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《化學工業與工程》2014年第三期
1試驗儀器
JA2003A型電子天平:精度1mg;ES－10K－4TS型電子天平:精度0.1g;BROOKFIELDDV－II+Pro型布氏黏度計;FA25型高剪切乳化機。
2試驗結果與討論
2.1.1表面活性劑質量分數對二元乳狀液穩定性的影響當聚合物質量濃度ρp=1500mg/L、聚合物相對分子質量M=1500×104、原油與聚合物/表面活性劑混合溶液體積比(以下簡稱油水比)5∶5時，考察表面活性劑質量分數對二元乳狀液穩定性的影響，結果見圖1。由圖1可見:聚合物質量濃度一定時，表面活性劑質量分數越高，乳狀液越穩定，破乳率越低。這是由于當表面活性劑質量分數較低時，界面上吸附的分子較少，界面膜的強度較差，形成的二元乳狀液不穩定;表面活性劑質量分數增高至一定數值后，界面膜則由比較緊密排列的定向吸附的分子組成，這樣形成的界面膜強度較高，大大提高了乳狀液的穩定性。同時，乳狀液液珠上還存在電荷，這些電荷主要來自表面活性劑在水相中電離產生的離子在液珠表面的吸附。表面活性劑以疏水的碳氫鏈深入油相，而以離子頭吸附水相的吸附態吸附于油水界面上，使得乳狀液中的油珠帶電，而在帶電油珠的周圍還有反離子呈擴散的狀態分布，形成類似Stern模型的擴散雙電層。由于雙電層的相互排斥作用，使油珠不易相互接近，從而阻止油珠的相互聚并，增加了乳狀液的穩定性。
2.1.2聚合物質量濃度對二元乳狀液穩定性的影響當表面活性劑質量分數0.2%、聚合物相對分子質量M=1500×104、油水比5∶5時，考察聚合物質量濃度對二元乳狀液穩定性的影響，結果見圖2。由圖2可見:表面活性劑質量分數一定時，聚合物質量濃度越高，乳狀液越穩定，破乳率越低。這是由于聚合物能與形成界面膜的表面活性劑的親水基團發生作用，使油膜強度增加;聚合物溶于水，能在油珠周圍形成彈性保護水膜，水膜強度隨聚合物濃度增加而增強。
2.2聚合物相對分子質量對二元乳狀液穩定性的影響
當聚合物質量濃度1500mg/L、表面活性劑質量分數0.2%、油水比5∶5時，考察聚合物相對分子質量對二元乳狀液穩定性的影響，結果見圖3。由圖3可見:相對分子質量1500×104的聚合物，質量濃度1500mg/L，表面活性劑質量分數0.2%時，乳狀液靜置30d后，破乳率接近60%;而相同條件下，采用相對分子質量2500×104的聚合物配制二元體系，乳狀液靜置20d后，破乳率就達到了60%。聚合物質量濃度、表面活性劑質量分數一定時，聚合物相對分子質量越小，形成的二元乳狀液越穩定。這主要是因為相對分子質量越小，聚合物的分子鏈越短，分子尺寸越小，與表面活性劑復配的二元體系越穩定，在油水界面處也更易達到超低界面張力，形成的乳狀液也就更加穩定。
2.3油水比對二元乳狀液穩定性的影響
當聚合物相對分子質量M=1500×104、聚合物質量濃度1500mg/L、表面活性劑質量分數0.2%時，考察不同的油水比對二元乳狀液穩定性的影響，見圖4。由圖4可見:油水比越小，形成的二元乳狀液穩定性越差。這主要是因為油水比減小，形成的二元乳狀液含水率增加，從而總的界面面積增加;且水滴在擠壓油水界面時也使界面面積增加，單位界面面積上天然乳化劑的吸附量減少，界面膜強度減弱，水滴聚并阻力減小，更易聚并，導致乳狀液穩定性降低。
3結論
聚合物相對分子質量、聚合物質量濃度、表面活性劑質量分數、油水比是二元乳狀液穩定性的影響因素，試驗結果表明:提高表面活性劑的質量分數和聚合物的質量濃度，采用相對分子質量較低的聚合物，降低油水比，則形成的二元乳狀液穩定，破乳率低。
作者：丁偉楊珊珊于濤李宜強寧萌萌孫燕單位：東北石油大學石油與天然氣化工省重點試驗室中國石油大學提高采收率研究中心華北油田采油工程研究院勝利油田渤海鉆井固井公司