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化学驱油技术作为提高原油采收率和延长油田开发期的有效措施,具有广阔的应用前景,但是由于驱油剂的残留造成化学驱采出液乳化强度高、破乳难、污水处理难度加大等问题。本论文主要针对聚合物驱及二元驱采出液,从宏观和微观两个层面研究采出液体系性质及界面性质,以探讨化学驱采出液的稳定机理及破乳机理;并通过考察破乳剂结构与其破乳效果及界面行为的关联,对破乳剂的构效关系进行了剖析,考察驱油剂及油品性质对破乳剂筛选的影响。
结果表明,聚驱采出液稳定机理为HPAM吸附于液珠表面使体系粘度增加,Zeta电位负值增大,采出液液珠粒径大幅度减小,从而使采出液体系的稳定性增强;二元驱采出液中,石油磺酸盐顶替界面膜上原有界面活性物质,使乳状液的界面张力大幅度降低,电离后使油滴表面Zeta电位值增大,同时HPAM发挥其稳定作用,二者的协同作用使其稳定性比聚驱采出液更强。
化学驱采出液的破乳机理为,破乳剂可以取代天然乳化剂分子吸附于油水界面,降低油水界面张力从而降低体系的稳定性;且破乳剂与吸附在油水界面膜上的HPAM发生交联,交联产物比HPAM粒径大,具有疏松的空间网络结构,从而削弱界面膜强度。
油溶性破乳剂破乳效果明显好于水溶性破乳剂,非离子型破乳剂效果优于其它类型,破乳剂EO/PO值、分子链长、支化度均影响破乳剂的破乳效果。对于同类型的破乳剂,破乳效果与破乳剂降低油水体系界面张力的能力密切相关,脱水率越高,界面张力越低,界面张力降低值与脱水率存在大致的比值范围:非离子型0.2<r<0.3,两性离子型0.3<r<0.45,离子型破乳剂r>0.4;且直线型破乳剂r值大于支链型破乳剂,同类型的破乳剂脱水率与四组分界面张力降低之和有较好的对应关系,总体上是r越小,破乳效果越好。
油品性质决定了适用的破乳剂类型,并且原油中胶质、沥青质含量是影响破乳剂适用类型的主要因素;驱油剂的残留并不影响破乳剂的筛选结果,只影响破乳剂的脱水率和脱出水中含油量。