功能性聚醚材料应用于原油采出液处理的机理研究

摘要

石油以乳状液的形式从地下采出，随着石油工业的迅速发展，开采技术的明显进步，乳状液体系的组成越来越复杂，从而带来了一系列新的问题。这就迫使人们要更加深刻地考察决定原油乳状液稳定的具体条件与破乳机理，努力研制新的破乳产品。聚醚类破乳剂在各大油田里普遍被使用，但是它的结构与破乳性能之间的关系尚未阐明。目前缺乏针对新型驱油方法产生的原油采出液的有效处理技术。本论文结合表面扩张流变和界面扩张流变两种手段，建立小幅振荡方法和张力弛豫实验方法，考察了不同结构聚醚类破乳剂PE600，PE1800和PE10000的油水界面流变性质。利用Zeta电位仪获得加入这些破乳剂后体系的Zeta电位。利用基于近红外透射光和散射光的乳状液稳定性分析仪获得加入破乳剂TA01和PAB03之后的模拟乳状液稳定性的全面数据，分析其作用机理。
　　首先，利用表面张力仪测得不同结构破乳剂的表面参数，用表面扩张流变的小幅振荡技术考察了振荡频率、浓度、结构对表面扩张性质的影响。研究表明，随着频率的增大，扩张模量和扩张弹性几乎不发生改变，这可能是因为实验频率范围偏离主要弛豫过程的特征频率造成的。另外，提高破乳剂浓度，体系的扩张模量和扩张弹性会出现一个极大值。
　　其次，利用表面张力弛豫法研究了破乳剂体系的表面微观弛豫过程。研究结果显示，当浓度较小时，表面膜弹性较强，此时表面分子重排决定膜的性质。但是，提高破乳剂浓度后，扩散作用对流变参数的影响增强。
　　然后，以煤油作油相，形成结构相对简单的油水界面，考察了体系的界面张力、Zeta电位以及破乳剂浓度和其结构对界面扩张流变性质的影响。研究表明，破乳剂浓度增大有利于其分子吸附，导致界面吸附量增大，界面张力下降。在体系中，Zeta电位的绝对值也跟着破乳剂浓度的升高而降低。破乳剂在不同条件下都能够对膜吸附结构产生影响，使其粘弹性发生改变。弛豫法也验证了小幅振荡法的实验结果。
　　最后，利用基于近红外透射光和散射光的乳状液稳定性分析仪获得加入聚醚类破乳剂后乳状液稳定性的全面数据。研究结果表明，这类破乳剂能明显增大积分透光率数值，到达破乳的作用。随破乳剂浓度逐渐变大，积分透光率会通过一个极大值。说明在乳状液破乳过程中破乳剂的用量并非越大越好。

目录

声明

第1章 绪论

1.1化学驱的简介

1.2原油乳状液

1.3原油乳状液的破乳

1.4原油破乳剂

1.5 课题的提出及研究方法

第2章 功能性聚醚材料的表面扩张流变研究

2.1实验材料及仪器

2.2 破乳剂的表面张力性质

2.3 PE600的表面扩张流变

2.4 PE1800的表面扩张流变

2.5 PE10000的表面扩张流变

2.6本章小结

第3章 功能性聚醚材料的表面弛豫

3.1破乳剂溶液的表面微观弛豫过程

3.2弛豫法研究破乳剂的表面扩张流变性质

3.3 破乳剂的Cole–Cole图

3.4 本章小结

第4章 功能性聚醚材料的界面扩张流变研究

4.1实验仪器及理论基础

4.2 破乳剂的界面张力性质

4.3 PE10000的界面扩张流变

4.4破乳剂溶液的界面微观弛豫过程

4.5乳状液的稳定性

4.5本章小结

第5章 结论与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果