氣田凝析油乳液的穩(wěn)定性與破乳技術(shù)研究進(jìn)展

張躍宏，王田田，張振云，徐小建，呂 斌，馬建中

（1. 陜西科技大學(xué) 輕工科學(xué)與工程學(xué)院 輕化工程國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心 西安市綠色化學(xué)品與功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710021；2. 中國石油 長慶油田分公司 油氣工藝研究院 低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710018；3.中國石油 長慶油田分公司 第三采氣廠，陜西 西安 710018）

在天然氣開采中，隨著氣田開采進(jìn)入中后期，氣井氣藏壓力降低，地層水逐漸浸入氣藏，井口壓力降低，井底排水能力變差，帶來氣井減產(chǎn)或水淹停產(chǎn)的問題［1］。泡沫排水采氣工藝憑借設(shè)備簡單、施工便捷、高效低成本等優(yōu)點(diǎn)［2］，成為一種提高天然氣產(chǎn)能、延長氣井開采周期經(jīng)濟(jì)有效的方法。但這種工藝在實(shí)施過程中會(huì)向氣井投加大量泡排劑（表面活性劑）、緩蝕劑等各類化學(xué)品，同時(shí)氣井中含有膨潤土、蒙脫石、碳酸鈣、二氧化硅等固體顆粒物，借助于氣體流動(dòng)和集輸管道的壓力變化帶來的攪拌作用，泡排劑與固體顆粒物等物質(zhì)極易在采出液中形成穩(wěn)定的油包水（W/O）、水包油（O/W）或水包油包水（W/O/W）、油包水包油（O/W/O）等多重復(fù)雜的凝析油乳液［3-5］，這些乳液的存在不僅增加了儲(chǔ)運(yùn)壓力，而且無法通過常規(guī)污水處理方法進(jìn)行后處理和凝析油資源回收利用，影響氣田的正常生產(chǎn)。因此，需要對凝析油乳液進(jìn)行有效破乳，使得油水分離。此外，凝析油乳液中除含有凝析油和水外，也含有表面活性劑等有機(jī)化學(xué)助劑，以及膨潤土等無機(jī)固體顆粒，增加了凝析油乳液的破乳難度。

本文介紹了凝析油乳液的穩(wěn)定性影響因素，并對現(xiàn)有各種破乳技術(shù)進(jìn)行總結(jié)分析，以期為推動(dòng)凝析油乳液破乳技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)支持。

1 氣田凝析油乳液的穩(wěn)定性影響因素

氣田凝析油乳液是一種多分散體系，乳化類型復(fù)雜多樣。復(fù)雜的凝析油乳液通常是由凝析油、采出水、表面活性劑類助劑及固體顆粒物等組成。與普通乳液相比，凝析油乳液具有以下特點(diǎn)：1）凝析油和水之間密度相差較大；2）固體顆粒物的含量高、顆粒物粒徑較??；3）所含金屬離子種類多，含量較高，如通常含有較高含量的亞鐵離子；4）乳液穩(wěn)定性高，乳化程度嚴(yán)重，難以通過常規(guī)的物理方法實(shí)現(xiàn)快速分離［6］。

1.1 凝析油自身物性對凝析油乳液穩(wěn)定性的影響

凝析油的主要成分是C5～8的碳?xì)浠衔铮型闊N、芳烴及環(huán)烷烴等物質(zhì)，與表面活性劑的親油基團(tuán)之間具有良好的親和力，且可能含有少量極性化合物，如醇類和酯類等，這些極性物質(zhì)可作為烷烴類物質(zhì)的助溶劑，增加表面活性劑在體系中的溶解度，有助于形成穩(wěn)定的界面膜，從而提高凝析油乳液的穩(wěn)定性［7］。同時(shí)，體系中油水兩相的含量也會(huì)影響乳液的類型，根據(jù)相體積理論，體系中油相含量大于74.02%（φ），乳液只能形成W/O 型乳液，體系中水相含量大于74.02%（φ），乳液只能形成O/W 型乳液，油相含量介于25.98%～74.02%（φ）時(shí)，可能形成W/O 型或O/W 型乳液中的一種?？梢姡鲇偷慕M成和含量會(huì)直接影響氣田采出水凝析油乳液的形成及穩(wěn)定性。此外，凝析油的液滴粒徑越小，在體系中的分散程度越均勻，分子間的布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，越有利于乳液的穩(wěn)定［8］；凝析油的黏度越大，液滴之間的摩擦阻力越大，分散相液滴的運(yùn)動(dòng)越緩慢，液滴間的碰撞聚結(jié)越難，也越有利于乳液的穩(wěn)定［9］。

