原油乳状液的生成与性质
原油中乳化液的形成及机理概述
– 固体物质，粘土细粉、高熔点的石油蜡等 – 分散在原油中的沥青质、胶质 – 溶解在原油中的物质环烷酸等 – 溶解于水中的物质，如某些盐类和某些高极性的表面活性物质
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e.如何防止乳化液的形成及破乳
控制油井出水，采取分层开采、封堵水层、合理注水等 措施来减少油井出水； 控制油流搅拌，如提高油田地面集输系统和分离器的压 力，减少油嘴前后压差；尽量简化油气集输流程； 减少弯头、三通、阀件等局部阻力及泵的数量； 加热或破乳剂的使用，以降低油水界面膜的机械强度； 将乳化液经高压或交流或直流电场处理。
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a. 乳化
乳化液是由两种互不相溶的流体形成的混合物，其中的一相以细小的液滴分散于另一相。
b. 形成乳化的条件
两种互不相溶的流体——原油和水在剧烈的搅拌下，其中的一相以细小的液滴分散于另 一相在乳化剂的作用下，形成的比较稳定的混合物。
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c. 乳化液类型
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d. 辨别乳化液类型的简单方法
? 染色法：往乳化液中加入少量只溶于油而不溶于水的 染料，轻轻搅动，若整个乳化液呈现染料的颜色，则 外相是由，即该乳化液是W/O型；若只有分散液滴呈 现染料的颜色，则说明分散相是油，该乳化液是O/W 型。 ? 冲淡法：将两滴乳化液分别放在玻璃板上，取形成此 乳化液的两种液体（油和水），分别滴在两滴乳化液 中，轻轻搅拌，易于和油混合者即为W/O型；易于和 水混合者即为O/W型； ? 电导法：导电性好的为O/W型，差的就是W/O型； ? 滤纸润湿法：将乳化液滴在滤纸上，若液体能迅速铺 开，在滤纸上只留下一小滴油，则为O/W型乳化液； 若铺不开，则为W/O型乳化液。
乳化液的形成与机理
石油乳状液简介
石油乳状液简介
乳状液是一种液体在另一种不相混溶的液体中的分散体系。
在石油工业中，乳状液有着广泛的用途。
以下是有关石油乳状液的详细信息：
形成：原油乳状液主要来源于两方面。
一方面，在原油开采过程中，油、气、水经过泵的搅动，会发生乳化现象，形成乳状液。
另一方面，采油废水中的乳状液也是来源之一。
种类：油包水是其中一种类型，其中油为连续相或称外相，水以分散相的形式被包于油中。
工业应用：在石油工业中，乳状液的应用十分广泛。
例如，钻井中使用的乳化泥浆可以提高泥浆的润滑性，减少磨擦阻力，避免大量的水向地层渗透，起到保护油层的作用。
在稠油开采中，向稠油体系中加入乳化剂，形成水包油乳状液，粘度降低，增大了驱替速度，提高了采收率。
提高采收率：在三次采油中，将化学剂如碱、酸、表面活性剂、聚合物等注入地下油层。
这些化学剂与地层中原油相遇时，在一定条件下会发生不同程度的乳化，形成各种类型的乳状液。
这些乳状液与水或地层中的原油的性质明显不同，有着特殊的流变性质。
这些性质促使二次采油中形成的残余油可再次活跃起来，成为可动油，从而提高采收率。
此外，关于石油乳状液的形成和分类的更多信息可以在石油科学和技术文献中找到。
如果您正在进行与此相关的研究或工作，强烈建议您查阅相关文献和资料以获取更全面和准确的信息。
WO型原油乳状液流变性质
三、W/O 型原油乳状液的流变性1、原油乳状液的流型及转相稀乳状液通常表现出牛顿流体特性，但随着内相体积浓度φ的增加，乳状液由牛顿流体变成非牛顿流体，表观粘度几乎呈指数规律增大（φ小于临界转相浓度），图1－1给出了乳状液相对粘度随分散相体积浓度的变化关系。
可见，内相浓度对流变性的影响可分为三个区：Ⅰ区为低内相体积浓度范围，乳状液呈牛顿流体；Ⅱ区为中等浓度范围，乳状液呈非牛顿流体，随φ增大最初为假塑性流体，在浓度较高时表现出塑性流体性质，当φ接近临界转相浓度 ，且在低剪切应力作用下，乳状液表现出粘弹性；Ⅲ区乳状液转相，一般为牛顿流体。
