Page 214 - 《精细化工》2022年第2期
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·418·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 39 卷

                 全球石油需求量日益增长，各国在保证常规油                          技发展有限公司；SVT20N 旋转滴界面张力仪，德
            田高效开发的同时，相继加大了对非常规油气的勘                             国 Eastern-Daraphy 公司；MCR301 型界面流变仪，
            探开发力度，这一形势也促进了中国页岩油的开发                             奥地利 Anton Paar 公司；Zeta 电位分析仪，美国
            利用。页岩油作为一种潜力巨大的化石燃料资源，                             Beckman Coulter 公司；FJ300-SH 型均质乳化机，上
                                            [1]
            对中国的能源安全具有重要的意义 。新疆吉木萨                             海达平仪器有限公司；Apex Ultra 型傅里叶变换离
            尔地区是中国重要的页岩油开发示范基地，而压裂                             子回旋共振质谱仪（FT-ICR MS），德国 Bruker
                                                      [2]
            是吉木萨尔页岩油最重要的提质增产工艺技术 。                             公司。
                 吉木萨尔页岩油是一种非常规油藏，储层温度                          1.2   原油族组分分析
            80  ℃左右，压裂液采用胍胶压裂液和聚合物滑溜水                              参照 SY/T 5119—2016，采用棒状薄层色谱仪
            压裂液。胍胶压裂液是一种需要交联的凝胶压裂液                             对原油样品进行 4 组分含量分析。
            体系。聚合物滑溜水体系中，聚合物类的降阻剂是                             1.3   原油 3 组分分离
            体系的核心添加剂。压裂施工后，破胶后的压裂液                                 首先以正庚烷为沉淀剂，将脱水原油 100 g 与 3
            经储集层进入生产流程，采出液乳化严重、黏度较                             L 正庚烷进行充分混合，常温下放置 48 h。采用布
            大、脱水困难，常以油包水（W/O）乳状液形式存在，                          氏漏斗将混合液进行抽滤，并用正庚烷进行多次洗
            影响油水分离过程         [3-4] ，而生产过程中的循环注入又               涤，将沉淀物放入真空干燥箱中干燥至恒重，得到
            会加剧采出液的乳化，严重影响页岩油开发。影响                             沥青质组分；滤液采用硅胶、甲苯和乙醇混合物将
            原油乳化的主要原因与原油性质、压裂液性质及剪                             胶质组分、饱芳混合物依次分离               [16] 。
            切条件等因素有关。原油性质不同以及原油中 4 组                           1.4   压裂液的制备
            分对乳状液的稳定性影响各不相同，通常胶质和沥                             1.4.1   胍胶压裂液破胶液的制备
            青质含有大量界面活性物质，对乳化起到了主导作                                 根据现场的配方，取 500 mL 去离子水，搅拌
            用 [5-9] 。压后返排液中含有的大量残余羟丙基胍胶颗                       条件下依次加入质量分数 0.35%胍胶、0.30%助排
            粒、表面活性剂、交联剂、破胶剂和无机盐等，均                             剂、0.30%防乳化剂、0.02% NaOH、0.30%交联剂和
            是良好的界面活性物质，对乳状液稳定性有较大影                             0.01%破胶剂，使其完全溶解，当黏度明显升高后缓
            响 [10-13] 。油水混合物在生产中的流动提供了剪切条                      慢搅拌，边搅拌边挑起观察凝胶状态。将制备好的
            件，为乳化提供能量，使采出液更易乳化                   [14] 。此外，     压裂液密封放入 80  ℃恒温水浴中 90 min，使其破
            温度、水的酸碱度也会影响乳状液稳定性                   [15] 。目前，     胶后取出置于室温下备用。
            对常规油田的乳化现象研究较多，而对压裂生产的                             1.4.2   聚合物滑溜水压裂液的制备
            非常规油田乳化现象仍未形成清晰的认识。                                    根据现场的配方，取 500 mL 去离子水，在搅
                 因此，明晰乳状液稳定性影响因素是解决吉木                          拌条件下依次加入质量分数 0.10%聚合物、0.30%助
            萨尔原油乳化严重问题的关键。本文分析原油组成、                            排剂、0.30%防乳化剂和 0.01%破胶剂，充分搅拌压
            压裂液组分、剪切条件及油水界面性质等方面对乳                             裂液溶液，将制备好的压裂液密封放入 80  ℃恒温
            状液稳定性的影响，分离表征界面活性物质，探究                             水浴中 90 min，使其破胶后取出置于室温下备用。
            造成吉木萨尔页岩油乳化的主要原因，提出解决乳                             1.5   原油乳状液制备及分水率测定
            化增黏的对策。                                                将原油分别与不同水溶液按照油水体积比 1∶1

                                                               配制乳状液，采用均质乳化机在一定剪切速率和剪
            1    实验部分
                                                               切时间下制备乳状液。将制备的乳状液放入 25 mL
            1.1   试剂与仪器                                        具塞试管中，置于 80  ℃恒温水浴中，记录不同时
                 J10022-H 原油、胍胶、助排剂、防乳化剂、交                     刻下乳状液析出水的体积，分水率按式（1）计算：
            联剂、破胶剂、NaOH、聚合物，新疆吉木萨尔油田；                                           f  /%   V t    100    （1）
            煤油（经硅胶活化吸附）、甲苯、正庚烷，AR，北                                              V     V 2
            京虹湖联合化工产品有限公司；乙醇、浓盐酸（质                             式中：f V 为分水率，%；V t 为某时刻下析出水的体
            量分数 38%），AR，北京鑫葆海商贸有限公司；硅                          积，mL；V 2 为乳状液总含水体积，mL。
            胶（100~200 目），青岛恒泽硅胶制品有限公司；                         1.6   油水界面张力测定
            JN-1 降黏剂（阴、非离子表面活性剂）、去离子水，                             参照 SY/T 5370—2018，采用旋转滴界面张力
            自制。                                                仪，设定转速 6000 r/min，在 30  ℃下测定不同水溶
                 CG-CF10 型棒状薄层色谱仪，中国长沙川戈科                      液对吉木萨尔原油和去离子水之间的界面张力。
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