物化条件对胜利原油乳状液稳定性的影响

利用稳定性分析仪(LUMisizer-LS610)研究胜利原油乳状液的稳定性和粒径的变化规律,考察了乳化剂质量分数、油水体积比、温度及电解质对乳状液的稳定性和粒径的影响。结果表明,原油乳状液稳定性随乳化剂质量分数增大而增强,而液滴粒径则呈相反的变化趋势;乳状液中油相所含比例越大,乳状液越稳定;温度升高,虽然会增加乳化效果,但也同时破坏了乳状液的稳定性;电解质可以增强乳状液的稳定性,降低粒径。     

含水率对油包水乳状液流变和析蜡特性分析

以含蜡原油和纯净水为工质,制备了多组不同微观液滴分布的W/O型乳状液,结合微观显微镜和聚焦光束测量仪观察及测量分析,得出了乳状液分散相液滴的大小和分布规律,探讨了油包水乳状液分散相液滴分布规律对乳状液流变、析蜡特性的影响机理。结果表明,随含水率的增大,油水乳状液体系将有更高的表观黏度,屈服应力、凝点和析蜡点也随之增大,恒应力表现出逐渐减小的趋势。大庆含蜡原油的转相点为含水率60%左右。     

油包水乳状液在圆柱电极聚结器中的分离特性研究

设计制作了一种带有绝缘层的圆柱电极静电聚结器,油包水乳状液流过电极,在电场力的作用下水滴聚结,经重力沉降达到油水分离的目的.通过室内实验,分析了油包水乳状液在这种电极作用下的油水分离特性,研究了圆柱电极的直径、长度和电场强度、含水率等因素对分离效率的影响.研究表明,在不发生电分散情况下,电场强度越大,油水乳状液在聚结器中的分离效率也越高;分离效率受电极作用时间和液滴间静电力的共同影响,在含水较低时,油包水乳状液中液滴间静电力小,电极作用时间的影响起主导作用.电极停留时间越长,分离效率越高;含水率升高,油包水乳状液中液滴间静电力增大,电极作用时间的影响作用减小,液滴间的静电力影响作用增大,液滴间静电力越大,分离效率越高.利用高速微观摄像系统拍摄并观察到聚结器出口液滴粒径比进口粒径明显增大,即圆柱电极静电聚结器对柴油一水乳状液具有良好的聚结效果.     

不同流量下T型微通道结构对液滴生成特性的影响

为探究不同流量下不同T型微通道对液滴生成特性的影响,建立了适用于液液两相流模拟的计算模型,并采用了VOF法进行数值求解。模拟过程中通过改变T型微通道结构、连续相毛细数、两相流动方式、分散相流量以及两相流量比对微液滴的形成机制进行分析。结果表明:随连续相毛细数增加,液滴尺寸会持续减少。两相界面周围由于速度差异会出现涡,随着速度差异增大,涡的形态也会随之改变。液滴尺寸会随着分散相流量增加先增加后减小。微通道结构以及两相流动方式的改变在高流量下对液滴尺寸近乎没有影响,但是会对能产生微液滴的两相流量比范围有较大影响。     

溶气原油乳状液的溶气特性与稳定性研究

利用带压溶气原油乳化装置在不同溶气环境（CO2、CH4、N2）下对长庆原油进行带压乳化,并通过溶解度测定装置、溶气原油乳液稳定性分析装置、界面张力仪、高压流变仪测得不同气体的溶解度Rs、分水率fv、界面张力γ、界面膜弹性模量εd、溶气原油黏度μ,溶气原油乳状液表观黏度μap。结果表明,油水界面膜的存在会在一定程度上抑制气体从外相向内相的迁移,使溶气原油乳状液的溶解度小于内外相各自的溶解度之和;在溶CO2的环境下,由于其油/水界面张力最小,使其乳化效果最好,形成的带压W/O型乳状液乳滴最为细密,同时由于其油水界面弹性模量最大,形成的带压乳液体系最为稳定,乳液体系较原油体系的增黏率最明显;与之相反,在溶N2的环境下,带压乳液体系的稳定性较差,易于破乳。     

柱状旋流电脱水器分离性能实验研究

三相分离器与电脱水器常见于原油处理环节,这类设备体积庞大、处理效率低。通常电脱水器还要求入口乳状液含水率不能超过30%。为了解决这些问题,设计并制作了一种柱状旋流电脱水器,该电脱水器结构紧凑,分离效果好,能处理含水率高于30%的乳状液。针对该电脱水器的聚结特性与分离特性进行了实验研究。结果表明,该电脱水器在处理含水率20%、40%的乳状液时,液滴增大倍数最高,分别可达5.6、4.5倍;场强为356.44kV/m时,分离效率可以达到75%;适当增大乳状液在聚结段的停留时间,液滴平均粒径增大,分离效率大幅提高。     