1.2 水相的物性對凝析油乳液穩(wěn)定性的影響

地層礦物巖石中鋁鹽、鐵鹽、鉻鹽等無機(jī)鹽溶解在水相中，使得水相中含有大量金屬離子，Ca2+，Mg2+，Al3+，Cr3+等高價(jià)金屬離子會(huì)壓縮油水界面的擴(kuò)散雙電層，減小界面膜強(qiáng)度，降低乳液穩(wěn)定性，且體系中高價(jià)金屬離子濃度較高時(shí)，易于發(fā)生乳液的相態(tài)轉(zhuǎn)變［10-12］。因此，水相中金屬離子的種類以及比例會(huì)影響油水界面膜中擴(kuò)散雙電層的形成，這對乳液的穩(wěn)定性和相態(tài)轉(zhuǎn)變具有顯著影響。任金恒等［13］探究了水相中金屬離子種類和含量對由表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）穩(wěn)定的O/W 型乳液相態(tài)和穩(wěn)定性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，低價(jià)態(tài)金屬離子可減小液滴粒徑，提高液滴均勻分散程度，而高價(jià)態(tài)金屬離子會(huì)促進(jìn)相態(tài)轉(zhuǎn)變（如O/W 型轉(zhuǎn)相為W/O 型），且乳液的穩(wěn)定性順序由 小 到 大 為：MgCl2＜AlCl3＜CrCl3＜CaCl2＜SrCl2＜BaCl2＜FeCl3。此外，金屬離子的種類和比例還會(huì)影響表面活性劑在油水界面層的吸附，這對乳液的穩(wěn)定性和相態(tài)轉(zhuǎn)變具有顯著影響。趙修太等［14］在油水質(zhì)量比為7∶3 時(shí)，以0.4%（w）SDBS 為乳化劑制備了O/W 型乳液，通過在SDBS 溶液中加入13種無機(jī)鹽考察了不同種類的金屬離子與陰離子型表面活性劑的共同作用對乳液穩(wěn)定性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無機(jī)鹽的質(zhì)量濃度在0 ～6 000 mg/L范圍內(nèi)，乳液的穩(wěn)定性隨著Na+和K+等低價(jià)金屬離子濃度的升高，呈現(xiàn)先增強(qiáng)后減弱的趨勢，且不會(huì)發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)變；而Ba2+，Ca2+，Sr2+，Mg2+，F(xiàn)el3+，Al3+等高價(jià)態(tài)金屬離子，容易使乳液轉(zhuǎn)相為W/O 型。這是由于高價(jià)態(tài)金屬離子既可壓縮表面活性劑在油水界面的擴(kuò)散雙電層，減弱油水界面上液滴之間的靜電排斥力，從而增加表面活性劑的界面吸附量，提高界面膜強(qiáng)度，也可與十二烷基苯磺酸根之間形成苯磺酸鹽，增加體系親油性，促使相態(tài)轉(zhuǎn)變。

