苯-水-乙醇体系相行为和W/O型乳液交联剂交联机理研究

摘要

本文对油-水分散体系的相关性能进行了研究,共分两部分:一是苯-水-乙醇三元体系相行为研究;二是W/O型乳液交联剂交联机理研究。
　　 一、苯-水-乙醇三元体系相行为研究
　　 通常,微乳液是指在表面活性剂存在下或与助表面活性剂同时存在下,互不相溶的油和水形成的热力学稳定、各向同性且透明的分散体系,其中表面活性剂曾被认为是不可缺少的组份。然而,由正己烷-异丙醇-水形成的W/O型微乳液,证明在适宜条件下,表面活性剂并非是微乳液的必要成份。这种没有传统表面活性剂存在下形成的微乳液称为“无表面活性剂微乳液”(Surfactant-FreeMicroemulsion,简称SFME)。至目前为止,报道的SFME均为W/O型,研究的体系也很有限,对SFME的认识还很肤浅,有必要对其进行系统研究,以加深对微乳液的科学认识,并为其更广泛的应用提供基础依据。
　　 本文选取苯-乙醇-水为模型体系,进行了相行为研究。采用目视滴定法绘制了三元相图,表明存在一个单相(Single-Phase)区和一个两相(Two-phase)区;采用电导率法确定了单相区的亚相区,发现除文献报道过的W/O型微乳液区和水-乙醇氢键聚集体区和常规三元溶液区外,还存在O/W型和双连续(BC)型微乳液区;采用冷冻蚀刻电镜(FF-TEM)证实了O/W型和双连续(BC)型SFME和水-乙醇氢键聚集体区的存在。研究结果表明,SFME具有与常规微乳液同样的类型;与有表面活性剂的油-水分散体系一样,无表面活性剂时也可能存在丰富的相行为。
　　 二、W/O型乳液交联剂交联机理研究
　　 我国是世界上注水开发油田比例较高的国家之一,水驱开发储量占总储量的60％以上。由于我国大多数油田多为陆相沉积,储层非均质性严重,水驱波及效率低的现象普遍存在,采用聚合物(部分水解聚丙烯酰胺,PHPA)交联凝胶深部调剖技术以提高原油采收率已成为主导措施之一。常规交联剂如有机铬、有机锆和有机铝等因交联速率快、凝胶稳定性差等常引起近井地带堵塞、有效期短等问题,新型延缓交联剂成为交联聚合物深部调剖领域的研究热点。
　　 中国石油化工股份有限公司胜利油田采油工艺研究院研制成功了“W/O型乳液交联剂”,具有交联时间长、凝胶稳定性高等特点,能够有效运移到地层深部,达到深部调剖的目的。然而,对交联机理的认识不清楚,委托我们进行了系统研究。
　　 首先,对交联剂样品进行了表征,证实是W/O型乳状液,其水相为交联剂溶液;随后,对W/O型乳液交联剂在水中的形态变化进行了研究,发现形成W/O/W型多重乳状液,内水相为交联剂溶液,中间相为油相,外水相为水(或PHPA溶液);在对W/O/W型多重乳状液稳定性研究的基础上,提出了交联机理。W/O型乳液交联剂在PHPA溶液中先形成W/O/W型多重乳状液;液滴间随时间将逐渐发生聚集、融合、油膜破裂等过程而缓慢释放交联剂,因而具有延缓交联作用。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 立题背景与意义

1.1.1 苯-乙醇-水三元体系相行为研究

1.1.2 W/O型乳液交联剂交联机理研究

1.2 无表面活性剂微乳液(SFME)

1.2.1 微乳液

1.2.2 无表面活性剂微乳液(SFME)

1.2.3 SFME的形成机理

1.3 W/O型乳液交联剂交联机理研究

1.3.1 调剖技术的发展现状

1.3.2 深层调剖技术

1.3.3 技术发展趋势

参考文献

第二章 苯-水-乙醇三元体系相行为研究

2.1 引言

2.2 试验部分

2.2.1 主要实验仪器及设备

2.2.2 实验原料及试剂

2.2.3 实验方法

2.3 实验结果及讨论

2.3.1 相行为研究

2.3.2 电导法确定三元相图的亚相区

2.3.3 冷冻蚀刻电镜(FF-TEM)观察

2.3.4 界面张力

2.3.5 SFME的稳定性

2.4 本章小结

参考文献

第三章 乳液交联剂交联机理研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 样品和试剂

3.2.2 主要仪器

3.2.3 主要实验方法

3.3 实验结果与讨论

3.3.1 理化性能

3.3.2 乳液交联剂结构表征

3.3.3 W/O/W型乳状液交联剂稳定性

3.3.4 W/O/W型乳状液与PHPA溶液的交联行为

3.3.5 机理探讨

3.4 结论

参考文献

第四章 结论

硕士期间发表的论文

致谢

外文论文

学位论文评阅及答辩情况表