为研究三次采油过程中黏土稳定剂和稠油降黏剂对破乳的影响机理,采用界面膨胀流变仪考察了阳离子型黏土稳定剂NT-1A、阴离子和非离子复配型稠油降黏剂JN-1A对滨南原油及四组分破乳体系界面膜强度的影响,应用原子力显微镜观察了NT-1A、JN-1A对沥青质聚集结构和形貌的影响。结果表明:原油中沥青质有较高的扩张模量;NT-1A通过静电吸引作用促进沥青质分子交联聚集体的形成,使聚集体粒径由489 nm增至665nm,导致界面膜强度增强,原油界面扩张模量由3.23 m N/m增至5.93 m N/m,脱水率由77.27%降至7.80%;JN-1A在油水界面上的吸附能力较强,部分顶替原油中的活性组分,抑制沥青质分子在油水界面上的聚集,聚集体粒径由489 nm降至215 nm,导致界面膜强度降低,原油界面扩张模量由3.23 m N/m降至1.68 m N/m,脱水率由77.27%增至87.50%。NT-1A、JN-1A主要通过改变原油中的活性组分沥青质的交联强度,影响界面扩张模量,从而影响稠油乳状液的破乳效果。
本文通过正交试验分析胜利油田埕东污水造成配制聚合物溶液黏度降低的主要因素,研制提高污水配聚增黏的处理配方体系。经处理后污水配制的聚合物溶液初始黏度由12.0 m Pa·s提高到32.0 m Pa·s,增黏率达到167%;通过原子力显微镜(AFM)和动态光散射(DLS)对聚合物溶液微观形貌及聚集体粒径观察,分析配方的增黏机理:一方面,氢氧化钠沉淀Fe2+,消除了Fe2+对聚合物聚集体的破坏作用;AFM和DLS显示聚合物溶液聚集体粒径由80.5 nm增加到159.9 nm。另一方面,离子屏蔽剂可屏蔽Ca2+、Mg2+从而减弱了Ca2+、Mg2+对聚合物分子链的卷曲作用;AFM和DLS显示屏蔽剂使聚合物溶液聚集体的粒径由160.1 nm增大到208.5 nm。
为揭示水溶性和油溶性降黏剂对采出液破乳脱水的影响,研究了聚氧乙烯醚型水溶性降黏剂(SH)和不饱和酸酯聚合物型油溶性降黏剂(SL)对胜利油田陈庄稠油采出液破乳的影响,通过扩张流变法和扫描电镜从界面膜角度分析了两种降黏剂对稠油采出液稳定性的影响机理。结果表明,SH浓度由0增至3 g/L时,采出液油水界面扩张模量由20.09 m N/m降至3.02 m N/m,脱水率由47.62%增至66.67%,界面黏性模量和弹性模量降低,相角由18.43o增至29.43o,SH分子可增大沥青质之间及胶质与沥青质之间的距离,使界面膜强度减小。SL浓度由0增至3 g/L时,油水界面扩张模量由20.09 m N/m增至34.76 m N/m,脱水率由47.62%降至6.80%,界面黏性模量降低的同时弹性模量增加,相角由18.43o降至9.83o,SL可增强沥青质分子之间的相互作用,沥青质表面呈现"鱼鳞"形状的规则排布,结构紧密,界面膜强度增强。SH有利于稠油采出液破乳脱水,而SL不利于稠油采出液破乳脱水。
