变频高速搅拌机:青岛胶南分析仪器厂;DWY—2电稳定性测试仪:青岛海通达专用仪器有限公司;DDS—307电导率仪:上海仪电科学仪器股份有限公司;XSP—11CE透光生物显微镜:上海长方光学仪器有限公司;HHS型电热恒温水浴锅:上海博讯实业有限公司医疗设备厂。1.2实验方法和过程1.2.1表面活性剂的复配与乳化将石油磺酸钠和SDBS按质量比1∶19、2∶18、3∶17、4∶16、5∶15、6∶14进行复配,将复配的表面活性剂溶解于去离子水中,再与等体积的斯卡兰5#白油混合,以12000r/min转速乳化10min,制备表面活性剂质量分数为0.1%的O/W乳状液。1.2.2乳液的盐处理向已制备的乳状液中加入一定量的CrCl向已转相的乳状液中加入一定量的Na1.2.3乳状液体类型的识别将乳状液滴入水中,若迅速散开即为O/W型,否则为W/O型。1.2.4分析水源油率的观察将乳状液装入比色管,分别置于25℃、60℃、80℃恒温环境中,记录24h后析水(油)率。公式为式(1)中,f1.2.5电导率的测量将电导率仪的电极置于乳状液底部,记录30min内电导率的变化。1.2.6破乳剂的测量将电稳定性测试仪的电极置于乳状液底部,3次测量破乳电压并取平均值。1.2.7观测定义微观结构用显微镜观察乳状液的液滴粒径、分布状态、均匀程度和彼此间的连接情况。2结果与讨论2.1不同复配比对乳状液稳定性的影响表面活性剂复配后,由于分子间作用力,极性基团之间的静电斥力减小,排列更加紧密;同时,二者的碳氢链由于疏水效应也会相互吸引,形成多种多样的体相缔合结构,在油水界面上发生协同吸附,使乳化性能增强随着复配比例的升高,乳化性能增强,所稳定的乳状液的析水率逐渐下降。相同条件下单独由石油磺酸钠或SDBS所稳定的乳状液的析水率分别是22%和60%,而当复配体系中石油磺酸钠所占比例仅为5wt%时,析水率就降为31%,可见同系同类型的表面活性剂复配,只要在表面活性较低的表面活性剂中加入少量表面活性较高的表面活性剂,就可得到表面活性较高的复配体系。另外温度对乳状液稳定性的影响比较显著,乳状液在60℃和80℃下的析水率分别比25℃下的析水率高17%和23%,这种现象与石油磺酸钠耐温性差有关。油珠上浮、聚并、油水相体积分数的变化程度都会对O/W乳状液电导率的大小和变化情况产生影响,因此电导率可以表征乳状液的稳定性乳状液的稳定性随复配比例的提高而增强主要表现在两个方面:(1)随着复配比例升高,油相聚并和上浮速率减慢,电导率的变化程度减缓,曲线的斜率减小;(2)电极处于乳状液底部,高复配比下形成的乳状液下层析水量少,电导率的数值更小。实验观测了乳状液在25℃下静置24h后的状态和微观形态,如图3所示。不同复配比例下形成的乳状液都比较稳定,宏观上表现为油水的分层界面不明显,需要通过强光照射才能确定析水率。随分配比例的升高,油滴粒径减小,均匀程度增加,这种变化趋势在微观角度说明了乳状液稳定性的增强。2.2乳液的盐处理2.2.1石油磺酸钠/sdbs的协同增效作用实验研究了CrCl结果表明,浓度为2.08mmol·L转相后的乳状液的稳定性与表面活性剂的复配比例有关,随复配比例的升高,乳状液的析油率显著降低,破乳电压升高。相同条件下石油磺酸钠或SDBS稳定的乳状液在转相后的析油率分别是64%或76%,随复配体系中石油磺酸钠比例的升高,乳状液更加稳定,当复配比例为6∶14时,析油率为52%,比石油磺酸钠或SDBS单独乳化时的稳定性都好,而且在高温环境中析油率并没有显著上升。产生这种现象的原因是高价的石油磺酸盐和烷基苯磺酸盐产生协同增效作用,提高了表面活性。图5为转相后的乳状液在静置24h后的状态和微观形态。乳状液的分层情况与微观形态相契合,随着复配比例的升高,更少的油相析出,油滴的粒径明显减小,球度升高,分布也更加均匀。2.2.2乳状液类型类型的划分向CrCl发生逆转相的原因是SiO图7为Na可以发现,发生逆转相的乳状液的电导率远远地大于未发生逆转相的乳状液的电导率。由于水是电的良导体,以水为连续相的O/W乳状液电导率较大;而油相导电性能差,W/O乳状液的电导率就很小,通过这个现象可以准确区分乳状液的类型从乳状液的外观和微观形态可以直观的判断乳状液类型和稳定性,如图8所示。复配比例为5∶15和6∶14时未发生逆转相,乳状液依然是W/O型,黏度明显大于其他四种复配比例下发生逆转相的乳状液。由于乳状液中的连续相更容易聚并分层,所以W/O乳状液容易析油,而O/W乳状液容易析水,从乳状液的分层情况也容易鉴别其类型。此外未逆转相的乳状液滴粒径远远大于已逆转相的乳状液粒径。在4种O/W乳状液中,随着复配比例的升高,油滴粒径减小,均匀程度增强。2.3乳状液发生可偏转相的情况实验制备了石油磺酸钠和SDBS分别稳定和复配后稳定的O/W乳状液的盐度响应性,除石油磺酸钠单独乳化和复配比例为5∶15、6∶14时形成的乳状液不能发生逆转相外,其他几种乳状液均可在无机盐的作用下发生可逆转相,如表1所示。结果表明,石油磺酸钠和SDBS的复配比为4∶16时稳定白油和去离子水所形成的O/W乳状液在可逆转相的各个阶段均具有较好的稳定性。并且久置分层后的乳状液只需缓慢搅拌即可重新乳化,处于低速搅拌状态的乳状液在30d内不会分层。3石油磺酸钠比重(1)石油磺酸钠和SDBS能够产生协同增效作用,复配后的乳化性能大大增强,并且随着复配物中石油