1破乳劑

1概論

1原油乳狀液的性質(zhì)

原油乳狀液是指以原油為分散介質(zhì)或分散相的乳狀液，以原油作為分散介質(zhì)的乳狀液為油包水型(w/0)乳狀液:以原油作為分散相的乳狀液叫水包油型((a/w)乳狀液。目前，世界上大多數(shù)原油在開采時都有伴生水，并含有天然表面活性劑。這種原油在開采和集輸?shù)倪^程中，經(jīng)過地層空隙、管線、泵及閥門嶺攪拌作用，使得產(chǎn)出油為原油乳狀液。一次采油和二次采油采出的原油乳狀液是w/。型乳狀液，穩(wěn)定這類乳狀液的天然表面活性劑主要是原油中的活性石油酸(如環(huán)烷酸、瀝青質(zhì)酸)和油濕顆粒(如微晶蠟顆粒和瀝青質(zhì)顆粒等)。三次采油采出的原油乳狀液大多是0/w型乳狀液，穩(wěn)定這類乳狀液的表面活性劑主要是活性石油酸的堿金屬鹽、外加水溶比表面活性劑等。

原油和水形成乳狀液為物理變化，故其化學性質(zhì)還表現(xiàn)為原油和水的本來性質(zhì)，但其物理性質(zhì)的變化卻是小常顯著的。下面分別進行介紹。

A.原油乳狀液的物理性質(zhì)

a原油乳狀液的分散度分散度是指乳狀液的分散相在連續(xù)相中的分散程度。用分散相顆粒直徑(平均直徑)的系數(shù)表示，此外，也可用分散相的平均直徑或顆粒總表面積與總質(zhì)量之比值，即比表面積表示。分散度是原油乳狀液的重要比質(zhì)之一。b.原油乳狀液的顏色純掙的原油雖因其組成不同有黃、紅、綠、棕紅、咖啡色之分，但對一般重質(zhì)油而言，其外觀大多呈黑色。然而，若將其制成0.5--厚的薄層，則顯棕紅色或棕黃色。原油乳狀液的外觀顏色與含水量密切相關(guān)，含水量在10%左右時，顏色與純原油相同，隨含水量上升，變?yōu)樽丶t色，當含水量達到30%--50%時，呈深棕色c.原油乳狀液的密度原油乳狀液的密度是指單位體積內(nèi)原油和水以及所含的可溶性物質(zhì)的總質(zhì)量:單位為g/cm，其數(shù)值具有加和比若已知原油乳狀液中水的體積分數(shù)為小，原油和鹽水的密度分別為PO和Pw，則原油乳狀液的密度P可按下式計算

原油乳狀液的粘度原油乳狀液的粘度是指其本身所具有的內(nèi)a擦力。其數(shù)值與純凈的原油或水相比較要大數(shù)十到數(shù)百倍，且不具有加和It.原油乳狀液粘度隨著含水量的上升會大幅增加。但當含水量達50%--70%時，其粘度達到最大值;當含水量增加至50%--70%以上時，水不再都成為內(nèi)相，部分水將游離出來，隨著游離水的增加，此時原油乳狀液的表觀粘度急劇下降。山于原油乳狀液屬非牛頓流體，故有剪切稀釋性，隨著剪切速率的增加，內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，表觀粘度下降，粘度下降的幅度與乳狀液含水率有關(guān):含水率越大，下降的幅度越大。另外，原油乳狀液還有觸變性。幾種原油乳狀液混合時，如同幾種純掙的原油混合時一樣，粘度也無加和性。e.原油乳狀液的凝固點山于在一定的含水率范圍內(nèi)，原油乳狀液的粘度隨含水率的上升而增高，粘度的上升使流動性能變差，故原油乳狀液的凝固點也隨含水率的上升而有所提高。f.原油乳狀液的老化乳狀液的穩(wěn)定性隨著存放時問的延長而增加的現(xiàn)象稱為乳狀液的“老化”。老化現(xiàn)象的產(chǎn)生有兩個原因，一是由于乳狀液存放時問長，原油與空氣長期接觸，生成更多的天然活性物質(zhì);二是天然表面活性劑或助表面活性劑分子有足夠時間擴散，使界面分子排列更緊密，膜強度更高，乳化狀態(tài)也就更穩(wěn)定。H原油乳狀液的電學性質(zhì)原油乳狀液的電學性質(zhì)是原油及其乳狀液的又一基本物理性質(zhì).常用相對介電常數(shù)、電導和電泳等參數(shù)來描述。它對于判別乳狀液的類型、穩(wěn)定性及破壞乳狀液的方法都有重要作用。a原油乳狀液的相對介電常數(shù)原油乳狀液的相對介電常數(shù)是指在電容器的極板問充滿原油或原油乳狀液時測得的電容Cx與極板問為真空時的電容C之比。實驗表明，純原油的相對介電常數(shù)為2.0--2.7;而純水的相對介電常數(shù)為80。如果原油與水組成乳狀液:則相對介電常數(shù)就將發(fā)生明顯的變化。原油乳狀液韻相對介電常數(shù)與含水率、原油組成、壓力、密度、含氣量及溫度等因素有關(guān)。b.原油乳狀液的電導電導的測定方法是在一定溫度下，取面積為l-,的兩個平行相對的電極，其間距為1-中間放置l-,的原油或己知含水率的原油乳狀液，此時測出的電導值就為該原油或原油乳狀液的電導率。一般地講，原油本身的電導率為((1---2)x10"s韶。石蠟基原油的電導率只有膠質(zhì)、瀝青質(zhì)原油的一半c.原油乳狀液的電泳山于原油乳狀液中的水珠在大多數(shù)情況下都帶有電荷，故將其放置在電場中，會因其帶電而向著與其電荷符號相反的電極運動，此種現(xiàn)象叫做電泳。電泳是靜電脫水的理論依據(jù)，水珠在電場中的移動速度叫電泳速度。其數(shù)值大小可按下式計算:。V=bEE/(6.u)式中、一電泳速度;b-zeta電勢;，E一電極問的電場強度￡原油的相對介電常數(shù)p—原油的粘度

