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原油中活性物質(zhì)與堿作用下對界面張力的影響

來源: 新疆石油天然氣 瀏覽 350 次 發(fā)布時間:2024-04-29

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國已經(jīng)由石油出口國變?yōu)槭澜缱畲蟮氖瓦M(jìn)口國。目前我國每年進(jìn)口的石油量占石油總消耗量的60%以上,對我國的能源安全造成了較大隱患。維持并提高國內(nèi)油田的產(chǎn)量是解決這一隱患的關(guān)鍵。


原油中活性物質(zhì)對化學(xué)驅(qū)配方的界面張力大小有著重要影響。提取了新疆油田BW區(qū)原油的活性物質(zhì),研究了活性物跟石油磺酸鹽和堿的界面張力。結(jié)果顯示,BW區(qū)原油的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量偏低,界面活性物質(zhì)主要存于在乙酸乙酯洗脫液中,其主要成分為CnH2n-2O2和CnH2n-4O2兩種類型,包括酚、醇類和羧酸類。單獨(dú)加入Na2CO3后,界面張力可降低至10-2 mN/m;單獨(dú)加入石油磺酸鹽,界面張力降低效果較差,只達(dá)0.5 mN/m;同時加入石油磺酸鹽和Na2CO3后,界面張力很快下降至10-3 mN/m。主要是因為堿和乙酸乙酯洗脫液部分成分發(fā)生反應(yīng),生成了增強(qiáng)石油磺酸鹽性能的激活劑,使得界面張力大幅度下降。


主要儀器與試劑


實(shí)驗用主要儀器:雙通道動態(tài)界面張力儀dIFT,芬蘭Kibron;賽默飛Nicolet IS10紅外光譜儀,美國熱電公司;101-3BS鼓風(fēng)干燥箱,秋佐科技;Aglient 1100型高效液相色譜儀,包括二元梯度泵、自動進(jìn)樣器;Agilent 1100 Series LC/MSD Trap VL離子阱液質(zhì)聯(lián)用儀,電噴霧電離源,美國安捷倫公司。此外,實(shí)驗中還用到大量試劑(表1)。

堿對界面張力的影響【實(shí)驗步驟】


使用去離子水,分別配置2 000、5 000、8 000、10 000、12 000、15 000、20 000 mg/L的Na2CO3溶液。采用旋滴法測試表面活性劑體系與原油之間的界面張力。首先將油滴注入到裝有待測溶液的密閉樣品管中,然后將樣品裝入界面張力儀中,設(shè)置轉(zhuǎn)速為5 000 r/min、溫度為地層溫度42℃,在高速繞水平軸旋轉(zhuǎn)下將油珠拉長。原油在外力作用下逐漸變?yōu)閳A柱形液柱或橢圓形液滴,轉(zhuǎn)速和油水間的界面張力決定了原油在水溶液中的形狀。實(shí)驗過程中,設(shè)置每隔15 min自動拍照,實(shí)驗進(jìn)行2 h后,測定照片中油滴的長度和油滴直徑,計算出待測液的界面張力。

Na2CO3與不同組分配合后的界面張力

不同活性物質(zhì)與堿作用對界面張力的影響


圖4為原油、萃取油以及萃取油分別添加濃度為1%的甲苯洗脫物、乙酸乙酯洗脫物、丙酮洗脫物、乙醇洗脫物配成的模擬油與0.5%,0.8%,1%,1.2%,1.5%,1.7%,2%這七種濃度Na2CO3的界面張力。可以看出,乙酸乙酯洗脫組分與堿的界面張力最低。隨著Na2CO3濃度變大,界面張力也持續(xù)降低,當(dāng)Na2CO3濃度達(dá)到2%時,其界面張力達(dá)到10-3 mN/m。孫景倫等研究了復(fù)合驅(qū)油體系中堿與原油的相互作用,發(fā)現(xiàn)Na2CO3更易于環(huán)烷酸以及苯環(huán)和不飽和酸部分反應(yīng);與飽和酸相比,環(huán)烷酸以及苯環(huán)和不飽和酸的界面活性更強(qiáng),導(dǎo)致界面張力更低。