界面张力对原油乳状液稳定性影响的探讨

2015-10-27刘真谯夫海霞

石油化工应用 2015年8期

关键词：乳状液长庆油田乳剂

刘真，谯夫，海霞

（中国石油长庆油田公司西安长庆化工集团有限公司，陕西西安710021）

界面张力对原油乳状液稳定性影响的探讨

刘真，谯夫，海霞

（中国石油长庆油田公司西安长庆化工集团有限公司，陕西西安710021）

原油乳状液的稳定性对油水分离起决定性作用，其受原油品质、水质、温度、破乳剂的使用等因素影响。本工作着重探究了上述影响因素与乳状液的界面张力的关系，从而寻找出更佳的条件，使得原油乳状液趋于稳定状态，原油脱水更彻底。

界面张力；原油乳状液；油水分离

原油乳状液中含有的沥青质、胶质、石油酸、石蜡、天然乳化剂等界面活性物质，易形成界面膜，此类膜的油水界面张力较大，机械强度高，致使液滴在相互碰撞时不易破裂，影响了原油乳状液的稳定，造成油水分离困难。为此，要提高原油乳状液的稳定性，降低其界面张力。

界面张力，也叫液体的表面张力，就是液体与空气间的界面张力或液体与另一种不相混溶的液体接触，其界面产生的力。本工作探究的是破乳剂与原油乳状液之间的界面张力。界面张力受温度、盐含量、pH值等因素的影响。本工作从破乳剂的加药浓度、破乳温度、水型探究原油乳状液稳定性与界面张力之间的关系。

1 实验部分

探讨原油乳状液的稳定性，首先了解原油的物理性质及原油中所含其它组分对油品的影响。

1.1 原油的物理性质

原油按其烷烃含量的多少，可分为石蜡基、中间基、环烷基。长庆油田原油大多属中间基。本工作选取长庆油田采油四厂化子坪作业区混合油样，了解原油的物理性质（见表1）。由表1可得出：此区块油样含水适中，含盐量偏高。无机盐含量的高低影响原油乳状液的稳定性，制约破乳剂的脱水效果。为此，本工作还需对原油采出水进行水型分析。

表1 原油的物理性质

1.2 水型分析

取长庆油田采油四厂化子坪作业区各站沉降罐出口水样进行分析（见表2）。

表2 水型分析

2 结果与讨论

2.1 破乳剂/加药浓度与乳状液的界面张力

破乳剂破乳机理替代理论表明：破乳剂是表面活性剂，也是乳化剂。原油乳状液中也含有天然的表面活性剂。破乳剂加入到原油乳状液中后，会将原油中的沥青、石蜡等天然表面活性剂物质替代出来，在油水界面形成一层强度较低的混合界面膜，使原油乳状液处于不稳定状态，易于破乳剂脱水，达到油水分离的目的。故破乳剂的加药浓度影响油水分离，油水界面的强度，原油乳状液的状态，本工作以YT-100破乳剂（化子坪）-原油乳状液体系为研究对象，分析了破乳剂的加药浓度与界面张力的关系（见表3）。

表3 破乳剂的加药浓度与界面张力的关系

由表3看出，乳状液的界面张力随破乳剂的加药浓度的增加而降低到一特定值，破乳剂的加药浓度进一步增加时，界面张力随之上升，即破乳剂的加药浓度存在一个活性点。在此活性点上，界面张力达到最低值，原油乳状液趋于不稳定状态。

2.2 温度与界面张力

破乳剂的浊点为最佳破乳温度，易于原油乳状液趋于不稳定状态，使得油水分离。本工作以长庆油田采油四厂化子坪联合站油样为分析对象，探究温度与界面张力的关系，结果（见图1）。

图1 温度与界面张力

由图1可见：温度升高，液体的体积膨胀，分子间距增大，分子间引力减小，界面张力也随之降低。

表4 三种不同金属盐的界面张力测定

2.3 盐含量与界面张力

为探究盐含量与界面张力的关系，本工作进行了两组试验。首先，将氯化钙、氯化镁、氯化钠三种不同的金属盐加入到破乳剂构成的乳状液体系中，测定其界面张力，并以此测定了不同水型的原油脱水情况。其次，由第一组试验选出使界面张力降低幅度较大的金属盐，配制成不同质量浓度的溶液，加入乳状液，测定其界面张力（见表4）。

氯化钙、氯化镁、氯化钠三种不同的金属盐加入到乳状液体系中后，氯化钠使界面张力的降低幅度最大，这是因为钠的活性较强，且易溶于水相和油相中。图2可以看出钠盐的质量浓度在5 g/L时界面张力最低，由表5可知含NaHCO3水型原油乳状液易脱水，进一步证明了钠盐降低界面张力的能力。