1.3 表面活性劑對凝析油乳液穩(wěn)定性的影響

表面活性劑是一種可顯著降低溶液體系界面張力的物質(zhì)，在乳液體系中發(fā)揮“乳化劑”的作用，它的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和投加濃度均會(huì)影響乳液的穩(wěn)定性。表面活性劑具有雙親結(jié)構(gòu)，疏水基團(tuán)由非極性烴鏈組成，親水基團(tuán)含有極性基團(tuán)（如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其鹽、羥基、酰胺基、醚鍵等），其中，疏水基團(tuán)有逃離水相進(jìn)入油相的傾向，親水基團(tuán)有使分子擴(kuò)散進(jìn)入水相的傾向，從而使得表面活性劑易于在油水界面富集，形成牢固致密的界面膜。當(dāng)疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)之間達(dá)到一定平衡時(shí)，表面活性劑才表現(xiàn)出良好的界面活性。親水親油平衡值（HLB）可用來預(yù)測乳液的類型［15］，HLB 高（親水性更高）的表面活性劑傾向于將油相包裹在水中，形成O/W 型乳液，反之，HLB 較低（疏水性更高）的表面活性劑則更易于形成W/O 型乳液。

表面活性劑吸附在油水界面，且遵循Gibbs 吸附定理。單個(gè)表面活性劑分子的占據(jù)面積越小，使得表面活性劑分子的吸附密度越大，在油水界面排列越緊密，從而顯著增加表面活性劑分子在油水表面的吸附量。表面活性劑在油水表面的定向排列，可降低油-水界面張力，促進(jìn)油、水兩相乳化，但當(dāng)表面活性劑含量達(dá)臨界膠束濃度（CMC）時(shí)，表面活性劑在油水界面的吸附量已達(dá)到飽和，乳化影響作用將發(fā)生變化。

單巧利等［16］以中國石油長慶氣田采出液為研究對象，探究兩性離子型氧化胺類PQ 型泡排劑對凝析油乳液穩(wěn)定性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著PQ型泡排劑的投入量由0.3%（w）增至到1.5%（w），凝析油乳液的形成體積無明顯變化，但靜置破乳效率由71.4%降低至17.1%，這表明PQ 型泡排劑在投入量1.5%（w）以內(nèi)對凝析油乳液的形成體積影響不顯著，但對凝析油乳液的穩(wěn)定性影響較大。楊林江等［17］也得出了類似的結(jié)論，由于凝析油含量相對穩(wěn)定，當(dāng)表面活性劑與凝析油作用到一定程度時(shí)，受凝析油含量的限制使得二者形成乳液的能力有限，繼續(xù)增加表面活性劑的投入量不會(huì)使凝析油乳液的形成體積有顯著的增加趨勢，當(dāng)表面活性劑的投入量達(dá)到CMC 時(shí)，加入的表面活性劑就開始以膠束的形式出現(xiàn)，膠束之間存在的靜電排斥力作用會(huì)阻止油滴的集結(jié)和聚并，從而提高凝析油乳液的穩(wěn)定性。

1.4 固體顆粒物對凝析油乳液穩(wěn)定性的影響

凝析油乳液中存在的固體顆粒物也是影響凝析油乳液穩(wěn)定性的重要因素。這主要是因?yàn)椋?）采出液中的固體顆粒物（如黏土類物質(zhì)）具有一定的表面活性，可充當(dāng)表面活性劑懸浮于乳液中；2）小粒徑的固體顆粒物具有很大的比表面積，會(huì)提高采出液的黏度，減緩乳液中粒子的擴(kuò)散、碰撞，從而提高乳液的穩(wěn)定性；3）帶電荷的固體顆粒物可通過靜電排斥力而穩(wěn)定分散在乳液中。

