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1、1第第12章章乳化原油的破乳乳化原油的破乳与起泡沫原油的消泡与起泡沫原油的消泡第三篇第三篇 集输化学集输化学前言原油中含有各种原油中含有各种表面活性物质表面活性物质如环烷酸、如环烷酸、脂肪酸、胶质、沥青质等，增产措施、提脂肪酸、胶质、沥青质等，增产措施、提高原油采收率注入地层表面活性剂、聚合高原油采收率注入地层表面活性剂、聚合物等，它们可吸附在油水界面或气液表面，物等，它们可吸附在油水界面或气液表面，对液珠和气泡有对液珠和气泡有稳定作用稳定作用，由此产生原油，由此产生原油乳化和起泡沫问题。乳化和起泡沫问题。3第一节乳化原油的破乳乳化原油的破乳一、乳化原油的类型一、乳化原油的类型1油包水乳化原油
2、（油包水乳化原油（W/O）l以原油作分散介质，以水作分散相的乳化原油。以原油作分散介质，以水作分散相的乳化原油。l一次采油和二次采油采出的乳化原油多是油包水乳化原一次采油和二次采油采出的乳化原油多是油包水乳化原油。油。l稳定这类乳化原油的乳化剂主要是原油中的活性石油酸稳定这类乳化原油的乳化剂主要是原油中的活性石油酸（如环烷酸、沥青质酸等）和油湿性固体颗粒（如蜡颗（如环烷酸、沥青质酸等）和油湿性固体颗粒（如蜡颗粒、沥青质颗粒等）。粒、沥青质颗粒等）。2、水包油乳化原油（、水包油乳化原油（O/W）l以水作分散介质，以原油作分散相的乳化原油。以水作分散介质，以原油作分散相的乳化原油。l三次采油（尤其
3、是碱驱、表面活性剂驱）采出的乳化原三次采油（尤其是碱驱、表面活性剂驱）采出的乳化原油多是水包油乳化原油。油多是水包油乳化原油。l稳定这类乳化原油的乳化剂是活性石油酸的碱金属盐，稳定这类乳化原油的乳化剂是活性石油酸的碱金属盐，水溶性表面活性剂或水湿性固体颗粒（如粘土颗粒等）水溶性表面活性剂或水湿性固体颗粒（如粘土颗粒等）W/O/W、O/W/O第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳二、油包水乳化原油的破乳二、油包水乳化原油的破乳1.油包水乳化原油的破乳方法油包水乳化原油的破乳方法（l）热法）热法l可以减少乳化剂的吸附量；可以减少乳化剂的吸附量；l减小乳化剂的溶剂化程度；减小乳化剂的溶剂化程度
4、；l降低分散介质的粘度降低分散介质的粘度 （2）电法）电法l在电场作用下，水珠被极化变成纺锤形；在电场作用下，水珠被极化变成纺锤形；l表面活性物质则取向并浓集在变形水珠的端部，表面活性物质则取向并浓集在变形水珠的端部，使垂直电力线方向的界面保护作用削弱，导致水使垂直电力线方向的界面保护作用削弱，导致水珠沿垂直电力线方向聚并，引起破乳。珠沿垂直电力线方向聚并，引起破乳。（3）化学法）化学法l用破乳剂破坏油包水乳化原油的方法。用破乳剂破坏油包水乳化原油的方法。第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳2油包水乳化原油的破乳剂 低分子破乳剂：低分子破乳剂：l脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐、烷基磺酸盐、烷基
5、苯磺酸脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、盐、OP型表面活性剂、平平加型表面活性剂和吐温型表面活性剂、平平加型表面活性剂和吐温型表面活性剂型表面活性剂高分子破乳剂：高分子破乳剂：l高效高效l由引发剂（如丙二醇、丙三醇、二乙烯三胺、三乙烯由引发剂（如丙二醇、丙三醇、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、酚醛树脂、酚胺树脂等）和环氧四胺、四乙烯五胺、酚醛树脂、酚胺树脂等）和环氧化合物（如环氧乙烷、环氧丙烷等）反应生成。化合物（如环氧乙烷、环氧丙烷等）反应生成。l为了提高其相对分子质量，可用扩链剂（如二异氰酸为了提高其相对分子质量，可用扩链剂（如二异氰酸酯、二元羧酸等）酯、二元羧酸等）l
