[發明專利]穩定性測定方法和裝置及在破乳和穩定性評定中的應用

有效

• 申請號: 201110247008.4
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102954983A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 譚麗;于麗;王振宇;沈明歡;杜鶴;楚喜麗;李本高
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G01N27/60
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

技術領域

本發明涉及一種油包水型或復合型油水乳狀液的穩定性測定方法和穩定性測定裝置、所述穩定性測定方法在破乳劑的破乳效果評定中的應用、以及所述穩定性測定方法在原油破乳性能評定中的應用。

背景技術

許多工業的操作階段中都會出現油水乳狀液。例如在原油開采過程中，由于各種化學驅油劑的使用，使得采出液的成分變得越來越復雜，從油層中采出的不僅僅是地層中的原油，還可能包括較為復雜的油水乳狀液。在采出液的輸送過程中，油水乳狀液會加大輸油管線及設備的負荷以及造成腐蝕，因此，在輸送之前，需要對油水乳狀液進行破乳，使原油與水分離。另外，原油在煉制之前，也需要再次進行乳狀液破乳。因此，在原油開采、運輸以及煉制過程中，油水乳狀液的破乳是非常關鍵的。

目前，油田和煉廠采用化學破乳劑對油水乳狀液進行破壞，該破乳過程可分為以下幾個基本步驟：絮凝、聚結、沉淀。絮凝是指乳狀液中分散的水滴聚集在一起，但水滴個數不變；聚結是指絮凝在一起的水滴發生破裂合并成大水滴，水滴個數減小，體積增大；沉淀是指大水滴或絮凝在一起的許多小水滴向下運動到油相的下部，并與油相分離的過程。

為了判斷某種油水乳狀液破乳的難易程度，需要對該種油水乳狀液的穩定性進行測定：穩定性好，則破乳較困難(即油水分離速度慢，最終的油水分離程度不夠徹底)，穩定性差，則破乳較容易(即油水分離速度快，最終的油水分離程度較為徹底)。然而，油水乳狀液的穩定性受到了多種因素(例如原油組成、水的組成、乳狀液形成條件、溫度等)的影響，因此，如何測定油水乳狀液的穩定性成了人們非常關注的一個問題。

目前，人們測定油水乳狀液穩定性的方法有多種，例如測定油水界面粘彈性、介電常數、固含量、臨界電場強度、一定條件下的油水分離情況等等。這些方法耗時長、且重復性較差。近幾年，采用臨界電場強度來評價油水乳狀液穩定性的方法開始在國外應用，另外，還有電場極化測定儀、通過靜態電脫水電流曲線來判斷原油脫水的難易程度、通過測定制備的界面膜的膜電容和膜電阻來評定表面活性劑對油水乳狀液破乳效果的影響等幾種測定方法，但這幾種方法仍處在研究階段，且操作復雜，局限性較大。

發明內容

本發明的目的是提供一種油水乳狀液的穩定性測定方法，該測定方法可用于判斷油水乳狀液的穩定性強弱，由此判斷其破乳的難易程度。

本發明提供的油水乳狀液的穩定性測定方法包括以下步驟：對所述油水乳狀液施加以電場；測量從施加所述電場到所述電場中有電流產生所經過的響應時間段t_A，和/或測量所述電場中的電流在經過電流峰值I_max之后、收斂為恒定不變時的峰尾電流值I_E；以及使用所述響應時間段t_A和/或所述峰尾電流值I_E來作為所述油水乳狀液的穩定性測定結果。

由于添加了破乳劑的油水乳狀液中的液滴在電場作用下會排列呈水珠鏈，使得液滴發生聚結的速度比無電場情況下快很多。因此，通過對添加了破乳劑的油水乳狀液施加一定強度的電場，可以模擬快速的油水乳狀液破乳過程。通過模擬實驗顯示，油水乳狀液在破乳過程中，其電容和電阻等電性質的變化會引起電場中電流值的變化，而油水乳狀液的電容和電阻與液滴的分布和排列是密切相關的，因此，通過電場中電流值隨時間變化的曲線可以反映出油水乳狀液中的液滴排列成鏈狀的速度以及鏈中液滴聚結的速度與程度，從而體現油水乳狀液的穩定性。

通過對不同穩定性的油水乳狀液施加同樣強度的電場并觀測電場中電流值隨時間變化的曲線表明，穩定性越差的油水乳狀液，對其施加的電場中從無電流到有電流產生的時間(體現了單個液滴界面膜電容的大小，與油水分離速度有關)越長，并且其電場中的電流在經過電流峰值之后、收斂為恒定不變時的電流值(體現了電場作用后殘留液滴的數量和大小，表明了油水分離程度)越小。因此，采用本發明提供的測定方法，通過測量電場中有電流產生所需的時間長短和/或破乳過程結束時電場中的電流值大小，可以對油水乳狀液的穩定性進行測定。

另外，由于本發明提供的測定方法能夠反映電場作用下油水乳狀液的油水分離速度及程度，因此還可用于判斷向油水乳狀液中添加的破乳劑的破乳效果好壞，由此還能在破乳劑的破乳效果評定中應用。

再者，采用本發明提供的測定方法，還可以通過判斷原油乳化形成油水乳狀液后破乳的難易程度，來判斷原油破乳性能的好壞，因此還能在原油的破乳性能評定中應用。