另外，对W/O 型原油乳状液的研究发现，随含水率φ增大，乳状液凝点升高，屈服值增大。
图4－34给出了某含蜡原油的W/O 型乳状液在纯原油凝点温度33℃下的屈服值随体积含水率的变化曲线，在该例子中，乳状液的屈服值随含水率的增加几乎是呈线性规律增大。
图1－1 乳状液相对粘随分散相浓度的变化曲线图1－2 某含蜡原油的W/O 型乳状液的屈服值随含水率的变化曲线2、影响乳状液流变性的因素油井采出液大多为W/O 型乳状液，且不含有专用的人工乳化剂。
从工程实际应用讲，乳状液表观粘度是管输工艺计算的最重要指标之一。
因此，对乳状液流变性的研究往往把其表观粘度作为最重要的评价指标。
影响乳状液流变性的主要因素有：（1）内相浓度随内相体积浓度增大，分散相颗粒相互作用增强，导致乳状液表观粘度增大，非牛顿性增强。
很稀的乳状液(φ<0.02)常常呈牛顿流特性，常用Einstein 公式表示其粘度与内相浓度的关系：）＋（＝φμμk 10式中： μ ---乳状液的粘度，φ---内相体积分数，0μ —外相粘度，k---常数 2.5 尽管有关乳状液表观粘度的公式很多，但实际计算中用得较多的是Richardson 公式：）（＝φμμk ex p 02）连续相粘度几乎所有有关乳状液表观粘度的理论或经验公式中，均把外相粘度当作决定乳状液粘度的最重要因素，多数公式表明乳状液粘度与外相粘度成正比。
原油破乳剂原理
原油破乳剂原理一、引言原油破乳剂是石油开采和炼油过程中常用的一种化学剂，用于破乳原油中的乳状液体，以便更好地分离油水两相和提高石油的品质。
本文将介绍原油破乳剂的原理及其在油田开发中的应用。
二、原油破乳剂的原理原油中的乳状液体是由水和油形成的胶体体系，其中水分散在油中形成小液滴。
原油破乳剂的作用是通过改变乳状液体的表面性质，使水和油相互分离，从而加快石油分离过程。
原油破乳剂的主要成分是表面活性剂，它能够在水和油的界面处形成一层薄膜，降低乳状液体的表面张力，使水和油能够更好地分离。
表面活性剂分为阳离子、阴离子和非离子三种类型，不同类型的表面活性剂适用于不同种类的原油。
在原油中添加表面活性剂后，它会吸附在水油界面处，形成一个类似于胶束的结构。
这种结构能够将分散的水液滴包裹在内部，形成稳定的乳状液体。
当添加原油破乳剂时，表面活性剂会破坏这种结构，使水液滴相互融合，从而分离出水相和油相。
三、原油破乳剂的应用1. 油田开采在油田开采过程中，原油破乳剂可以帮助分离原油中的水相和油相。
油井中的油水乳状液体会降低油井的产能，影响油田的开发效果。
通过添加原油破乳剂，可以破坏乳状液体的结构，使水和油相分离，提高油井的产能。
2. 炼油过程在炼油过程中，原油破乳剂可以帮助分离原油中的水相和油相，减少残留水分对炼油设备的腐蚀，提高炼油产品的品质。
同时，原油破乳剂还可以降低炼油过程中的能耗，提高炼油的经济效益。
3. 环境保护原油中的水相含有大量的盐分和有机物，对环境造成污染。
通过使用原油破乳剂，可以有效地分离水相和油相，减少水相的排放，降低环境污染。
四、总结原油破乳剂通过改变原油中乳状液体的表面性质，使水和油相互分离，提高石油的品质和开采效果。
它在油田开采和炼油过程中起到了重要的作用，并对环境保护起到了积极的推动作用。
随着科技的不断进步，原油破乳剂将会在石油工业中发挥更大的作用。
第七章 原油乳状液及化学破乳剂
定的乳状液，液珠表面带正电。
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乳 状 液 的 稳 定 性 理 论
固体的稳定作用
某些固体粉末也可作为乳化剂。固体粉 末只有存在于油–水界面上时才能起到乳化 剂的作用。这与水和油对固体粉末能否润湿 有关。只有当它既能被水也能被油润湿时才 能停留在油-水界面上，润湿的理论规律可 以用Young方程来表达。
当接触角θ<90°时，固体粉末大部分被水润湿，则易形成 O/W型乳状液；当θ>90º时，固体粉末大部分被油润湿，则形 成W/O型乳状液；当θ=90º时，形成不稳定的乳状液。