6、为了改变破乳剂的亲水亲油平衡，可用封尾剂（如松为了改变破乳剂的亲水亲油平衡，可用封尾剂（如松香酸、羧酸等）。香酸、羧酸等）。第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原
7、油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳3油包水乳化原油破乳剂的破乳机理油包水乳化原油破乳剂的破乳机理低分子破乳剂都是水溶性破乳剂（低分子破乳剂都是水溶性破乳剂（HLB值大于值大于8）对油包水乳化原油乳化剂（对油包水乳化原油乳化剂（HLB值一般值一般在在36范围）是反型乳化剂范围）是反型乳化剂通过抵消作用使油包水乳化原油破乳通过抵消作用使油包水乳化原油破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳高分子破乳剂的破乳机理高分子破乳剂的破乳机理高分子破乳剂中的水溶性破乳剂有高分子破乳剂中的水溶性破乳剂有抵消抵消作用。作用。高分子破乳剂主要通过下列机理破乳：高分子破乳剂主要通过下列机理
8、破乳： （l）不牢固吸附膜的形成）不牢固吸附膜的形成 因高分子破乳剂在界面上取代原来的乳化剂后所形因高分子破乳剂在界面上取代原来的乳化剂后所形成的吸附层不紧密（特别是支链线型的高分子破乳剂），成的吸附层不紧密（特别是支链线型的高分子破乳剂），保护作用差。保护作用差。（2）对水珠的桥接）对水珠的桥接 由高分子破乳剂可同时吸附在两个或两个以上水珠的由高分子破乳剂可同时吸附在两个或两个以上水珠的界面上引起，这些为破乳剂分子连系起来的水珠有更多界面上引起，这些为破乳剂分子连系起来的水珠有更多的机会碰撞、聚并。的机会碰撞、聚并。（3）对乳化剂的增溶）对乳化剂的增溶 高分子破乳剂的一个分子或少数几个分子即
9、可形成胶高分子破乳剂的一个分子或少数几个分子即可形成胶束，这种高分子胶束可增溶乳化剂分子，引起乳化原油束，这种高分子胶束可增溶乳化剂分子，引起乳化原油的破乳。的破乳。第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳4高分子破乳剂的发展趋势（l）相对分子质量继续升高）相对分子质量继续升高 使用扩链剂：醛、二元羧酸、多元羧酸、环氧衍生物、多异氰酸酯。使用扩链剂：醛、二元羧酸、多元羧酸、环氧衍生物、多异氰酸酯。（2）由水溶性转向油溶性）由水溶性转向油溶性 油田产液中水含量越来越高，水溶性破乳剂主要分配在水中因而破油田产液中水含量越来越高，水溶性破乳剂主要分配在水中因而破乳效果越来越差，而油溶性破乳剂主要
10、分配在油中，因而能延长其乳效果越来越差，而油溶性破乳剂主要分配在油中，因而能延长其起作用时间，提高破乳效果起作用时间，提高破乳效果 （3）由直链线型转向支链线型）由直链线型转向支链线型 如羟基系列的引发剂发展到用酚醛树脂，氨基系列的引发剂发展如羟基系列的引发剂发展到用酚醛树脂，氨基系列的引发剂发展到用多乙烯多胺到用多乙烯多胺 （4）新型的破乳剂仍在开发）新型的破乳剂仍在开发l破乳剂具有专一性破乳剂具有专一性l含硅、含氮、含磷、含硼的含硅、含氮、含磷、含硼的新型高分子破乳剂，新型高分子破乳剂，l用用碳酸亚乙酯碳酸亚乙酯代替氧烷基化合物合成高分子破乳剂。代替氧烷基化合物合成高分子破乳剂。l不含氧烷
11、基的水溶性聚合物不含氧烷基的水溶性聚合物 （5）复配使用）复配使用第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳三、水包油乳化原油的破乳三、水包油乳化原油的破乳1水包油乳化原油的破乳方法水包油乳化原油的破乳方法（l）热法）热法（2）电法）电法l在中频（在中频（1 103 2 104 Hz）或高频（大于）或高频（大于2 104 Hz ）的高压交流电场下进行）的高压交流电场下进行l在通电的电极中必须有一个是绝缘的。在通电的电极中必须有一个是绝缘的。l在电场的作用下，由于乳化剂吸附层的有序性受到干在电场的作用下，由于乳化剂吸附层的有序性受到干扰而使保护作用削
