溶气原油乳状液的溶气特性与稳定性研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lieren001
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W/O型原油乳状液是油田现场较为常见的一种采出液形式。由于三次采油过程中采用注气驱方式,会使得采出的W/O型原油乳状液处于带压溶气状态,而现阶段对不同溶气种类下溶气原油乳状液的特性研究还较为欠缺。本文利用带压溶气原油乳化装置在不同溶气环境(CO2、CH4、N2)和不同溶气压力(1MPa、2MPa、3MPa)条件下,对长庆原油进行带压乳化,并通过溶解度测定装置、溶气原油乳液稳定性分析装置、界面张力仪、高压流变仪测得不同气体的溶解度Rs、体积系数Bo、分水率/分油率ft、界面张力γ、界面膜扩张模量ε、界面膜弹性模量εd、相角θ、溶气原油粘度μ、溶气原油乳状液表观粘度μap。研究了原油乳状液的形成对气体在乳状液中溶解能力、溶气种类与溶气压力对溶气原油乳状液稳定性以及油/水界面特性的影响。原油乳状液的溶气特性结果表明,实验所用的三种气体在液相中溶解度的大小规律符合:Rs(CO2)>Rs(CH4)>Rs(N2),并且随着溶气压力升高,三种气体的溶解度增大。而且油/水界面膜的存在会在一定程度上抑制气体从外相向内相的迁移,使得气体在原油乳状液中的溶解度小于内外相各自的溶解度之和。溶CO2原油乳化后增粘幅度最大,而溶N2原油乳化增粘幅度最小。由于不同气体在油/水两相中的溶解能力不同,必然会对其界面特性造成影响。溶气油/水界面特性结果表明,在溶CO2的环境下,由于其油/水界面张力最小,使得其乳化效果最好,同时由于其油/水界面弹性模量最大,形成的油/水界面膜刚性最强,最不易分出游离水;而在溶N2的环境下,油/水界面张力较大,形成的原油乳状液体系不均匀,乳化效果最差,其界面弹性模量最小,易于分出游离水。由于气体在油水两相中的溶解削弱了油/水界面膜上沥青质等界面活性物质之间的相互作用,溶气状态下会使油/水界面膜的刚性减弱,随着溶气压力增大,油/水界面膜的弹性模量有减小的趋势。气体在原油乳状液中的溶解会使油相粘度、油/水界面膜的界面特性发生变化,进而在分油率与分水率两个方面对原油乳状液稳定性造成影响。溶气原油乳状液稳定性结果表明,随着溶气压力的升高,溶CH4原油乳状液与溶CO2原油乳状液分油率增大,溶N2原油乳状液的分油率减小。在同一压力下,溶CH4原油乳状液与溶CO2乳状液相比分油率更小。随着溶气压力的增大,同种溶气乳状液分水率增大。在同一压力下,不同溶气乳状液分水率大小关系为:ft(N2)>ft(CH4)>ft(CO2)。
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