羅偉等［18］考察了采出液中固體顆粒物對油水界面性質(zhì)及乳液穩(wěn)定性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，粒徑范圍在0.21 ～500.00 μm 的固體顆?？稍鰪?qiáng)乳液的油水界面剪切黏度及Zeta 電位值，從而提高乳液的穩(wěn)定性。Wu 等［19-20］研究了無機(jī)固體顆粒物對乳液穩(wěn)定性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在一定的范圍內(nèi)，無機(jī)固體顆粒物的含量越高，乳液的穩(wěn)定性越強(qiáng)。此外，粒徑分布在亞微米級(jí)別的固體顆粒物可替代傳統(tǒng)的有機(jī)乳化劑來提高油水體系的乳化程度，從而形成穩(wěn)定性更高的Pickering 乳液［21］。其中，固體顆粒的潤濕性是決定Pickering 乳液形成和穩(wěn)定的關(guān)鍵因素［22］，可用Young 方程中的油水界面接觸角（θO/W）來計(jì)算，當(dāng)θO/W＞90°時(shí)，固體顆粒的親油性較強(qiáng)，有利于形成W/O 型乳液；當(dāng)θO/W＜90°，固體顆粒的親水性較強(qiáng)，易形成O/W型乳液。

1.5 其他外界因素對凝析油乳液穩(wěn)定性的影響

乳液的形成通常需具備3 個(gè)條件：1）互不相溶的兩相；2）乳化劑的存在；3）充分的混合或攪拌條件。凝析油和采出水是兩種互不相溶的液體，在乳化劑（泡排劑、固體顆粒物等具有表面活性的物質(zhì)）的作用下，通過氣流變化和集輸管道的壓力變化會(huì)帶來攪拌作用，使得凝析油和采出水兩相形成穩(wěn)定的凝析油乳液。其中，氣體的流速可為乳液的形成提供機(jī)械攪拌作用。此外，溫度以及pH 等外界因素也會(huì)影響凝析油乳液的穩(wěn)定性。通常，受乳液黏度、乳化劑溶解度以及液滴碰撞幾率的影響，升高溫度會(huì)降低乳液的表觀黏度，減小水滴在運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，加快布朗運(yùn)動(dòng)，從而增大水滴沉降速率，加速油水分離過程，降低乳液的穩(wěn)定性。這也與冬季低溫條件下，蘇里格氣田凝析油乳液出現(xiàn)的乳化加劇現(xiàn)象一致［23-24］。在氣田開采過程中，緩蝕劑、泡排劑等化學(xué)助劑的使用會(huì)改變采出液的pH，pH 可改變油-水界面的界面張力，從而影響乳液的穩(wěn)定性［25］。

2 破乳技術(shù)的研究現(xiàn)狀

破乳是實(shí)現(xiàn)氣田凝析油乳液中凝析油-水-固體顆粒三相分離，各組分循環(huán)再利用的有效手段［26-27］。目前，人們對于氣田凝析油乳液的破乳研究大多建立在原油乳液破乳的基礎(chǔ)上。乳液的破乳技術(shù)通常分為物理破乳、生物破乳以及化學(xué)破乳3 類。

2.1 物理破乳技術(shù)

物理破乳技術(shù)是指采用加熱、離心及機(jī)械攪拌等物理手段破壞油水界面膜從而實(shí)現(xiàn)破乳的技術(shù)，主要包括加熱破乳法、電破乳法、超聲破乳法、微波破乳法、膜破乳法、離心破乳法和研磨破乳法等［28］。其中，近年來研究和發(fā)展較為成熟的兩種方法主要是超聲破乳法和微波破乳法。

2.1.1 超聲破乳法

超聲破乳法是利用油、水兩相對超聲波響應(yīng)性的不同，使得乳液中的油、水液滴分別聚集，從而達(dá)到破乳的目的［29］。Antes 等［30］以重質(zhì)原油乳液為研究對象，探究了超聲頻率對乳液的破乳作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在25 ～45 kHz 的超聲頻率范圍內(nèi)，重質(zhì)原油乳液可實(shí)現(xiàn)有效破乳，當(dāng)超聲頻率為45 kHz 時(shí)，乳液的脫水效率為65%。李宇［31］探究了反應(yīng)器形式、超聲功率、超聲聲強(qiáng)、超聲頻率及反應(yīng)時(shí)間等因素對破乳效果的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，超聲波聲強(qiáng)和超聲波頻率對采出液的破乳效果影響最大，采用槽式反應(yīng)器，在超聲功率1 000 W、聲強(qiáng)0.50 W/m2、頻率27 kHz、溫度為45 ℃的條件下，超聲150 s 后，油田采出液的破乳效率達(dá)到最高。Wang 等［32］研究發(fā)現(xiàn)提高超聲波頻率可有效提高O/W 型乳液的油水分離程度。

