我國作為原油消費大國,雖原油儲量豐富,但賦存條件相對較差,稠油、瀝青等占石油儲量的 20%以上 。隨著(zhù)國內各大油田逐步進(jìn)人高含水期,為提高原油生產(chǎn)量,化學(xué)驅(聚合物驅和堿驅)、熱驅、CO,驅、微生物驅等三次采油技術(shù)(EOR)被各大油田廣泛使用。各類(lèi)采油技術(shù)廣泛使用的驅油藥劑和原油中瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、樹(shù)脂、環(huán)烷酸等天然表面活性劑吸附在油水界面上會(huì )形成一定強度的油水界面膜,阻礙分散油滴相互聚結,對油田現場(chǎng)高效快速破乳造成巨大挑戰。高分子西安破乳劑作為油田使用最為廣泛的化學(xué)破乳劑，當前面臨更大問(wèn)題是破乳成本增加,環(huán)境污染控制難度提升，現有破乳工藝難以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求!。因此,發(fā)展普適、高效、快速,、環(huán)境友好、成本低廉的新型高分子破乳劑是解決現場(chǎng)破乳困境的主要途徑。

      目前報道的破乳劑除高分子破乳劑外,主要有納米破乳劑和離子液體及其聚合物破乳劑。如氧化石墨烯(GO)及其改性的磁性氧化石墨烯(M-GO)等中、功能化碳納米管(F-MWCNTS)、炭黑(CB)及其改性材料是一類(lèi)的 O/W 型破乳劑。離子液體(ILs)及其聚合物因具有兩親性、不揮發(fā)、熱穩定性良好的特征而在破乳領(lǐng)域受到了諸多關(guān)注,如開(kāi)發(fā)的吡啶、吡咯、咪唑、季銨鹽、季鱗鹽的水包油型破乳劑但兩親性離子液體及其聚合物作為一種新型的破乳劑,雖然在 O/W 乳狀液破乳方面具有廣闊的前景,但合成復雜且造價(jià)昂貴。大部分兩親性納米破乳劑,僅適用于實(shí)驗室規模,不適合工業(yè)大規模實(shí)地運用,而且納米破乳劑會(huì )造成納米污染。而高分子破乳劑用量小、界面活性強、絮凝能力強、兼具普適性與高效的破乳能力。因此,本文主要對影響原油乳狀液穩定因素和近幾年新發(fā)展的高分子破乳劑做了綜述,相關(guān)結果可能有助于了解原油乳狀液穩定機理和高分子破乳劑發(fā)展趨勢和存在的問(wèn)題。

影響原油乳狀液穩定因素

      油水乳狀液是兩種或多種互不相溶的液體在乳化劑的作用下,因外力形成一種液體以液滴的形式分散在另一種液體(連續相)中的熱力學(xué)不穩定系統。根據分散相乳狀液可分為三種:油包水(W/0)型、水包油(0/W)型、多重乳狀液油包水包油(0/W/0)型、水包油包水(W/0/W)型。原油中瀝青質(zhì)、膠質(zhì)等天然表面活性物質(zhì)和驅油藥劑是穩定原油乳狀液的關(guān)鍵。計算機模擬與實(shí)驗研究已證明,原油乳狀液中油水界面保護膜主要由瀝青質(zhì)、膠質(zhì)等天然表面活性物質(zhì)和驅油藥劑通過(guò) π-π作用和氫鍵等分子間弱相互作用形成具有一定機械強度的界面膜。通常,影響原油乳狀液穩定的因素主要有如下幾方面。

      (1)溫度影響:一般情況下,升溫能加快破乳速度和提升破乳效率。因溫度升高降低了原油粘度和界面粘度,使剛性界面膜失穩,同時(shí)增強了原油與水兩相之間的密度差!:同時(shí),溫度升高導致了分子熱力學(xué)運動(dòng)增強,增加了分散滴間的碰撞概率,有利于液滴的聚集。

      (2)乳狀液的 pH 值影響:Suassner 等發(fā)現 pH 值較低(酸性)時(shí),油水界面膜的強度增強,當p 值升高( 堿性)油水界面膜強度變弱,乳狀液穩定性下降。同時(shí),乳狀液的pH值一定程度上會(huì )影響破乳劑的物理化學(xué)性質(zhì),進(jìn)而影響破乳效率。例如,氧化石墨烯(GO)及其改性材料,在堿性條件下-CO0H基團會(huì )變?yōu)閹ж撾姷聂人猁}-C00,且堿性乳狀液分散液滴之間的 Zeta 電位為負,提高了 G0 與乳液分散液滴的靜電斥力,導致破乳效率降低。

      (3)乳狀液的含水量的影響:含水率較高的乳狀液比含水率較低的乳狀液更容易破乳。含水增加會(huì )導致原油乳狀液粘度下降,使得乳狀液由油包水乳狀液轉變?yōu)樗腿闋钜?同時(shí)分散相體積增加會(huì )提高破乳劑的效率和聚結效率。但高含水采出液量大、流速快、受到剪切力強,會(huì )造成破乳難度增加。

      (4)乳狀液礦化度的影響:氯化鈉(NaCl)氣化鈣(CaCl,是地層水中最常見(jiàn)的無(wú)機鹽。根據 Maaref Sepideh 等[和 Farzaneh Moeini 等的研究,無(wú)機鹽的種類(lèi)和含鹽量會(huì )影響液滴大小分布,從而改變乳狀液的穩定性。一般情況下,礦化度低的油包水乳狀液比高礦化度的油包水乳狀液更穩定。

      (5)原油組分的影響:天然表面活性劑的含量與乳狀液穩定性之間存在著(zhù)密切聯(lián)系。其中,瀝青質(zhì)含量越高,乳狀液越穩定,不利于破乳過(guò)程的發(fā)生。另外,膠質(zhì)也是導致乳狀液穩定的原因之一,但無(wú)瀝青質(zhì),膠質(zhì)無(wú)法獨自形成穩定的乳狀液。

 (6)固體影響:固體顆粒作為乳狀液穩定劑,其效率與固體顆粒大小和固體顆粒的潤濕性有關(guān)。原油中存在的無(wú)機顆粒會(huì )移動(dòng)到油-水界面,形成 Pickering乳液,提高乳狀液的穩定性。

      (7)液滴尺寸分布影響:因攪拌時(shí)間與速度會(huì )對液滴尺寸產(chǎn)生影響,高攪拌速度使得油水兩相分散更加均勻,分散液滴更小,造成分散的液滴聚并為大液滴需要更長(cháng)的時(shí)間。