LUMiSizer®在提高稠油中石油采收率方面的應用

稠油是指在油藏溫度下黏度大于100mPa.s的脫氣原油。據統計，世界上的稠油資源是稀油資源的兩到三倍，所以對稠油的開采具有更大的潛力。相對于稀油而言，稠油具有較高的膠質、瀝青質含量以及較大的流動阻力。開采稠油的關鍵在于改善稠油的流動性，使得稠油更加便于開采及運輸。針對稠油粘度高，流動性差，稠油及其不易開采的特點，合成一種性能優良的乳化劑是重中之重。

1. 實驗目的

以提高石油采收效率為目的，本文選擇了一系列分子內具有聚氧乙烯基團的陰?非離子表面活性劑作為乳化劑，對陰?非表面活性劑對乳化效果的影響進行了系統的探究。

2. 實驗方法

首先將表面活性劑溶液和孤島東區原油放入70 ℃恒溫箱中恒溫30 min，然后按一定比例依次加入50 mL 具塞量筒中。密封量筒，劇烈搖晃100 次，確保其充分乳化。將得到的原油乳狀液注入LUMiSizer 穩定性分析儀的樣品池中，進行穩定性分析。

使用LUMiSizer 測定原油乳狀液穩定性, 實驗溫度為50 ℃，轉速為3 000 r/min , 獲得樣品的指紋圖譜，利用SEPView軟件分析穩定性以及粒徑分布。

3. 結果與討論

3.1 油水質量比對稠油乳化的影響

在陰?非離子表面活性劑為C14E3C和OP₁₅ 的條件下，考察了油水質量比對積分透光率和粒徑的影響，結果如上圖所示。可以看出，隨著油水質量比增加，原油乳狀液的積分透光率變化均降低，即乳狀液的穩定性均增強。這是由于隨著乳狀液中油相比例的增加，界面上原油活性組分的吸附量隨之增加，界面膜強度增大。同時，可以看出，隨著油水質量比減小，形成的原油乳狀液的粒徑均小幅度降低。當油水質量比為5∶5 時，水相中表面活性劑的質量分數較高，形成穩定原油乳狀液所需的能量較小，液滴聚并的趨勢相對較小，粒徑較小；當油水質量比為7∶3 時，油相黏度是影響乳狀液粒徑的主要因素和阻礙小液滴聚并的主要動力。

3.2 聚合物對稠油乳化的影響

部分水解聚丙烯酰胺是強水溶性聚合物，自身沒有界面活性，不具備在油水界面上吸附的能力，理論上與陰?非離子表面活性劑沒有強烈的相互作用。在C14E3C、OP15質量分數分別為0.4% 時，測定聚合物加入前后積分透光率的穩態值，結果見上圖。由圖可知，實驗后期積分透光率的穩態值差異不大，部分水解聚丙烯酰胺的加入并未改變原油乳狀液體系中水相的析出量。然而，對比聚合物加入前后積分透光率隨時間變化的幅度可知，聚合物的加入會明顯減緩積分透光率的增長速度，曲線的斜率明顯降低，說明聚合物的加入會通過體相增黏的方式，降低小液滴的碰撞幾率，從而增強原油乳狀液的穩定性。

4. 總結

(1)LUMiSizer®分散體系分析儀可以快速測試不同表面活性劑對稠油乳化效果的影響。

(2)利用865 nm的,近紅外波長，可以分辨肉眼無法觀察的樣品。

(3)LUMiSizer®分散體系分析儀可以同時測試12個樣本，成為一種快捷有效的工具。