2.1.2 微波破乳法

微波破乳法是利用微波輻射產(chǎn)生高頻磁場，誘導(dǎo)極性分子發(fā)生偶極子極化，實(shí)現(xiàn)電磁能向熱能的轉(zhuǎn)化，從而提高乳液的溫度，加快乳液中粒子的布朗運(yùn)動(dòng)，降低界面膜強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)破乳的目的［33］。

夏立新等［34］利用微波破乳技術(shù)分別處理了W/O 型和O/W 型乳液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由石墨粉穩(wěn)定的W/O 型乳液，在90 ℃下加熱破乳40 min 時(shí)的破乳效率最大達(dá)到72%，而利用微波破乳技術(shù)，5 min 內(nèi)破乳效率即達(dá)到82%。由硫酸鋇穩(wěn)定的O/W 型乳液，利用微波破乳技術(shù)，破乳效率可達(dá)100%?？梢姡c加熱破乳法相比，微波破乳法對由固體顆粒穩(wěn)定的乳液表現(xiàn)出更顯著的破乳效果。同樣，乳液的相組成也會(huì)影響微波破乳效率。孫娜娜［35］通過測定界面膜強(qiáng)度探究了無機(jī)鹽濃度對微波破乳效率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著極性電解質(zhì)無機(jī)鹽濃度的提高，偶極子極化現(xiàn)象加劇，微波耗散功率密度也隨之增大，加速電磁能向熱能的轉(zhuǎn)化，從而顯著提高乳液的溫度，促使連續(xù)相黏度降低，降低界面膜的機(jī)械強(qiáng)度，最終提高微波破乳效率。Abdurahman 等［36］研究發(fā)現(xiàn)W/O 型乳液中膠質(zhì)/瀝青質(zhì)的相對比例越高，微波破乳法對其破乳效率越高。

物理破乳法充分利用了油水兩相物理性質(zhì)（如超聲波響應(yīng)性、熔沸點(diǎn)、導(dǎo)電性及黏度等）的不同來實(shí)現(xiàn)油水分離。此外，為進(jìn)一步提高破乳效率，趙曉非等［37-38］采用多種物理破乳方法聯(lián)用的方式，將加熱破乳、電破乳、超聲破乳及微波破乳等技術(shù)聯(lián)用進(jìn)行破乳，取得良好的破乳效果。然而，物理破乳技術(shù)的應(yīng)用存在設(shè)備種類繁多、技術(shù)成本高、熱電耗散高、操作安全性低以及后期維護(hù)費(fèi)用高等缺點(diǎn)，使得物理破乳技術(shù)不適用于乳液的規(guī)模化破乳。

2.2 生物破乳技術(shù)

生物破乳技術(shù)是向乳液中加入微生物或發(fā)酵培養(yǎng)液，利用微生物細(xì)胞自身或微生物代謝過程中產(chǎn)生的表面活性劑進(jìn)行破乳的技術(shù)［39］，它包括微生物分離、菌體培養(yǎng)、菌種篩選、菌齡培養(yǎng)及破乳篩選等步驟。