12、弱，导致油珠聚并，引起破乳扰而使保护作用削弱，导致油珠聚并，引起破乳（3）化学法）化学法l 使用破乳剂使用破乳剂第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳2、水包油乳化原油的破乳剂电解质电解质l盐酸、氯化钠、氯化镁、氯化镁、硝酸铝、氧氯化锆盐酸、氯化钠、氯化镁、氯化镁、硝酸铝、氧氯化锆低分子醇低分子醇l水溶性醇：甲醇、乙醇、丙醇水溶性醇：甲醇、乙醇、丙醇l油溶性醇：己醇、庚醇等。油溶性醇：己醇、庚醇等。表面活性剂表面活性剂l阳离子型表面活性剂阳离子型表面活性剂l阴离子型表面活性剂阴离子型表面活性剂聚合物聚合物l阳离子型聚合物阳离子型聚合物l阴离子型聚合物阴离子型聚合物l非离子型聚合物非离子型
13、聚合物l非离子非离子-阳离子型聚合物阳离子型聚合物第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳3水包油乳化原油破乳剂的破乳机理电解质：电解质：l减小油珠表面的负电性和改变乳化剂的亲水亲减小油珠表面的负电性和改变乳化剂的亲水亲油平衡。油平衡。低分子醇：低分子醇：l改变油水相的极性（使油相极性增加，水相极改变油水相的极性（使油相极性增加，水相极性减小），使乳化剂移向油相或水相性减小），使乳化剂移向油相或水相表面活性剂：表面活性剂：l与乳化剂反应（阳离子型表面活性剂），
14、与乳化剂反应（阳离子型表面活性剂），l形成不牢固吸附膜（有分支结构的阴离子表面形成不牢固吸附膜（有分支结构的阴离子表面活性剂）活性剂）l抵消作用（油溶性表面活性剂）抵消作用（油溶性表面活性剂）第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳3水包油乳化原油破乳剂的破乳机理水包油乳化原油破乳剂的破乳机理聚合物：聚合物：l通过桥接机理起破乳作用通过桥接机理起破乳作用复配使用：复配使用：l低分子醇与盐复配使用低分子醇与盐复配使用l石油磺酸盐与盐复配使用石油磺酸盐与盐复配使用l季铵盐型表面活性剂季铵盐型表面活性剂l醇与盐的复配使用醇与盐的复配使用第第1 1节节 乳化原油的破乳乳化原油的破乳29第二节起泡沫
15、原油的消泡起泡沫原油的消泡一、原油泡沫的形成机理一、原油泡沫的形成机理原油在油气分离和原油稳定过程中压力降低和原油在油气分离和原油稳定过程中压力降低和（或）温度升高，使天然气（包含（或）温度升高，使天然气（包含C1C7的烃，的烃，主要是烷烃）从原油释出，产生油气表面。主要是烷烃）从原油释出，产生油气表面。原油中含有的表面活性剂可作为起泡剂原油中含有的表面活性剂可作为起泡剂l低分子表面活性剂低分子表面活性剂（如脂肪酸、环烷酸），降低油（如脂肪酸、环烷酸），降低油气表面张力，使泡沫易于生成气表面张力，使泡沫易于生成l高分子表面活性剂高分子表面活性剂（如胶质、沥青质）（如胶质、沥青质） ，吸附在油，
16、吸附在油气表面，可在油气表面上形成高强度的表面膜，起气表面，可在油气表面上形成高强度的表面膜，起稳定泡沫的作用稳定泡沫的作用第第2 2节节 起泡沫原油的消泡起泡沫原油的消泡二、起泡沫原油的消泡1溶剂型原油消泡剂溶剂型原油消泡剂l低分子醇、醚、醇醚和酯低分子醇、醚、醇醚和酯l与气的表面张力和与油的界面张力都低，与气的表面张力和与油的界面张力都低，迅速扩展，使液膜局部变薄而导致泡沫的迅速扩展，使液膜局部变薄而导致泡沫的破坏破坏第第2 2节节 起泡沫原油的消泡起泡沫原油的消泡第第2 2节节 起泡沫原油的消泡起泡沫原油的消泡2表面活性剂型原油消泡剂有分支结构的表面活性剂。有分支结构的表面活性剂。取代泡沫的表面活性物质后形成不稳定的保护取代泡沫的表面活性物质后形成不稳定的保护膜，导致泡沫的破坏。膜，导致泡沫的破坏。第第2 2节节 起泡沫原油的消泡起泡沫原油的消泡3聚合物型原油消泡剂与气的表面张力和与油的界面张力都低的聚合物与气的表面张力和与油的界面张力都低的聚合物与溶剂型原油消泡剂的消泡机理相同与溶剂型原油消泡剂的消泡机理相同第第2 2节节 起泡沫原油的消泡起泡沫原油的消泡
