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原油中活性物质与碱作用下对界面张力的影响

来源: 新疆石油天然气 浏览 56 次 发布时间:2024-04-29

随着我国经济的发展,我国已经由石油出口国变为世界最大的石油进口国。目前我国每年进口的石油量占石油总消耗量的60%以上,对我国的能源安全造成了较大隐患。维持并提高国内油田的产量是解决这一隐患的关键。


原油中活性物质对化学驱配方的界面张力大小有着重要影响。提取了新疆油田BW区原油的活性物质,研究了活性物跟石油磺酸盐和碱的界面张力。结果显示,BW区原油的胶质、沥青质含量偏低,界面活性物质主要存于在乙酸乙酯洗脱液中,其主要成分为CnH2n-2O2和CnH2n-4O2两种类型,包括酚、醇类和羧酸类。单独加入Na2CO3后,界面张力可降低至10-2 mN/m;单独加入石油磺酸盐,界面张力降低效果较差,只达0.5 mN/m;同时加入石油磺酸盐和Na2CO3后,界面张力很快下降至10-3 mN/m。主要是因为碱和乙酸乙酯洗脱液部分成分发生反应,生成了增强石油磺酸盐性能的激活剂,使得界面张力大幅度下降。


主要仪器与试剂


实验用主要仪器:双通道动态界面张力仪dIFT,芬兰Kibron;赛默飞Nicolet IS10红外光谱仪,美国热电公司;101-3BS鼓风干燥箱,秋佐科技;Aglient 1100型高效液相色谱仪,包括二元梯度泵、自动进样器;Agilent 1100 Series LC/MSD Trap VL离子阱液质联用仪,电喷雾电离源,美国安捷伦公司。此外,实验中还用到大量试剂(表1)。

碱对界面张力的影响【实验步骤】


使用去离子水,分别配置2 000、5 000、8 000、10 000、12 000、15 000、20 000 mg/L的Na2CO3溶液。采用旋滴法测试表面活性剂体系与原油之间的界面张力。首先将油滴注入到装有待测溶液的密闭样品管中,然后将样品装入界面张力仪中,设置转速为5 000 r/min、温度为地层温度42℃,在高速绕水平轴旋转下将油珠拉长。原油在外力作用下逐渐变为圆柱形液柱或椭圆形液滴,转速和油水间的界面张力决定了原油在水溶液中的形状。实验过程中,设置每隔15 min自动拍照,实验进行2 h后,测定照片中油滴的长度和油滴直径,计算出待测液的界面张力。

Na2CO3与不同组分配合后的界面张力

不同活性物质与碱作用对界面张力的影响


图4为原油、萃取油以及萃取油分别添加浓度为1%的甲苯洗脱物、乙酸乙酯洗脱物、丙酮洗脱物、乙醇洗脱物配成的模拟油与0.5%,0.8%,1%,1.2%,1.5%,1.7%,2%这七种浓度Na2CO3的界面张力。可以看出,乙酸乙酯洗脱组分与碱的界面张力最低。随着Na2CO3浓度变大,界面张力也持续降低,当Na2CO3浓度达到2%时,其界面张力达到10-3 mN/m。孙景伦等研究了复合驱油体系中碱与原油的相互作用,发现Na2CO3更易于环烷酸以及苯环和不饱和酸部分反应;与饱和酸相比,环烷酸以及苯环和不饱和酸的界面活性更强,导致界面张力更低。


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