1.2破乳劑發(fā)展簡況

原油乳狀液的類型不同(W/0或0/W型)，所使用的破乳劑也相應地分為W/0(厲油乳狀液)型破乳劑和。/w(原油乳狀液)型破乳劑。A.W/0型破乳劑發(fā)展簡況W/0型破乳劑使用較早，己有80多年的歷史從開始使用至今，經(jīng)不斷研究、開發(fā)，已發(fā)展了三代破乳劑20世紀二三十年代，開發(fā)了第一代原油破乳劑。這一代破乳劑主要是低分子陰離子型破乳劑，如梭酸鹽類、硫酸酷鹽類、FA酸鹽類等。其中，以磺酸鹽類較典型，應用也較廣泛。2。世紀四五十年代發(fā)展了第二代原油破乳劑。第二代破乳劑主要是以低分子非離子表面活性劑為主，如OP類、平平加類、吐溫類等。這代破乳劑的開發(fā)成功，使化學破乳劑的發(fā)展又向前邁進了一大步20世紀60年代至今，發(fā)展了第三代原油破乳劑。這類破乳劑主要是非離子型的高分子表面活性劑。廣泛采用各種高碳醇、烷基酚、烷基胺、酚醛樹脂以及其他含有活潑氫的物質(zhì)作為引發(fā)劑而得到高分子破乳劑，特別是采用具有一定數(shù)量的PO鏈(C,ILO)作為親油基和EO鏈(CIHIO)為親水基，而形成的嵌段共聚物，是應用非常廣泛的聚醚型破乳劑近年來，又研究出了一些超高分子量型的化學破乳劑，其破乳能力與對各種原油的適應程度都有所提高。日本等一些國家還提出了用環(huán)氧丁烷、四氫吠喃等代替環(huán)氧丙烷等非聚醚型破乳劑，可獲得更好的破乳效果。隨著新型破乳劑的不斷研制開發(fā)，單一劑型的破乳劑在其破乳效果大幅度提高的同時，其針對性較強，適應面窄的缺點也逐漸暴露，所以，近幾年來，在研制新型化學破乳劑的同時，各國都采用復配的形式來擴大破乳劑的品種系列，以擴大其適應性。目前，國內(nèi)外各大油田使用的破乳劑主要是第三代破乳劑。H.o/w型乳化原油破乳劑發(fā)展簡況這類破乳劑是隨著三次采油興起而發(fā)展起來韻。國外三次采油大規(guī)摸的礦場試驗開始于2a世紀7a年代，所以，水包油型破乳劑也是從這個年代起開始研制開發(fā)的我國水包油型乳化原油破乳劑的研制開發(fā)起步較晚，自2o世紀so年代中期才進行研制開發(fā)。勝利油田于1989年研制成功的cw-of型破乳劑是國內(nèi)最早報道的水包油型破乳劑。

1.3破乳劑的類型

油包水型破乳劑的類型油包水型原油乳狀液所使用的破乳劑即為油包水型破乳劑。我國日前開發(fā)與應用的大部分為該類破乳劑。下面重點介紹該類破乳劑的各種分子式。

a.聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇(或烷基苯酚)醚