[發明專利]往復剪切模擬地層剪切制備乳液的方法、模擬乳液及應用

有效

• 申請號: 202011387526.1
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112697669B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張付生;劉國良;林軍;賈財華;李雪凝;馬春寶;劉廣友;肖家宏
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N3/24;G01N1/28
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮;張德斌

本發明提供了一種往復剪切模擬地層剪切制備乳液的方法、模擬乳液及應用。該方法包括：將原料放入混料管中，利用多孔板在混料管的原料中進行往復式剪切運動，得到所述模擬乳液；在所述往復式剪切運動中，所述剪切速率、剪切頻率、剪切幅度、多孔板直徑、孔眼數量的關系為：γ為孔道剪切速率，ssupgt;?1/supgt;，f為剪切頻率，次/min；A為剪切幅度，cm；D為多孔板的孔眼直徑，cm；n為多孔板上孔眼數量。本發明還提供了一種模擬乳液，其是由上述方法制備得到的。本發明進一步提供了上述模擬乳液在評價乳化降黏劑、破乳劑性能中的應用。上述方法能夠模擬地層條件下乳液的形成過程，并能提高對降黏劑等試劑的評價結果的準確性和可靠性。

技術領域

本發明涉及乳液加工技術領域，尤其涉及一種往復剪切模擬地層剪切制備乳液的方法、模擬乳液及應用。

背景技術

原油中有著乳液的存在，在后續需要對乳液進行處理即原油進行脫水使其達到商品指標，因此需要對原油中乳液的乳化過程進行研究，主要是根據乳化行為的實際發生過程制備原油/水乳液，這一研究是后續開展地面破乳凈化技術及乳液配套處理技術的基礎。

目前實驗室內常用高速剪切或超聲波處理油水混合溶液制備油水乳液的方法。《新型表面活性驅油聚合物GL的研究》(許星光等，油田化學，2013)記載了采用原油和聚合物溶液在10000r/min轉速下高速攪拌1min的方法評價聚合物的乳化性能。《超聲波制備低含油穩定原油乳液的正交實驗》(楊大鵬等，實驗室研究與探索，2014)記載了在超聲功率400W、超聲作用時間10min、HLB值6、乳化劑用量0.5％條件下制備含油率為1-9％的原油乳液。

但是，采用上述高速剪切或超聲波乳化機制備的乳液與油井乳液差別較大，不利于研究乳液形成規律和評價降黏劑乳化效果。首先，礦場采出液中乳液的粒徑分布比較集中，而采用高速剪切或超聲波乳化機制備的乳液粒徑分布范圍較寬，與現場采出液的粒徑不匹配。其次，采用高速剪切或超聲乳化時，配制的乳液粒徑分布規律性較差，乳化效果評價實驗的重復性較差。混合溶液不同部分的乳化程度存在差異，越靠近定、轉子的部分乳化程度越高；僅僅通過轉子的高速剪切作用，而其他位置的溶液只是被動參與剪切過程，因此，高速剪切制備乳液的過程并不符合真實地層中乳液的形成過程。

利用高速剪切方法制備的乳液對破乳劑進行評價是目前評價破乳效果的一種常規方法。然而，由于高速剪切方法制備的乳液結構與地層長時間低速剪切下形成的乳液結構差異較大，導致使用高速剪切方法制備乳液評價破乳劑效果時誤差較大、評價結果準確性低。為了避免實驗誤差，需要在采出液處理站使用新鮮采出的乳液對破乳劑進行評價，但這會導致往返油田現場工作量大。因此，有必要建立模擬地層低剪切強度制備模擬乳液的方法，用于評價破乳劑的真實破乳效果，為破乳劑結構優化及性能評價提供技術支持。

采用高速攪拌方法對降黏性能的評價結果常常與現場試驗結果不同，分析其中原因為：高速攪拌方法的剪切強度較大，降黏劑在高速攪拌下能夠形成水包油乳液、利于降黏劑發揮降黏作用。而地層多孔介質中剪切速率較低(一般為1-100s^-1)，不能形成水包油乳液，難以實現降黏。室內30米長巖心驅替實驗也進一步表明，由于剪切強度較小，小分子降黏劑不能在長巖心內將稠油形成水包油乳液。因此，有必要建立模擬地層低剪切強度的實驗方法，用于評價降黏劑在地層中的真實降黏效果，為評價提高稠油水驅采收率用降黏劑的性能提供技術支持。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種往復剪切模擬地層剪切制備乳液的方法、模擬乳液及應用。該方法能夠準確模擬地層條件下乳液的形成過程，利用該方法制備得到的模擬乳液對降黏劑等試劑進行評價、能夠提高評價結果的準確性和可靠性。

為了達到上述目的，本發明提供了一種模擬地層剪切制備乳液的方法，包括：將乳液原料放入混料管中，利用多孔板在混料管的乳液原料中進行往復式剪切運動，得到所述模擬乳液；在所述往復式剪切運動中，所述剪切速率、剪切頻率、剪切幅度、多孔板的孔眼直徑、孔眼數量的關系為：