原油及酸碱四组分界性质研究

摘要

随着各油田开采的深入,各种新型驱油技术和驱油药剂得到大规模推广使用,使得采出液组成变得更加复杂,稳定性显著增强,采出液的油水分离更加困难。系统研究含聚采出液的组成、油水界面性质对确定采出液的稳定机理和油水分离有着重要的理论和实际意义。本文系统研究了孤岛油田第五联合站原油及酸碱组分的界面性质,并且探讨了这些性质与原油乳状液稳定性的关系。采用离子交换法将孤五原油按化学官能团分离为酸性分、碱性分、两性分和中性分,并测定了原油及组分的元素组成、分子量、官能团组成等。研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)、粘土、破乳剂等对原油及酸碱四组分油水界面膜的扩张粘弹性质和表面膜的膜压-面积等温曲线的影响。并考察了浓度、pH值、温度和盐含量对这些性质的影响。
　　 研究结果表明,孤五原油中中性分含量高达77％,两性分结构和组成最复杂,杂原子总含量较高,各组分组成上存在明显的差异。HPAM和粘土对原油及组分的扩张粘弹性有较大的影响。随着扩张频率的增加,孤五原油及各组分的HPAM界面膜扩张模量、扩张弹性和相角增大,扩张粘度减小。随着水相中HPAM分子量的增大,原油及各组分的油水界面稳定性先升高后降低,原油和两性分的界面活性最高,界面稳定性增强。随着钠蒙脱土浓度的增加,孤五原油及各组分的油水界面膜扩张模量、扩张粘度、扩张弹性增加,相角变化的规律性较差。两性分与钠蒙脱土形成的油水界面稳定性最高;扩张频率增加,钠蒙脱土界面膜的扩张模量和扩张弹性增加,扩张粘度减小。
　　 原油及各组分表面膜膜压大小的顺序是:两性分＞酸性分＞碱性分＞原油＞中性分,各组分浓度越高膜压越大;原油及各组分表面膜膜压随温度的升高变化不大;水相的pH值接近7时,孤五原油及两性分油水表面膜膜压膜压最低;随pH值的升高,酸性分膜压升高,碱性分降低;水相中盐浓度增加,原油及各组分膜压降低,Ca2+离子对乳状液稳定性的破坏作用最强;钠蒙脱土使界面膜的机械强度增强,形成的乳状液越稳定;水相中HPAM浓度的增加,原油及各组分的膜压升高,HPAM分子量越小,表面压越高;破乳剂的引入大大降低了原油及各组分的表面压,支链型破乳剂降低表面压能力较强,对乳状液的稳定性影响较大。