辽河稠油模拟乳状液的制备

通过了解辽河油田稠油的驱替方式,依据现场采出含水原油乳状液的含水率及矿化度,确定配制模拟原油乳状液的盐水配方及油水体积比。用聚丙烯酰胺聚合物和石油磺酸盐表面活性剂制备了模拟乳状液,考察了乳化时间和搅拌速度对模拟原油乳状液运动粘度的影响,并用同一种破乳剂对模拟乳状液和现场采出乳状液进行了破乳脱水实验。结果表明,在乳化时间为6h,搅拌速度为2400r/min时,制得的乳状液与现场采出液的运动粘度接近。在破乳剂的脱水实验中得到了相似曲线,证明该模拟乳状液可以替代现场采出乳状液来对破乳剂进行初步评价。     

石蜡乳状液粘度问题探讨

采用剂在油中法———将乳化剂溶于油相，加入一定量水混合，加热搅拌合成石蜡乳状液。考察了乳状液粘度与合成中水浓度的关系；粘度与合成中乳化剂用量的关系；粘度与合成中搅拌速度的关系。结果表明，当乳化水用量小于６０％时，乳液为Ｗ／Ｏ型；而大于６０％时，转相为Ｏ／Ｗ型，且随含水量的增加，粘度减小。在合成中，乳液粘度随乳化剂用量的增加，搅拌速度的加快而增大。实验结果与理论相吻合，并证明了随粘度的增大，乳液状态越稳定。     

分散相形态对原油乳状液黏度的影响

在不同的水体积分数、搅拌速度和温度条件下制备油包水型乳状液,模拟混输过程中遇到的不同情况,分析了乳状液液滴粒径分布规律及其与黏度的关系。结果表明,乳状液中水的体积分数小于60%时,随着搅拌速度的加快,乳状液分散相的平均粒径变小,黏度变大;随着温度的升高,乳状液分散相的平均粒径变大,黏度逐渐降低;随着水体积分数的增加,分散相液滴平均粒径变大,黏度呈明显的上升趋势。但是,当水体积分数大于60%时,随着水体积分数的增加,乳状液的黏度大幅度降低,乳状液流型发生变化。研究结果对管输的安全运行和集输工艺的研究具有一定的指导意义。     

HLB对原油乳化降黏的影响及分析

利用烷基酚聚氧乙烯醚（OP⁃10）和丙二醇嵌段聚醚（L61）两种乳化剂配置不同亲水亲油平衡值（Hydrophilic Lipophilic Balance,HLB）的混合乳化剂,针对辽河油田欢喜岭采油厂二区稠油进行降黏实验,以探明该稠油最适宜乳化剂的HLB。同时,采用聚焦光束反射测量仪（Focused Beam Reflectance Measurement,FBRM）对稠油乳状液进行微观实时测量,分析液滴数量及粒径对原油乳状液黏度的影响。结果表明,在一定范围内,混合乳化剂的HLB为9.0时,降黏效果最好,小液滴数量趋于稳定,小液滴数量与HLB不等于9.0的乳化剂相比明显偏低,液滴分布均匀,乳状液性质稳定。     

倾斜管内油水两相流数值模拟

倾斜管内的油水两相流流动是油田地面集输管道内最常遇到的流动现象。采用VOF在不同含水率和混合流速条件下对不同角度的倾斜管内的油水两相流进行数值模拟。通过计算可知,管内流型受管道倾斜角度影响。倾斜管内的油水两相流压降与含水率和流体混合流动速度有关,倾斜管内流体压降随含水率的增大而减小,随流体混合流动速度增大而增大。倾斜管压降计算公式对高含水期的油水两相流压降规律预测同样适用。     

水平微通道内油水两相流压降实验研究

测试了油相及水相流体在水力学直径为895 μm的矩形铜基微通道内的单相及两相流摩擦压降,并将实验数据与已有的单相及两相流摩擦压降预测模型进行对比。主要考察油相、水相质量通量及两者比率对摩擦系数及压降的影响。结果表明,油的摩擦系数显著高于水的摩擦系数,Hagen?Poiseuille方程能够准确预测微通道内油或水的单相流体压降;油相及水相质量通量均显著影响液?液两相流压降,油水两相流体流量越大,油相含量越高,两相摩擦压降越高;Cicchitti模型能够相对准确地预测油水两相流体混合黏度。为提升预测准确度,建立了油水两相流摩擦系数预测关联式,预测值与实验值吻合较好。     

