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原油中活性物質與堿作用下對界面張力的影響
來源： 新疆石油天然氣 瀏覽 1077 次 發布時間:2024-04-29
隨著我國經濟的發展，我國已經由石油出口國變為世界最大的石油進口國。目前我國每年進口的石油量占石油總消耗量的60%以上，對我國的能源安全造成了較大隱患。維持并提高國內油田的產量是解決這一隱患的關鍵。
原油中活性物質對化學驅配方的界面張力大小有著重要影響。提取了新疆油田BW區原油的活性物質，研究了活性物跟石油磺酸鹽和堿的界面張力。結果顯示，BW區原油的膠質、瀝青質含量偏低，界面活性物質主要存于在乙酸乙酯洗脫液中，其主要成分為CnH2n-2O2和CnH2n-4O2兩種類型，包括酚、醇類和羧酸類。單獨加入Na2CO3后，界面張力可降低至10-2 mN/m；單獨加入石油磺酸鹽，界面張力降低效果較差，只達0.5 mN/m；同時加入石油磺酸鹽和Na2CO3后，界面張力很快下降至10-3 mN/m。主要是因為堿和乙酸乙酯洗脫液部分成分發生反應，生成了增強石油磺酸鹽性能的激活劑，使得界面張力大幅度下降。
主要儀器與試劑
實驗用主要儀器：雙通道動態界面張力儀dIFT，芬蘭Kibron；賽默飛Nicolet IS10紅外光譜儀，美國熱電公司；101-3BS鼓風干燥箱，秋佐科技；Aglient 1100型高效液相色譜儀，包括二元梯度泵、自動進樣器；Agilent 1100 Series LC/MSD Trap VL離子阱液質聯用儀，電噴霧電離源，美國安捷倫公司。此外，實驗中還用到大量試劑（表1）。
堿對界面張力的影響【實驗步驟】
使用去離子水，分別配置2 000、5 000、8 000、10 000、12 000、15 000、20 000 mg/L的Na2CO3溶液。采用旋滴法測試表面活性劑體系與原油之間的界面張力。首先將油滴注入到裝有待測溶液的密閉樣品管中，然后將樣品裝入界面張力儀中，設置轉速為5 000 r/min、溫度為地層溫度42℃，在高速繞水平軸旋轉下將油珠拉長。原油在外力作用下逐漸變為圓柱形液柱或橢圓形液滴，轉速和油水間的界面張力決定了原油在水溶液中的形狀。實驗過程中，設置每隔15 min自動拍照，實驗進行2 h后，測定照片中油滴的長度和油滴直徑，計算出待測液的界面張力。
Na2CO3與不同組分配合后的界面張力
不同活性物質與堿作用對界面張力的影響
圖4為原油、萃取油以及萃取油分別添加濃度為1%的甲苯洗脫物、乙酸乙酯洗脫物、丙酮洗脫物、乙醇洗脫物配成的模擬油與0.5%，0.8%，1%，1.2%，1.5%，1.7%，2%這七種濃度Na2CO3的界面張力。可以看出，乙酸乙酯洗脫組分與堿的界面張力最低。隨著Na2CO3濃度變大，界面張力也持續降低，當Na2CO3濃度達到2%時，其界面張力達到10-3 mN/m。孫景倫等研究了復合驅油體系中堿與原油的相互作用，發現Na2CO3更易于環烷酸以及苯環和不飽和酸部分反應；與飽和酸相比，環烷酸以及苯環和不飽和酸的界面活性更強，導致界面張力更低。