粘弹性颗粒驱油体系的界面扩张流变研究

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随着理论模型和实验技术的不断完善,界面扩张流变研究逐渐成为界面膜性质研究的一大热点。界面扩张流变是认识微观界面结构的有效手段,通过界面扩张流变研究界面活性物质在界面上的吸附及界面分子间的相互作用,对阐明强化采油中乳状液稳定及破乳机理有重要意义。本论文针对新型驱油材料——粘弹性颗粒(PPG),采用液滴扩张技术,运用小幅周期振荡和界面张力弛豫研究方法,系统研究了粘弹性颗粒的界面流变性质、粘弹性颗粒与原油及原油活性组分的相互作用以及破乳剂对粘弹性颗粒和原油界面膜的影响,主要研究内容和成果如下:   首先,对PPG在煤油/水界面的扩张流变性质进行了研究,考察了吸附时间,浓度、工作频率、界面压等对PPG界面膜性质的影响,结合扩张弹性、扩张粘性及Cole-Cole图,探讨了PPG在界面上的吸附机理。结果表明,PPG能够在油水界面形成稳定的界面膜,低浓度时,PPG吸附膜为单层结构;中间浓度范围内,界面亚层结构出现,界面模量数值能够很快达到平衡;更高浓度时,亚层结构更加紧密,且平衡时界面附近形成了网络结构,稳定界面膜。温度、NaCl能够降低PPG界面膜强度,而直链聚丙稀酰胺通过包裹PPG形成了更为复杂的界面膜结构。   其次,研究了原油活性组分、模拟原油的界面流变性质,以及原油活性组分、模拟原油与PPG的相互作用对界面流变性质的影响。发现沥青质能够和PPG形成混合吸附膜,且PPG亚层的吸附结构得到保留;酸性组分则会破坏PPG的吸附膜结构,形成新的界面膜结构;原油与PPG的相互作用则居于前两者之间。   最后,研究了四种不同结构破乳剂的界面性质、破乳剂对模拟油界面性质的影响以及破乳剂对PPG和原油界面膜的影响。研究表明,四种破乳剂均有较强的界面活性,其中三种聚醚类非离子破乳剂能够破坏PPG的界面膜结构,在界面优先吸附,形成新的破乳剂吸附层,而季铵盐类阳离子破乳剂会和PPG在界面相互作用,形成混合吸附膜。
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