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固体颗粒对原油乳状液稳定性影响的研究

李文艳  
【摘要】:随着强化采油技术的发展,在采油过程中添加了很多化学药剂,使得采出液中的固体颗粒对原油脱水系统的正常运行产生很大影响,因此研究固体颗粒对原油乳状液的稳定性影响有重要意义。采用能谱分析对新疆油田两种油中的固体颗粒进行分析,发现固体颗粒主要为CaCO3、Fe203、NaCl和Si02等。论文在此基础上将原油采出液中固体颗粒分为地层固体、微生物絮体和开采过程引入固体三类,分别开展研究。以硅藻土、高岭土、石英砂、膨润土四种固体颗粒作为地层固体的模型化合物,开展其对原油乳状液稳定性影响的研究,结果表明这四种固体的存在严重影响乳状液的脱水。研究了地层固体对模型油乳状液稳定性的影响,结果表明:地层固体使得乳状液稳定性提高,其中膨润土的影响最大,其次是石英砂、高岭土,硅藻土的影响最小。分别测定Zeta电位、接触角、界面膜强度、水滴粒径、界面膜厚度、沉降速度及颗粒粒径等因素对乳状液稳定性的影响,采用聚类分析和Pearson相关性关联的方法将各影响因素分为两类:Zeta电位、对油相的接触角、颗粒粒径、水滴粒径、破裂常数k为一类;固体颗粒对水相的接触角、排液时间、界面膜厚度、沉降速度为另一类。固体颗粒对水的接触角越小,破裂常数k、水滴粒径、颗粒粒径越大,乳状液越容易破乳脱水。研究表明沥青质以颗粒状分散在水滴之间并阻隔水滴聚并,对模型油乳状液稳定性产生显著影响。研究了微生物絮体、结垢固体、污水回用引入固体和钻井泥浆及助剂对原油稳定性的影响,结果表明污水回用引入固体影响最显著,其次是微生物絮体,结垢固体和钻井泥浆及助剂在高浓度时有影响。采用红外光谱方法分析了老化油和回收油的性质,发现原油性质的改变与固体颗粒共同作用使得这两种油脱水困难。对老化油脱水,评选出有机硅破乳剂11#和12#,使掺30%老化油的原油乳状液脱水率达到79%。对回收油脱水,采用超声波破乳技术使掺30%回收油的原油乳状液脱水率达到99%,为这两种油的脱水作了有益探索。


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