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乙醇胺與勝坨油田坨28區(qū)塊原油5類活性組分模擬油的動態(tài)界面張力(二)

來源:油氣地質(zhì)與采收率 瀏覽 8 次 發(fā)布時間:2024-11-22

2.1乙醇胺對酸性組分模擬油界面張力的影響

2.1.1乙醇胺對油酸模擬油界面張力的影響

原油中的石油酸是復雜的混合物,為確定有機堿與酸性物質(zhì)間相互作用對界面張力的影響,考察了石蠟油配制的不同濃度油酸模擬油與不同pH值乙醇胺溶液間的動態(tài)界面張力。原油中的酸性物質(zhì)與有機堿反應生成的石油酸皂具有界面活性,會明顯降低油水界面張力;由于生成的石油酸皂具有較強的水溶性,隨著時間變化它會由界面向水相轉(zhuǎn)移,造成界面張力增大,因此,界面張力的動態(tài)特征取決于界面活性物質(zhì)的生成速度及其解吸速度。由圖1和圖2可知,對于固定油酸濃度的模擬油,隨著水相pH值增大至超過某一臨界值,界面張力開始降低;同時,隨著模擬油中油酸濃度增大,界面張力降低需要的pH值變小,并且低界面張力瞬時值維持的時間變長。


2.1.2乙醇胺對坨28區(qū)塊原油酸性組分模擬油界面張力的影響

考察了航空煤油配制的坨28區(qū)塊酸性組分模擬油與不同質(zhì)量分數(shù)乙醇胺溶液間的動態(tài)界面張力。從實驗結(jié)果(圖3,圖4)看出,乙醇胺對酸性組分模擬油界面張力的影響可分為2個區(qū)域:對于低質(zhì)量分數(shù)的乙醇胺溶液,酸性組分與有機堿的反應造成較低的界面張力瞬時值,穩(wěn)態(tài)值較高;低界面張力持續(xù)時間隨酸性組分質(zhì)量分數(shù)增大而延長,隨乙醇胺質(zhì)量分數(shù)增大而縮短。而對于高質(zhì)量分數(shù)的乙醇胺溶液,如果模擬油中酸性組分達到一定質(zhì)量分數(shù),動態(tài)界面張力不再隨時間出現(xiàn)極小值且穩(wěn)態(tài)值較低。


ZhangL等曾對勝利油區(qū)孤東油田外輸油中的酸性組分按相對分子質(zhì)量和極性細分,研究發(fā)現(xiàn):對于相對分子質(zhì)量較低的脂肪酸,弱堿條件下就能夠發(fā)生反應,大幅度降低界面張力瞬時值,但穩(wěn)態(tài)值較高,動態(tài)界面張力曲線呈“V”型,油酸模擬油的動態(tài)界面張力特性就是典型代表;而對于相對分子質(zhì)量較高、含稠環(huán)的芳香酸,則只能與強堿發(fā)生反應,生成的芳香酸皂水溶性較弱,傾向于吸附在界面上,因此,動態(tài)界面張力不再出現(xiàn)極小值。坨28區(qū)塊原油的酸性組分是混合酸,其中不同結(jié)構(gòu)的石油酸可能在不同pH值條件下分別起主導作用:低質(zhì)量分數(shù)的乙醇胺溶液主要與低相對分子質(zhì)量的脂肪酸作用,而高質(zhì)量分數(shù)的乙醇胺溶液主要與高相對分子質(zhì)量的芳香酸作用。

2.2乙醇胺對膠質(zhì)模擬油界面張力的影響

考察了航空煤油配制的坨28區(qū)塊膠質(zhì)模擬油與不同質(zhì)量分數(shù)乙醇胺溶液間的動態(tài)界面張力。由實驗結(jié)果(圖5,圖6)可以看出,由于膠質(zhì)中富含酸性組分,其與高質(zhì)量分數(shù)乙醇胺溶液作用和油酸模擬油類似,而和酸性組分模擬油截然不同,即能夠大幅度降低界面張力的瞬時值,而穩(wěn)態(tài)值較高;而酸性組分模擬油的動態(tài)界面張力隨時間變化不大,且穩(wěn)態(tài)值較低。這是由膠質(zhì)中的石油酸以低相對分子質(zhì)量的脂肪酸為主造成的。

2.3乙醇胺對瀝青質(zhì)、飽和分、芳香分模擬油界面張力的影響

測定了不同質(zhì)量分數(shù)瀝青質(zhì)模擬油、飽和分模擬油和芳香分模擬油與不同pH值乙醇胺溶液的動態(tài)界面張力,其數(shù)值均較高。雖然瀝青質(zhì)中也含有石油酸,但與膠質(zhì)不同,瀝青質(zhì)以較高相對分子質(zhì)量的芳香酸為主。瀝青質(zhì)模擬油與乙醇胺作用不能有效降低油水界面張力,表明坨28區(qū)塊瀝青質(zhì)模擬油中芳香酸含量較少,與有機堿作用較微弱。飽和分和芳香分是烴類化合物,與有機堿間無明顯的相互作用,因此對油水界面張力的降低貢獻較小。


2.4乙醇胺與不同原油活性組分模擬油作用的比較


從乙醇胺溶液的pH值對不同質(zhì)量分數(shù)坨28區(qū)塊原油活性組分模擬油界面張力最低值的影響(圖7)可看出,當活性組分質(zhì)量分數(shù)為0.1%時,只有酸性組分與有機堿發(fā)生作用;當質(zhì)量分數(shù)增大至5%時,膠質(zhì)組分開始作用,而瀝青質(zhì)界面張力依舊較高。這可能是由于坨28區(qū)塊原油瀝青質(zhì)中酸性組分含量過少造成的。因此,對于坨28區(qū)塊原油,與乙醇胺作用的難易順序為:酸性組分最強,膠質(zhì)次之,瀝青質(zhì)、飽和分和芳香分與之作用比較微弱。

3結(jié)論


考察了有機堿乙醇胺與勝坨油田坨28區(qū)塊原油中酸性組分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、飽和分、芳香分等5類活性組分模擬油的動態(tài)界面張力,從研究結(jié)果可看出:①與無機堿類似,有機堿在界面上與原油中的石油酸反應,生成石油酸皂,可大幅度降低油水界面張力。②有機堿與坨28區(qū)塊石油酸的作用可以分為2個區(qū)域:對于相對分子質(zhì)量較低的脂肪酸,弱堿條件下就能夠發(fā)生反應,大幅度降低界面張力瞬時值,但穩(wěn)態(tài)值較高,動態(tài)界面張力曲線呈“V”型;而對于相對分子質(zhì)量較高、含稠環(huán)的芳香酸,則只能與強堿發(fā)生反應,生成的芳香酸皂水溶性較弱,傾向于吸附在界面上,界面張力的動態(tài)效應不明顯,穩(wěn)態(tài)值較低。③有機堿主要與原油中的石油酸發(fā)生作用,對于坨28區(qū)塊原油,與乙醇胺作用的難易順序為:酸性組分最強,膠質(zhì)次之,瀝青質(zhì)、飽和分和芳香分與之作用比較微弱。原油中石油酸的含量和結(jié)構(gòu),決定了它與有機堿的作用程度。


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