目前，受石油污染的土壤、活性污泥、海泥以及水體等環(huán)境是獲得具有破乳活性的微生物的主要途徑。侯寧等［40］從受石油污染的土壤中分離出破乳菌株LH-1，在初始pH=7、培養(yǎng)溫度33 ℃、菲濃度75 mg/L、發(fā)酵液接種量4%（w）的培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)5 d 后的破乳菌LH-1 全培養(yǎng)液對W/O 型乳液的24 h 破乳率可達(dá)95.67%。黃翔峰等［41］利用Turbiscan 型穩(wěn)定性分析儀，通過透射及背散射光強(qiáng)度的測定來分析破乳菌菌體和破乳菌表面活性物質(zhì)對乳液的破乳過程。生物破乳實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加入破乳菌菌體和破乳菌表面活性物質(zhì)的兩種乳液在上層區(qū)域均出現(xiàn)較高的透射光峰，這說明兩種乳液體系中均出現(xiàn)乳析現(xiàn)象［42］，油滴逐漸從乳液中分離出來遷移至頂部；加入破乳菌菌體和破乳菌表面活性物質(zhì)的兩種乳液在中間區(qū)域的背散射光很高，這一區(qū)域?yàn)槲雌迫椴糠?，底部區(qū)域?yàn)槊摮鏊糠?，背散射光趨?，這表明經(jīng)過破乳菌菌體和破乳菌表面活性物質(zhì)處理的乳液中發(fā)生了水滴聚集沉降現(xiàn)象。以上油滴遷移及水滴聚結(jié)沉降的現(xiàn)象與Buron 等［43］的觀點(diǎn)一致，即乳液的破乳伴隨著水滴的絮集和聚并、油滴的乳析和澄清兩個(gè)現(xiàn)象。

生物破乳技術(shù)具有高效環(huán)保、易降解等特點(diǎn)，近年來在室內(nèi)破乳評(píng)價(jià)中得到了快速發(fā)展。其中，微生物細(xì)胞的培養(yǎng)是生物破乳技術(shù)的關(guān)鍵，微生物菌種的篩選、菌齡的培養(yǎng)等工作會(huì)帶來遴選強(qiáng)度高和培養(yǎng)困難等問題。此外，乳液成分復(fù)雜，高堿、高鹽等環(huán)境會(huì)造成微生物細(xì)胞失活，影響生物破乳劑的破乳效率?？傊?，生物破乳技術(shù)存在周期長、見效慢、成本高等問題，難以直接推廣應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)中。

2.3 化學(xué)破乳技術(shù)

化學(xué)破乳技術(shù)是通過向乳液中加入化學(xué)破乳劑來改變油水界面性質(zhì)或界面膜強(qiáng)度從而實(shí)現(xiàn)破乳的技術(shù)。

2.3.1 化學(xué)破乳機(jī)理

乳液的破乳方法已由物理沉降法發(fā)展到化學(xué)破乳法，由于乳液的多樣性和破乳劑對乳液復(fù)雜的作用過程，至今仍沒有統(tǒng)一的破乳機(jī)理，研究者提出的主要破乳機(jī)理為：取代/置換機(jī)理［44］、絮凝聚結(jié)機(jī)理［45］、膜排液機(jī)理［46］、反相作用機(jī)理［47］、碰撞擊破界面膜機(jī)理［48］、潤濕增溶機(jī)理［49］、反離子作用機(jī)理［50］和褶皺變形機(jī)理［51］。吳杰等［52］針對氣田凝析油乳液的破乳主要提出以下4 個(gè)破乳機(jī)理：1）相轉(zhuǎn)移反向變形機(jī)理；2）碰撞擊破界面膜機(jī)理；3）增溶機(jī)理；4）褶皺變形機(jī)理。此外，Margnoni-Gibbs 穩(wěn)定性效應(yīng)可對破乳劑和乳化劑在界面張力的作用做出解釋。加入破乳劑前，液滴也會(huì)相互碰撞和聚結(jié)，界面膜厚度削弱，油水界面上的天然乳化劑分布不均勻，容易產(chǎn)生負(fù)界面張力梯度，降低膜排水作用，乳液表現(xiàn)出一定程度的穩(wěn)定性［53］；加入破乳劑后，破乳劑的表面活性高于乳化劑，能迅速擴(kuò)散到油水界面，降低界面張力，產(chǎn)生正界面張力梯度，增加膜排水過程。

