界面張力對(duì)原油乳狀液穩(wěn)定性影響的探討

劉真，譙夫，海霞

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司西安長(zhǎng)慶化工集團(tuán)有限公司，陜西西安710021）

界面張力對(duì)原油乳狀液穩(wěn)定性影響的探討

劉真，譙夫，海霞

（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司西安長(zhǎng)慶化工集團(tuán)有限公司，陜西西安710021）

原油乳狀液的穩(wěn)定性對(duì)油水分離起決定性作用，其受原油品質(zhì)、水質(zhì)、溫度、破乳劑的使用等因素影響。本工作著重探究了上述影響因素與乳狀液的界面張力的關(guān)系，從而尋找出更佳的條件，使得原油乳狀液趨于穩(wěn)定狀態(tài)，原油脫水更徹底。

界面張力；原油乳狀液；油水分離

原油乳狀液中含有的瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、石油酸、石蠟、天然乳化劑等界面活性物質(zhì)，易形成界面膜，此類(lèi)膜的油水界面張力較大，機(jī)械強(qiáng)度高，致使液滴在相互碰撞時(shí)不易破裂，影響了原油乳狀液的穩(wěn)定，造成油水分離困難。為此，要提高原油乳狀液的穩(wěn)定性，降低其界面張力。

界面張力，也叫液體的表面張力，就是液體與空氣間的界面張力或液體與另一種不相混溶的液體接觸，其界面產(chǎn)生的力。本工作探究的是破乳劑與原油乳狀液之間的界面張力。界面張力受溫度、鹽含量、pH值等因素的影響。本工作從破乳劑的加藥濃度、破乳溫度、水型探究原油乳狀液穩(wěn)定性與界面張力之間的關(guān)系。

1 實(shí)驗(yàn)部分

探討原油乳狀液的穩(wěn)定性，首先了解原油的物理性質(zhì)及原油中所含其它組分對(duì)油品的影響。

1.1 原油的物理性質(zhì)

原油按其烷烴含量的多少，可分為石蠟基、中間基、環(huán)烷基。長(zhǎng)慶油田原油大多屬中間基。本工作選取長(zhǎng)慶油田采油四廠化子坪作業(yè)區(qū)混合油樣，了解原油的物理性質(zhì)（見(jiàn)表1）。由表1可得出：此區(qū)塊油樣含水適中，含鹽量偏高。無(wú)機(jī)鹽含量的高低影響原油乳狀液的穩(wěn)定性，制約破乳劑的脫水效果。為此，本工作還需對(duì)原油采出水進(jìn)行水型分析。

表1 原油的物理性質(zhì)

1.2 水型分析

取長(zhǎng)慶油田采油四廠化子坪作業(yè)區(qū)各站沉降罐出口水樣進(jìn)行分析（見(jiàn)表2）。

表2 水型分析

2 結(jié)果與討論

2.1 破乳劑/加藥濃度與乳狀液的界面張力

破乳劑破乳機(jī)理替代理論表明：破乳劑是表面活性劑，也是乳化劑。原油乳狀液中也含有天然的表面活性劑。破乳劑加入到原油乳狀液中后，會(huì)將原油中的瀝青、石蠟等天然表面活性劑物質(zhì)替代出來(lái)，在油水界面形成一層強(qiáng)度較低的混合界面膜，使原油乳狀液處于不穩(wěn)定狀態(tài)，易于破乳劑脫水，達(dá)到油水分離的目的。故破乳劑的加藥濃度影響油水分離，油水界面的強(qiáng)度，原油乳狀液的狀態(tài)，本工作以YT-100破乳劑（化子坪）-原油乳狀液體系為研究對(duì)象，分析了破乳劑的加藥濃度與界面張力的關(guān)系（見(jiàn)表3）。

表3 破乳劑的加藥濃度與界面張力的關(guān)系

由表3看出，乳狀液的界面張力隨破乳劑的加藥濃度的增加而降低到一特定值，破乳劑的加藥濃度進(jìn)一步增加時(shí)，界面張力隨之上升，即破乳劑的加藥濃度存在一個(gè)活性點(diǎn)。在此活性點(diǎn)上，界面張力達(dá)到最低值，原油乳狀液趨于不穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2 溫度與界面張力

破乳劑的濁點(diǎn)為最佳破乳溫度，易于原油乳狀液趨于不穩(wěn)定狀態(tài)，使得油水分離。本工作以長(zhǎng)慶油田采油四廠化子坪聯(lián)合站油樣為分析對(duì)象，探究溫度與界面張力的關(guān)系，結(jié)果（見(jiàn)圖1）。

圖1 溫度與界面張力

由圖1可見(jiàn)：溫度升高，液體的體積膨脹，分子間距增大，分子間引力減小，界面張力也隨之降低。

表4 三種不同金屬鹽的界面張力測(cè)定

2.3 鹽含量與界面張力

為探究鹽含量與界面張力的關(guān)系，本工作進(jìn)行了兩組試驗(yàn)。首先，將氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉三種不同的金屬鹽加入到破乳劑構(gòu)成的乳狀液體系中，測(cè)定其界面張力，并以此測(cè)定了不同水型的原油脫水情況。其次，由第一組試驗(yàn)選出使界面張力降低幅度較大的金屬鹽，配制成不同質(zhì)量濃度的溶液，加入乳狀液，測(cè)定其界面張力（見(jiàn)表4）。

氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉三種不同的金屬鹽加入到乳狀液體系中后，氯化鈉使界面張力的降低幅度最大，這是因?yàn)殁c的活性較強(qiáng)，且易溶于水相和油相中。圖2可以看出鈉鹽的質(zhì)量濃度在5 g/L時(shí)界面張力最低，由表5可知含NaHCO3水型原油乳狀液易脫水，進(jìn)一步證明了鈉鹽降低界面張力的能力。

表5 同油質(zhì)不同水型原油乳狀液的脫水效果

圖2 乳狀液界面張力隨NaCl質(zhì)量濃度的變化

3 結(jié)論

通過(guò)結(jié)果與討論，本工作探究出了界面張力和原油乳狀液穩(wěn)定性之間的關(guān)聯(lián)：（1）破乳劑的加藥濃度增加到一特定值，界面張力降低，原油乳狀液趨于不穩(wěn)定狀態(tài)，易于油水分離；（2）溫度與界面張力呈現(xiàn)出反比例關(guān)系，較高的溫度易于破乳；（3）鈉鹽在一定濃度下，可降低界面張力。

［1］夏立新.油水界面膜與乳狀液穩(wěn)定性關(guān)系的研究［D］.中國(guó)科學(xué)院研究生院（大連化學(xué)物理研究所），2003.

［2］魏小林，陳鑰利，張燕，蒲前梅.油水界面張力與稠油乳化的關(guān)系［J］.油氣田地面工程，2011，（7）：7-9.

［3］肖娜，林梅欽.疏水締合型聚合物濃度對(duì)SZ36-1油田油水界面性質(zhì)影響研究［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2009，31（5）：140-142.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.08.032

TE624.1

A

1673-5285（2015）08-0123-02

2015－07-08