论文部分内容阅读
油水混合体系根据其粒径大小和是否热力学稳定可以将其分为乳状液、纳米乳液和微乳液。微乳液是一种热力学稳定体系,具有着液滴粒径小,界面张力低,增溶能力强的特点,因此可以用于产层修复、冲洗井壁、处理含油固废等领域。乳状液具有着液滴粒径大,表面活性剂用量少的特点,通过表面活性剂水溶液的加入,原来粘度较大的原油能够形成O/W型乳状液,大大降低了粘度,在原油开采和管输过程中有着极好的应用前景。第一章是前言,首先介绍了本文的研究背景和立体意义,研究耐温型微乳液和开关型乳状液的制备及在油田背景下的应用。介绍了微乳液的基本概念、形成机理及特性,并对温度不敏感微乳液和微乳液在石油工程领域的研究进展进行了概述。接下来介绍了开关型表面活性剂在近些年的研究进展,并着重探讨了C02开关型表面活性剂的优缺点,介绍了制备CO2开关型乳状液在原油采输过程中能够调控乳液稳定性的特点,方便原油的乳化降粘和破乳脱水。第二章研究了微乳液修复地层损害及处理含油固废。修复井下的地层损害,需要应对温度较高的地层条件,因此制备了一种耐温型微乳液。选用了烷基糖苷和平平加O-25作为表面活性剂,正丁醇作为助表面活性剂制备了一种耐温型微乳液,并研究了温度、盐浓度、酸浓度对微乳液增溶能力和相行为的影响,绘制了微乳液的拟三元相图,发现该微乳液具有耐高温(室温~100℃)、耐高盐(0-30wt%CaCl2)、耐酸(0-9 wt%)的特性,通过盐的加入,其密度控制在1.0-1.3g/cm3,能够适应井下复杂工况。接下来表征了微乳液的界面张力和润湿能力,并通过室内模拟实验证明微乳液能够良好的解除界面润湿反转、油基泥浆污染、有机垢析出等带来的地层损害,并研究了温度对其界面张力和清洗能力的影响,发现随着温度升高,界面张力降低,清洗能力增强。之后使用该微乳液在室温条件下清洗含油污泥和含油钻屑,将其含油率都降低到2%以下,证明微乳液对含油固废具有很好的清洗能力。第三章研究了开关型乳状液及其应用。本章使用了油酸钠作为主表面活性剂,研究了油酸钠水溶液的CO2开关性,通入C02,油酸钠水溶液pH下降;在加热条件下通入N2排出了CO2,油酸钠水溶液pH升高。接下来使用油酸和油酸钠复配制备了乳状液,并研究了表面活性剂HLB值、矿化度、聚合物对乳液稳定性的影响。向制得的稳定的乳液中通入了CO2,乳液迅速破乳,通过显微镜、zeta电位、pH计等手段研究了乳液的CO2响应性。接下来,再在加热的条件下向破乳后的乳液中通入N2,乳液重新恢复稳定性。重复三次这个响应过程,发现乳液具有良好的CO2开关性,说明该表面活性剂水溶液具有循环利用的可能性。最后用油酸钠乳化了柴油、稠油等多种油相,证明乳液具有良好的C02开关性,可以用于原油的乳化和破乳过程。