聚合物/表面活性剂驱模拟采出水的乳化稳定性

以成分相对简单的轻质油(V(石油醚):V(苯)=9:1)作为模拟油取代成分复杂的原油配制模拟采出水,详细探究了驱油剂影响聚合物/表面活性剂二元复合驱采出水乳化稳定性的机理。采用超低界面张力仪、Zeta电位分析仪和界面流变仪对油水界面张力、油滴表面Zeta电位和油水界面流变进行测定,研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM,聚合物)、石油磺酸盐(WPS,表面活性剂)和矿化度对模拟采出水油水分离性能的影响。研究结果表明:WPS能够降低油水界面张力,使模拟采出水更加稳定。HPAM能够增加模拟采出水体相黏度,但对其最终乳化稳定性影响较小。矿化度增加显著增强了模拟采出水乳化稳定性,从而为进一步加深对采出水乳化稳定性的研究提供借鉴。     

高内相稠油油包水乳状液流变性研究

稠油形成的高内相W/O乳状液,其流动性对生产有很大影响,研究表明W/O乳状液流动特征可以用幂律模式描述,具有剪切稀释性,粘度与温度服从指数关系.随着内相体积浓度的增大,乳状液粘度会出现一个最大值,此时的内相体积浓就是乳状液的转相点.在内相体积浓度小于转相点时,粘度随内相体积浓度的增大粘度增大;在内相体积浓度大于转相点时,粘度随着内相体积浓度的增大粘度下降.在内相体积浓度大于转相点后,乳状液会由W/O型转变为O/W型,转相有一个过程.同时随着内相体积的增大、剪切速率的增大和温度的升高乳状液稳定性下降.高内相乳状液已经具有了粘弹流体的某些特征.本次研究在稠油生产中具有一定的理论意义.     

非离子表面活性剂复配体系硅油乳化剂的研制

对非离子表面活性剂在硅油乳液制备中的应用进行了研究。采用均匀设计与调优软件进行乳化剂配方的设计和实验结果的优化,考察了表面活性剂间的相互作用,得到了最佳配方。结果表明,配方中的表面活性剂间均有强烈的协同作用,最佳配方：ω（X1）=30．14%,ω（X2）=23．69％,ω（X3）=22．45％,ω（X4）=13．05％,ω（X5）=10．67％。制备的硅油乳液稳定性好,在3000r／min的转速下离心30min不分层、不漂油。     

CTAB/异辛烷/正构醇/水微乳状液的相行为及其结构转变的研究

研究了不同分子量和浓度的醇对十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）／异辛烷／水体系形成微乳的影响，制备了CTAB／异辛烷／水／醇的四元相图和CTAB／异辛烷／正构醇／水体系的拟三元相图。测定了CTAB／异辛烷／正丁醇体系在水溶液中单相微乳的电导率随含水量的变化曲线，由电导率曲线研究了微乳由W／O型微到液晶再到O／W型微乳的结构转变。     

多元热流体热采稠油乳状液的形成及稳定性研究

利用PVT装置模拟高温高压下热采稠油乳状液的形成过程,并通过RS600流变仪及光学显微镜,测定了渤海脱水原油与模拟水在不同条件下所形成的原油乳状液的黏度及微观特性,考察了影响热采稠油乳状液稳定性的因素。结果表明,随实验温度、搅拌速率以及防膨剂浓度的增加,稠油与模拟水乳化所形成的原油乳状液黏度增加,水滴数量增加、粒径减小,所形成的原油乳状液稳定性增强,而多元热流体的加入使得原油乳状液黏度降低,但水相颗粒以更小的粒径分布得更均匀。这主要与温度增加及多元热流体的作用有关,稠油黏度降低,再加上剪切速率增加及稠油中的天然乳化剂共同作用,使得稠油容易与模拟水乳化,形成稳定的W/O型乳状液。     

集输管道弯管内油水两相流压力变化数值模拟

油水两相混合流动是集输管路中经常遇到的现象,研究压力变化规律对集输管道的设计和运行有重要意义。采用VOF模型,在不同含水率和流动速度条件下对油田地面集输管道弯管处的油水两相流进行了数值模拟。对计算结果进行分析的结果可知,两相流的含水率和流动速度对弯管处的压降有很大影响;弯管内两相流的压降随含水率的增大而增大;在弯管内壁压力减小的同时速度增大,在外壁压力增大的同时速度减小;增大流速时,高含水率的油水两相流的压降先减小后增大。