2.3.2 化學(xué)破乳劑類型

根據(jù)表面活性劑的分類方法，化學(xué)破乳劑可分為陰離子型、陽離子型、兩性離子型和非離子型破乳劑［54］。

陰離子型破乳劑在水中可電離出具有表面活性的陰離子，中和油水界面上的正電荷，降低界面膜強(qiáng)度，從而達(dá)到破乳目的。常見的陰離子型破乳劑主要包括羧酸鹽、硫酸鹽和磺酸鹽型，這些破乳劑價(jià)格低廉，具有一定的破乳效果，但也存在用量大，易受電解質(zhì)影響等缺點(diǎn)。陽離子型破乳劑在水中可電離出具有表面活性的陽離子，能夠吸附在帶有負(fù)電荷的乳液液滴表面，削弱界面膜強(qiáng)度，從而達(dá)到破乳目的。常見的陽離子型破乳劑主要包括季銨鹽和氧化胺型，它們對O/W 型乳液具有良好的破乳效果，但對稠油乳液的破乳效果有限。兩性離子型破乳劑是指分子鏈上同時(shí)含有帶負(fù)電荷和帶正電荷官能團(tuán)的物質(zhì)［55］。常見的兩性離子型破乳劑主要包括甜菜堿和咪唑啉型，它們具有優(yōu)異的潤濕和破乳性能，對鈣、鎂、鐵等金屬離子有很好的絡(luò)合作用。此外，由于兩性離子型破乳劑能對H2S，HCl，CO2等酸性物質(zhì)的腐蝕起到良好的緩蝕作用，因此經(jīng)常被用作緩蝕劑。非離子型破乳劑溶于水后不會(huì)電離產(chǎn)生帶電荷的離子，因而受電解質(zhì)的影響小，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有優(yōu)異的破乳效果，是目前應(yīng)用最廣泛的破乳劑。常見的非離子型破乳劑主要包括以醇類、胺類和聚乙烯多胺為起始劑的嵌段聚醚破乳劑，如SP 型、BE 型、BP 型、AP 型、AE 型、TA 型、AR 型、AF 型、PFA 型等［56］。

近年來，化學(xué)破乳劑進(jìn)行復(fù)配使用是獲得高普適性破乳劑的有效方法，這種方法主要是將具有不同破乳功能和針對性的破乳劑按照比例混合獲得復(fù)配型化學(xué)破乳劑，不僅能提高破乳效率，而且可以縮短破乳劑的開發(fā)周期及降低研發(fā)成本。史黨偉等［57］根據(jù)中國石油長慶油田H 集輸站原油特性，將破乳劑AE-2，AP-1，AR-1 按照質(zhì)量比3∶2∶1進(jìn)行復(fù)配，然后進(jìn)行破乳實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，破乳劑投入量從280 mg/L 降低至120 mg/L，脫出油含水率小于0.3%（w），外輸脫出水含油率低于100 mg/L，這種破乳劑具有投入量低、脫水率高、污水含油率低及油凈水清等特點(diǎn)。

化學(xué)破乳技術(shù)由于破乳徹底、高效經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，已成為目前應(yīng)用最廣泛的破乳手段。但是化學(xué)破乳技術(shù)在應(yīng)用中會(huì)引入許多化學(xué)試劑，這些試劑存在難以分離回收、腐蝕管道以及化學(xué)毒性高等缺點(diǎn)，對生態(tài)環(huán)境有潛在的風(fēng)險(xiǎn)。因此，新型化學(xué)破乳劑在研發(fā)和使用時(shí)既要考慮實(shí)際的破乳效果，又要平衡兼顧對環(huán)境的影響。

2.4 多種手段聯(lián)用的破乳技術(shù)

