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随着强化采油方法的研究以及三次采油技术逐渐成熟,采出液脱水变得越加困难。种类有限的传统破乳剂在处理这些采出液时,效果不理想,脱水率降低,破乳剂的加入量增大,不能满足现在采出液的处理要求。四元共聚高分子破乳剂是近年来研究较多的一种新型破乳剂,其主要是选用不饱和酸及其酯类(如丙烯酸,甲基丙烯酸甲酯等)进行共聚而成的一种结构可调的直链高分子。其可调性表现为可以根据采出液的组成来选择不同种类的单体及其加入量。该种破乳剂不仅可以提高采出液的脱水率,同时又可以降低脱出水中的含油量。
本文采用乳液聚合的方式合成了17种四元共聚高分子破乳剂并对其进行一系列的测试表征,得出的主要研究结论如下:
1.采用红外光谱对聚合所制得的三类两亲型四元共聚物的结构进行了表征,采用核磁共振对其结构进行了进一步的确认,表明其结构与所设计的预期结构基本吻合;
2.与没有引入苯环的破乳剂相比,引入了苯环的破乳剂作用效果更好:对于火烧山30#站1466、1467两口单井的采出液,破乳剂样品10在加入量50 mg/L和60 mg/L时最终脱水率均可达到95.65%,而现场应用的破乳剂zp-1最终脱水率分别可以达到98.55%和72.73%;脱出水中的含油量为151.9 mg/L和151.7 mg/L,低于zp-1的169.1 mg/L和209.6 mg/L,表明含有苯环的四元共聚高分子破乳剂具有良好的处理效果;
3.加入破乳剂样品10和zp-1型破乳剂相对于空白样都可以减小油滴的半生命周期;对采出液处理效果较好的破乳剂其油水分配系数接近1;通过以上两个实验可知处理效果较好的破乳剂的必要条件是可以有效降低界面膜强度,同时要具有合适的亲水亲油系数,在处理采出液的过程中达到亲水亲油平衡;
4.破乳剂的作用过程的显微镜照片说明了破乳剂取代原有油水界面膜的能力在很大程度上影响着破乳剂的效果:破乳剂的亲水亲油比例越接近于采出液乳状液,则其取代能力越强,在宏观表现上即为液滴碰撞后易于形成共有膜,易于使水相聚集成粒径较大的液滴,最终从体系中脱出;反之,则效果不好。