Page 197 - 《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 ·831·

AFOP-10 的缩合度太小，降黏剂分子难以接近并顶 面张力，将碱加入到乳化降黏剂溶液中能有效降低
替油水界面的沥青质分子，也就不能在油水界面处 油水界面张力 [23] 。调节 AFOP-10 溶液 pH 值在
占据位置起到乳化降黏的作用；反应时间过长，降 7.0~12.5 之间，测定不同 pH 下降黏剂的降黏率及界
黏剂缩合度过大，因其自身存在空间位阻，导致油 面张力，结果如图 4 所示。随着 pH 值的增大，界
水界面膜较疏松，乳状液稳定性差。可见，最适宜 面张力逐渐减小，当 pH=12.0 时，界面张力低至
–3
的反应时间为 8 h。 1.0×10 mN/m 数量级（而同样情况下仅加碱，界面
张力为 1.16 mN/m）。这是由于稠油中含有一定量的
表 7 反应时间对 AFOP-10 耐温耐盐性能的影响
Table 7 Effect of reaction time on the temperature 酸性组分，可与碱反应生成具有表面活性的石油酸
resistance and salt tolerance of AFOP-10 盐，其与降黏剂对稠油的乳化有协同作用。但是当
t/h Φ/% S/% pH 过高时，界面张力反而升高，稠油甚至不能被乳
4 97.65 67.54 化。其原因可能是在高碱浓度下，体系中的离子强
6 98.43 51.77 度增加，由于磺酸基阴离子头的静电斥力，界面吸
8 98.71 42.94 附膜的界面压低，界面张力升高，因此 pH 值不宜
10 98.68 64.31 过大。且加碱量过多会对地层造成一定程度的损害，
12 98.17 64.50 同时考虑到原油的后处理问题，碱剂加量应尽可能
15 97.84 69.89
少。基于此，在本文的探究实验中，调节降黏剂溶

2.3 应用性能 液 pH 值为 9.0。

2.3.1 质量浓度对乳化降黏效果的影响
对不同质量浓度的 AFOP-10 溶液进行耐温耐盐
性实验，结果如图 3 所示，当降黏剂浓度较低时，
老化后样品的乳化效果较差甚至没有乳化效果；当
乳化降黏剂质量浓度达到 10 g/L 时，降黏率达到
98%，且降黏率和乳状液稳定性都随着乳化降黏剂
质量浓度的继续增加而保持稳定。这可能是因为当
乳化降黏剂质量浓度太小时，难以形成以水为连续
相的 O/W 乳液体系，随着乳化降黏剂质量浓度的增

加，会形成大量的 O/W 乳状液，使体系黏度急剧下
降；但随着乳化降黏剂溶液质量浓度的进一步增加， 图 4 不同 pH 条件下降黏剂的降黏率及界面张力
Fig. 4 Interfacial tension and viscosity reduction rate of
体系变得稳定并且整个体系仍然以连续的水相为 AFOP-10 at different pH values
主，从而使稠油乳状液黏度变化很小 [22] ，实际应用
2.3.3 对不同稠油的降黏效果
时配制乳化降黏剂的质量浓度在 10~12 g/L 之间即
以降黏率 及脱水率 为指标， 考察降黏剂
可满足稠油开采需求。
AFOP-10 对渤海油田不同油区的稠油在高温高盐下
的乳化性能，实验结果如表 8 所示。经高温高盐处
理后的 AFOP-10 仍能满足要求，即降黏率均高于
98.50%，乳状液稳 定性 好。由 此可 见，降 黏剂
AFOP-10 对渤海油田的油品具有良好的普适性。

表 8 AFOP-10 对不同稠油的降黏效果
Table 8 Viscosity reduction effect of AFOP-10 on different
heavy oil
稠油黏度
稠油 Φ/% S/%
/(mPa·s)
稠油 2-1 3500 98.63 65.00
图 3 质量浓度对耐温耐盐性能影响
Fig. 3 Effect of mass concentration of AFOP-10 on its 稠油 2-2 7650 98.70 28.25
temperature resistance and salt tolerance 稠油 27-2 3000 98.57 49.08

2.3.2 AFOP-10 与碱复配效果 2.4 乳化降黏机理
通常，仅使用单一乳化降黏剂很难获得超低界 表面活性剂降黏机理通常分为乳化降黏、破乳