Page 195 - 《精细化工》2020年第4期

第 4 期 王艳萍，等: 耐温耐盐乳化降黏剂的结构设计及其构效关系 ·829·

2.2 降黏剂 AFOP-10 性能与构效关系探究 使双电层变薄，且盐离子浓度过高，在溶液中还会
2.2.1 AFOP-10 的热稳定性 发生盐析现象，使体系中降黏剂浓度减小，影响乳
乳化降黏剂 AFOP-10 的热重曲线如图 1 所示。 化降黏效果。另外，盐离子会改变降黏剂分子在油水
样品 AFOP-10 在 300 ℃之前由于降黏剂分子中含有 两相界面上的分布，从而影响乳状液的稳定状态 [17-18] 。
亲水基团，失重较慢；小分子基团受热易分解，使
乳化降黏剂 AFOP-10 在 350 ℃左右失重加快。当温
度达到 363 ℃时，残留量仍高达 90%以上，说明所
合成的乳化降黏剂 AFOP-10 的耐温性能优良，具有
较好的热稳定性 [15-16] 。

图 2 体系矿化度对脱水率和降黏率的影响
Fig. 2 Effect of different salinities on the water output rate
and viscosity reduction rate

2.2.3 耐温耐盐性能
用矿化度 8246 mg/L 的盐水配制质量分数 1.0%

图 1 AFOP-10 的热重曲线 的降黏剂 AFOP-10 溶液，300 ℃下热处理 24 h，加
Fig. 1 Thermogravimetric curve of AFOP-10 入 5%的 NaOH 溶液，调节溶液的 pH 至 9，将稠油
与所配降黏剂体系按体积比 7∶3 混合，配制稠油乳
2.2.2 AFOP-10 的耐盐性能
状液，在 50 ℃下测试黏度及稠油乳化液的脱水率，
模拟渤海油区地层水，用不同矿化度的水配制
实验结果如表 3 所示，高温老化处理后降黏剂
AFOP-10 溶液，以降黏率（>95%）和脱水率（<1）
AFOP-10 水溶液仍具有良好的活性，降黏率保持在
为指标考察降黏剂 AFOP-10 的耐盐能力。配制的溶
98%以上，乳状液稳定性良好，油水界面张力可降
液的矿化度和离子浓度如表 2 所示。
至 0.13 mN/m，说明降黏剂 AFOP-10 具有较好的耐
表 2 溶液的矿化度和离子浓度 温耐盐效果，即在矿化度 8246 mg/L 时可耐 300 ℃
Table 2 Ions concentration of solution and salinity of 高温。
solution
ρ/(mg/L) 矿化度 表 3 降黏剂 AFOP-10 耐温耐盐性能
盐溶液 Table 3 Temperature resistance and salt tolerance of
+
Na +K + C a 2+ M g 2+ HCO 3– C l – /(mg/L)
AFOP-10
1 2817 221 55 595 4558 8246
样品 Φ/% S/% σ/(mN/m)
2 5634 442 110 1190 9116 16492
AFOP-10 98.63 52.5 0.13
3 11268 884 220 2380 18232 32984

4 16902 1326 330 3570 27348 49476
2.2.4 单体配比对耐盐性能的影响
5 22536 1768 440 4760 36464 65968
不同的单体配比会影响乳化降黏剂 AFOP-10 的
矿化度对稠油乳状液脱水率和降黏率的影响如 耐盐能力。对不同单体配比合成的样品进行耐盐性
图 2 所示。 实验，以其可耐最高矿化度的盐溶液配制降黏剂水
降黏率随矿化度的增加而减小，脱水率随矿化 溶液，测定乳状液的降黏率及脱水率，结果如表 4
度的增加而增加，矿化度为 49476 mg/L 时，降黏率 所示。由表 4 中第 2、4、7 组数据对比可知，OP-10
为 98.22%，乳状液脱水率为 75.68%，仍能满足要 是保证降黏剂耐盐能力的重要组分，其含量高则耐
求。随着矿化度的进一步增大，AFOP-10 乳化降黏 盐能力强，当单体配比为 1∶4∶9 时，耐盐可达
效果变差，降黏率降至 90%左右，表明矿化度的进 32984 mg/L，进一步增加 OP-10 的量，其降黏率基
一步增加会使稠油乳状液稳定性降低。可见， 本不变，但脱水率大幅度增加，可见 OP-10 用量需
AFOP-10 最高可耐矿化度为 49476 mg/L。可能的原 适度。由第 1、2、3 组数据可知，不含双酚 AF 或
因是当盐离子浓度过大时，会压缩油水界面双电层， AF 含量较高时，耐盐能力都较差，可能的原因是反