主要包括:溶解在水中的無機(jī)鹽類?;旧弦躁?yáng)離子和陰離子的形式存在,粒徑在1′10-3mm以下,如Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Fe2+、Cl-、HCO3-、CO32-等,還包括環(huán)烷酸類等有機(jī)溶解物。溶解的氣體如溶解氧、二氧化碳、硫化氫、烴類氣體等,粒徑一般為(3~5)′10-4mm??傮w上講,油田污水是一種含有固體雜質(zhì)、液體雜質(zhì)、溶解氣體以及溶解鹽類等 較復(fù)雜的多相體系。
按分子結(jié)構(gòu)可把化學(xué)破乳劑分為離子型和非離子型兩大類。當(dāng)原油破乳劑溶于水時(shí),凡能電離生成離子的,稱為離子型破乳劑;凡在水溶液中不能電離的,稱非離子型破乳劑。離子型破乳劑按其在水溶液中具有表面活性作用的離子電性,還可分為陰離子、陽(yáng)離子和兩性離子等類別。早期使用的烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉等屬于對(duì)原油脫水效果較好的陰離子型破乳劑,價(jià)格低廉,但用量大,約1000mg/L,脫水效果不太穩(wěn)定。非離子型化學(xué)破乳劑是以環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等基本有機(jī)合成原料為基礎(chǔ),在具有活潑氫起始劑引發(fā)下、有催化劑存在時(shí),按照一定程序聚合而成。原料配比,操作條件、分子量大小等參數(shù),都可以在合成時(shí)人為控制。分子量都在1000~10000之間,具有較高的活性和較好的脫水效果。
這些液體的其中之一通常為水,而另一個(gè)經(jīng)常是油。油有可能極細(xì)地分散于水中。在這種情況下,乳液是一種水包油型。水被稱作連續(xù)相,而油被稱作分散相。相反地,如果油為連續(xù)相而水是分散相,乳液就稱作油包水型。大多數(shù)的原油乳液屬于這種類型。水分子之間相互吸引,同樣地,油分子之間也是如此。但是在單個(gè)的水分子和油分子之間存在排斥力。排斥力在油和水的界面發(fā)生作用。表面張力將此界面面積降到一個(gè)最低值。所以,水滴在油包水乳液中是球形的。此外,單個(gè)的水滴傾向于形成聚集體,聚集體的總面積比所有液滴面積總和小。因此,一種由純水和純油組成的乳液是不穩(wěn)定的。分散相趨于凝集,而兩個(gè)分離的層面因此而形成。 界面上的排斥力抵消,如通過特種化學(xué)品在界面上的累積可降低表面張力。在技術(shù)上,許多情形通過加入熟知的乳化劑以生產(chǎn)穩(wěn)定的乳液而開發(fā)利用這種作用。任何以這種方式起穩(wěn)定作用的物質(zhì)必須具有能使其同時(shí)與水分子和油分子互相作用化學(xué)組成,即它應(yīng)含有一個(gè)親水基團(tuán)和一個(gè)疏水基團(tuán)。
常規(guī)驅(qū)油劑的篩選是通過界面張力儀或是巖心驅(qū)替的方法評(píng)價(jià),這些方法測(cè)量,能夠定量評(píng)價(jià)出較好的驅(qū)油劑,但不適于大量驅(qū)油劑的篩選。在靜態(tài)脫油試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,提出了一種新型的篩選驅(qū)油劑方法。該方法是將改裝后的吸水儀應(yīng)用在驅(qū)油劑的靜態(tài)脫油試驗(yàn)中。通過測(cè)量出吸水儀上不同驅(qū)油劑或是相同驅(qū)油劑不同濃度的驅(qū)油量,來快速評(píng)價(jià)出驅(qū)油劑的驅(qū)油效果。該方法操作簡(jiǎn)單,數(shù)據(jù)的可靠性強(qiáng),建議推廣使用。驅(qū)油劑提高采收率的機(jī)理是擴(kuò)大波及系數(shù)和提高洗油效率,不同種類的驅(qū)油劑提高采收率的機(jī)理不同,有的主要是通過增粘性擴(kuò)大波及系數(shù),而有的主要是通過降低油水界面張力、改變儲(chǔ)層巖石的潤(rùn)濕性來提高洗油效率的。對(duì)不同種類驅(qū)油劑性能的室內(nèi)評(píng)價(jià)方法不同,對(duì)增粘性驅(qū)油劑性能的
常用的是聚合物型驅(qū)油劑。如超高分子量聚丙烯酰胺,用0.05%的水溶液能滲入油層巖隙而多出油20%~30%,大致每用1kg驅(qū)油劑可以多出原油10桶(1590L)。 近年發(fā)展起來的聚合物溶液和表面活性劑(石油磺酸鹽與醇配成的微乳液)的分段驅(qū)油,能將巖層毛細(xì)管中的原油驅(qū)替出來,收效幾乎100%。
破乳劑的種類繁多,按表面活性劑的分類方法可分為:陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型、兩型離子型破乳劑。杰出的油田化學(xué)助劑陰離子型破乳劑有羧酸鹽類、磺酸鹽類和聚氧乙烯脂肪硫酸酯鹽等,具有用量大、效果差、易受電解質(zhì)影響而減效等缺點(diǎn);陽(yáng)離子型破乳劑主要有季銨鹽類,其對(duì)稀油有明顯效果,但不適合稠油及老化油。油田化學(xué)助劑廠家非離子型主要有以胺類為起始劑的嵌段聚醚,以醇類為起始劑的嵌段聚醚,烷基酚醛樹脂嵌段聚醚,酚胺醛樹脂嵌段聚醚,含硅破乳劑,超高相對(duì)分子質(zhì)量破乳劑,聚磷酸酯,嵌段聚醚的改性產(chǎn)物和以咪唑啉原油破乳劑為代表的兩型離子型破乳劑。
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