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，受乳液破乳難易程度的影響，經(jīng)常會(huì)將物理、生物及化學(xué)破乳技術(shù)進(jìn)行聯(lián)用來提高破乳效率。徐超［58］利用化學(xué)破乳和物理超聲破乳聯(lián)用技術(shù)將乳液的破乳效率由自然沉降的30.5%提升至70.8%。Cui 等［59］探究了物理微波破乳和化學(xué)破乳技術(shù)聯(lián)用的破乳效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微波輔助化學(xué)破乳的破乳效果優(yōu)于單獨(dú)微波破乳和單獨(dú)化學(xué)破乳的效果。彭松良［60］將篩選得到的高效生物破乳劑（BIP）與多種嵌段聚醚類化學(xué)破乳劑進(jìn)行復(fù)配后開展了室內(nèi)乳液破乳效果研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BIP 與嵌段聚醚類破乳劑復(fù)配后的系列破乳劑在破乳24 h 后，破乳效率均超過95%，而且破乳后乳液油水界面清晰，脫出水中含油率很低。

3 結(jié)語

針對氣田凝析油乳液穩(wěn)定性高，破乳難度大的問題，目前研究者主要采用最具應(yīng)用潛力的化學(xué)破乳法處理，一方面通過篩選沿用現(xiàn)在比較成熟的原油乳液破乳劑，另一方面也在不斷開發(fā)新型高效破乳技術(shù)并將多種破乳技術(shù)進(jìn)行聯(lián)用。將來的研究可能主要集中在以下幾個(gè)方面：1）解析氣田凝析油乳液的乳化特征，加強(qiáng)對凝析油乳液油水界面上的表面活性物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及相互作用的研究，如油水界面表面活性物質(zhì)的定性及定量分析，表面活性劑在油水界面的吸附量、固體顆粒物對油水界面膜強(qiáng)度的影響作用、表面活性劑對固體顆粒物潤濕性的改變程度以及表面活性類物質(zhì)之間的協(xié)同乳化作用等，提高對凝析油乳液形成及穩(wěn)定性的認(rèn)識(shí)，豐富氣田凝析油乳液穩(wěn)定的基礎(chǔ)理論，為實(shí)現(xiàn)針對性的高效破乳提供理論及技術(shù)支撐。2）基于原油破乳技術(shù)的發(fā)展，建立氣田凝析油乳液的破乳體系，明確各類破乳技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，加強(qiáng)對各類破乳技術(shù)的優(yōu)化及完善，如物理破乳技術(shù)的低耗能及輕便化、生物破乳技術(shù)的高成活率及遴選簡易化，化學(xué)破乳技術(shù)的可循環(huán)利用及無害化等，通過有效聯(lián)用現(xiàn)有的破乳技術(shù)，獲得集節(jié)能簡便、價(jià)廉高效、安全環(huán)保于一體的破乳策略，實(shí)現(xiàn)氣田凝析油乳液的高效破乳。3）加強(qiáng)針對氣田凝析油乳液的新型化學(xué)破乳劑的研發(fā)力度，一方面，加強(qiáng)對理想破乳劑的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以界面活性、絮凝聚結(jié)能力、潤濕滲透性能為考察指標(biāo)，探究破乳劑分子的官能團(tuán)種類和數(shù)量、分子量、HLB 值及支化程度等因素對破乳效果的影響，深化對凝析油乳液分層、絮凝、膜排水、聚結(jié)、沉降等動(dòng)態(tài)破乳過程規(guī)律的認(rèn)識(shí)，建立破乳劑分子結(jié)構(gòu)特征與破乳效果的內(nèi)在聯(lián)系；另一方面，開發(fā)系列高普適性的綠色破乳劑，逐漸使用生物質(zhì)資源（如植物油脂、多糖等天然高分子物質(zhì)）替代傳統(tǒng)石油基原料，制備可生物降解的環(huán)境友好型破乳劑，同時(shí)，充分發(fā)揮復(fù)配破乳劑的優(yōu)勢，探索破乳劑在低溫、高礦化度、強(qiáng)酸性及強(qiáng)堿性等復(fù)雜環(huán)境下的配伍性，從而顯著提高破乳劑的應(yīng)用普適性。