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酚胺樹脂聚醚型破乳劑分子結(jié)構(gòu)、濃度對(duì)油-水界面張力的影響——實(shí)驗(yàn)部分
來源：石油學(xué)報(bào)（石油加工） 瀏覽 416 次 發(fā)布時(shí)間:2024-09-13
采用旋轉(zhuǎn)滴法測(cè)定了9種酚胺樹脂聚醚型破乳劑（PAPEmn）與勝利油田孤東二元驅(qū)原油、水驅(qū)原油組成的體系的油-水界面張力，考察了PAPEmn質(zhì)量濃度、PAPEmn的相對(duì)分子質(zhì)量和HLB值以及溫度對(duì)油-水界面張力的影響。結(jié)果表明，PAPEmn系列破乳劑具有高于常規(guī)破乳劑的界面活性，且隨著PAPEmn濃度增加，體系的油-水界面張力顯著下降；對(duì)于親水性較強(qiáng)的PAPEm3系列破乳劑，隨著其質(zhì)量濃度從50mg/L升至1500mg/L，體系的油-水界面張力從100數(shù)量級(jí)降至10-3數(shù)量級(jí)；PAPEmn的的界面活性與其相對(duì)分子質(zhì)量和HLB值密切相關(guān)，實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，其親水親油平衡（HLB值）改變比相對(duì)分子質(zhì)量的變化更能影響體系的油-水界面張力，隨著HLB值增大，破乳劑的界面活性明顯增強(qiáng)；隨著溫度升高，PAPEmn的界面活性下降，表明該系列破乳劑較適合在低溫下使用。
二元復(fù)合驅(qū)（表面活性劑＋聚合物）采油技術(shù)在勝利油田得到廣泛的應(yīng)用，并且取得了很好的增產(chǎn)效益。但是采出乳狀液中殘留聚合物和表面活性劑等驅(qū)油化學(xué)劑。一方面，聚合物的存在不僅提高了采出液體系的黏度，而且增大了油-水界面膜的強(qiáng)度，另一方面，表面活性劑的存在較大程度地降低了油-水界面張力，使采出液體系界面自由能下降，使復(fù)合驅(qū)采出乳狀液的穩(wěn)定性大幅度提高，破乳脫水變得非常困難。因此，化學(xué)驅(qū)采出液的處理成為制約該技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。對(duì)化學(xué)驅(qū)采出液進(jìn)行破乳，是化學(xué)驅(qū)油中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，對(duì)提高化學(xué)驅(qū)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。
對(duì)破乳機(jī)理的研究表明，W/O型原油乳狀液的界面膜強(qiáng)度較大，這使原油中的水珠在碰撞后不易破裂，乳狀液較為穩(wěn)定，所以破壞界面膜是破乳的關(guān)鍵所在［1］。而界面膜的改變必然會(huì)直接影響到原油體系的油-水界面張力，所以對(duì)油-水界面張力的研究是了解界面膜變化的一種直接方法［2］。目前，人們對(duì)破乳劑性能的研究主要集中在采用瓶試法考察破乳劑對(duì)乳狀液的出水率/出油率的影響［3-5］，較少從破乳劑本身的界面活性或界面膜強(qiáng)弱進(jìn)行研究［6-8］。筆者以合成的9種酚胺樹脂聚醚型破乳劑（PAPEmn）為研究對(duì)象，采用旋轉(zhuǎn)滴法測(cè)定了勝利油田孤東二元驅(qū)原油及水驅(qū)原油加入PAPEmn后的油-水界面張力，考察了破乳劑質(zhì)量濃度、破乳劑分子結(jié)構(gòu)及溫度等因素對(duì)油-水界面張力的影響。該研究對(duì)弄清破乳劑的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系及新型破乳劑的開發(fā)有一定的指導(dǎo)價(jià)值。
1、實(shí)驗(yàn)部分
1.1試劑
中國石化勝利油田勝利勘察設(shè)計(jì)研究院三采中心合成的9種酚胺樹脂聚醚破乳劑。以酚胺樹脂為起始劑，按不同順序通入環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷，生成聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚，然后在一定條件下與交聯(lián)劑反應(yīng)，制得擴(kuò)鏈產(chǎn)物酚胺樹脂聚醚破乳劑PAPEmn。m、n取值1、2或3，m代表相對(duì)分子質(zhì)量的變化，n代表親水親油平衡（HLB值）的變化。通過改變加入環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的量和比例來控制破乳劑的相對(duì)分子質(zhì)量和HLB值，m從1到3表示相對(duì)分子質(zhì)量增大，n從1到3表示HLB值增大。
原油為勝利油田孤東二元驅(qū)原油（30、40和50℃下的密度分別為0.9394、0.9337和0.9312g/cm3）和水驅(qū)原油（30、40和50℃下的密度分別為0.9489、0.9423和0.9419g/cm3）。其他試劑均為分析純，水為二次蒸餾水。
1.2油-水界面張力的測(cè)定
采用北京通人新技術(shù)開發(fā)公司改進(jìn)的XZD-Ⅲ型旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀測(cè)定油-水界面張力（γ），轉(zhuǎn)速為5000r/min。首先以孤東油田模擬水（離子組成見表1）配制不同質(zhì)量濃度的破乳劑溶液，加入原油樣品中，在30、40和50℃下分別測(cè)破乳劑溶液-原油體系的動(dòng)態(tài)油-水界面張力，以時(shí)間（t）與油-水界面張力（γ）作圖，得到界面張力-時(shí)間曲線。
表1孤東油田模擬水的離子組成
酚胺樹脂聚醚型破乳劑分子結(jié)構(gòu)、濃度對(duì)油-水界面張力的影響——實(shí)驗(yàn)部分
酚胺樹脂聚醚型破乳劑分子結(jié)構(gòu)、濃度對(duì)油-水界面張力的影響——結(jié)果與討論、結(jié)論