Page 215 - 《精细化工》2022年第2期

第 2 期 郑 苗，等: 吉木萨尔页岩油乳化原因及对策 ·419·

1.7 油水界面剪切黏度测定 定油水界面张力和界面剪切黏度，结果如图 1 所示。
采用界面流变仪，使用双锥形几何体转子，设
–1
定剪切速率 r=0.1~10.0 s ，在 30 ℃下测定吉木萨
尔原油与不同水溶液之间的界面剪切黏度 [17] 。
1.8 Zeta 电位的测定
以原油为油相，去离子水、聚合物滑溜水压裂
液和胍胶压裂液破胶液为水相，在 100 mL 烧杯中加
入 40 g 水相，2 g 油相，用均质机在 6000 r/min 下
乳化 3 min，静置 30 min 后，取下层乳状液测定其
Zeta 电位。
1.9 含水率与原油乳状液黏度的测定
参照 GB/T 10247—2008，将原油与去离子水配
制成含水率（质量分数）分别为 30%、40%、50%、
60%、70%的原油乳状液，采用电动搅拌器在恒定温
–1
度和搅拌速率（7.2 s ）下剪切 15 min，取适量乳状
液装入界面流变仪的转筒中，选择转子 CC24Ti 测
定在 30、50、70 ℃时的黏度，绘制黏温曲线。
1.10 醇碱萃取
称取原油 100 g 于具塞三角瓶中，加入 200 mL
正己烷稀释。然后加入 150 mL 质量分数 2.0%的
NaOH 乙醇水溶液（醇水体积比为 7∶3）。在 35 ℃
下搅拌 48 h，静置分层，分离出下层的醇碱溶液。
上层油样再用醇碱溶液萃取，共萃取 10 次，使上层
油样中的酸性组分尽量萃取完全，合并各次萃取的
醇碱溶液。将此醇碱溶液置于分液漏斗中，用石油
醚反萃取 5 次，使醇碱溶液中的油溶解至石油醚层，
直至石油醚层为无色 [16] 。将所得除油后的醇碱溶液
经旋转蒸发仪浓缩至 400 mL。在冰浴中用盐酸将醇

碱浓缩溶液调至 pH 为 2~3。常温下每次用 CH 2 Cl 2

多次萃取此醇碱溶液中石油酸，直至 CH 2 Cl 2 层为无
图 1 原油组分对乳状液稳定性（a）、油水界面张力（b）
色。水洗 CH 2 Cl 2 层至中性，洗去多余的无机酸。用 和界面剪切黏度（c）的影响
旋转蒸发仪除去大部分 CH 2 Cl 2 ，再在 60 ℃真空烘 Fig. 1 Effects of components of crude oil on emulsion
箱中烘干至恒重，残余物即为醇碱萃取酸组分 [17] 。 stability (a), oil-water interfacial tension (b) and
interfacial shear viscosity (c)

2 结果与讨论
由图 1a 可知，分离组分模拟油形成的乳状液稳
定性由强到弱顺序为：沥青质>胶质>饱芳混合物。
2.1 原油组分对原油乳状液稳定性的影响
测定原油 4 组分的质量分数，结果见表 1。 这是因为，原油中的界面活性组分 [18-19] 主要集中在
胶质、沥青质。界面活性组分吸附在油水界面，减

表 1 原油组分质量分数 弱了乳状液中油滴碰撞机会，提高了稳定性。由图
Table 1 Component mass fraction of crude oil
1b 可知，饱芳混合物、胶质和沥青质模拟油与去离
质量分数/%
子水的界面张力由小到大顺序为：沥青质<胶质<饱
饱和分 芳香分 胶质 沥青质
芳混合物。沥青质模拟油形成乳状液的界面张力最
38.87 19.61 40.24 1.28
低，表明原油中沥青质的界面活性最强，饱芳混合
分别以原油的饱和分与芳香分混合物（后文简 物的界面活性最弱。由图 1c 可知，在剪切速率为
–1
写为饱芳混合物）、胶质、沥青质为溶质，配制成 10.0 s 时，沥青质、胶质及饱芳混合物界面剪切黏

质量分数 10%的模拟油。以去离子水为水相，按照 度大小分别为：1.411 、0.962、0.317 mN·s/m，原油
油水体积比 5∶5 混合测定油水乳化性质，再分别测 分离组分模拟油与水相的界面剪切黏度由大到小的