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乳 状 液 的 稳 定 性 理 论
所谓稳定，是指所配制的乳状液 在一定条件下，不破坏、不改变类型。 根据乳化剂的作用，乳状液的形成、 稳定原因可归纳为以下几个方面： ►界面张力的降低； ►界面膜的形成； ►扩散双电层的建立； ►固体的润湿吸附作用等。
乳 状 液 的 稳 定 性 理 论
扩散双电层
胶体质点上的电荷可以有三个来源，即 电离、吸附和摩擦接触。在乳状液中，电离 和吸附是同时发生的，二者的区别常常很不 明显。对于离子型表面活性剂(如阴离子型 的RCOONa)在O/W型的乳状液中，可设想 伸入水相的羧基“头”有一部分电离，则组 成液珠界面的基团是―COO―，使液珠带 负电，正电离子(Na+)部分在其周围，形成 双电层(图7–5)。同理，用阳离子活性剂稳
HLB值范围及其应用 HLB值 3~6 7~9 8~18 13~15 15~18 应用 W/O乳化剂 润湿剂 O/W乳化剂 洗涤剂 加溶剂
原油中乳化液的形成及机理概述
– 固体物质，粘土细粉、高熔点的石油蜡等 – 分散在原油中的沥青质、胶质 – 溶解在原油中的物质环烷酸等 – 溶解于水中的物质，如某些盐类和某些高极性的表面活性物质
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e.如何防止乳化液的形成及破乳
控制油井出水，采取分层开采、封堵水层、合理注水等 措施来减少油井出水； 控制油流搅拌，如提高油田地面集输系统和分离器的压 力，减少油嘴前后压差；尽量简化油气集输流程； 减少弯头、三通、阀件等局部阻力及泵的数量； 加热或破乳剂的使用，以降低油水界面膜的机械强度； 将乳化液经高压或交流或直流电场处理。
原油处理使用化学药剂的作用是稳定生产工况及防止腐 蚀，提高原油脱水、脱气的效果，保证原油处理合格。
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a. 乳化
乳化液是由两种互不相溶的流体形成的混合物，其中的一相以细小的液滴分散于另一相。
b. 形成乳化的条件
两种互不相溶的流体——原油和水在剧烈的搅合物。
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c. 乳化液类型
4
d. 辨别乳化液类型的简单方法
? 染色法：往乳化液中加入少量只溶于油而不溶于水的 染料，轻轻搅动，若整个乳化液呈现染料的颜色，则 外相是由，即该乳化液是W/O型；若只有分散液滴呈 现染料的颜色，则说明分散相是油，该乳化液是O/W 型。 ? 冲淡法：将两滴乳化液分别放在玻璃板上，取形成此 乳化液的两种液体（油和水），分别滴在两滴乳化液 中，轻轻搅拌，易于和油混合者即为W/O型；易于和 水混合者即为O/W型； ? 电导法：导电性好的为O/W型，差的就是W/O型； ? 滤纸润湿法：将乳化液滴在滤纸上，若液体能迅速铺 开，在滤纸上只留下一小滴油，则为O/W型乳化液； 若铺不开，则为W/O型乳化液。
促使生成乳状液及稳定乳状液的物质固体物质粘土细粉高熔点的石油蜡等分散在原油中的沥青质胶质溶解在原油中的物质环烷酸等溶解于水中的物质如某些盐类和某些高极性的表面活性物质
石油乳状液__概述说明以及解释
石油乳状液概述说明以及解释1. 引言1.1 概述石油乳状液是由石油和水相混合形成的一种复杂流体体系。
在许多工业生产过程中，石油乳状液经常出现，并对生产操作和产品质量产生重要影响。
理解和控制石油乳状液的性质与行为对于改善生产效率、优化产品品质以及确保工业系统的安全运行至关重要。
1.2 文章结构本文将分为五个部分来探讨石油乳状液的概述、特点、形成机制与成分分析，以及其在工业生产中的应用与所面临的挑战。
具体结构如下：1) 引言：简要介绍文章的主题和目标。
2) 石油乳状液的定义和特点：阐述石油乳状液的定义，描述其主要特点以及对应用领域的重要性。
3) 石油乳状液的形成机制与成分分析：解释形成机制概述，详细讨论主要成分，并提供影响因素和控制方法。
4) 石油乳状液在工业生产中的应用与挑战：综述石油乳状液在不同工业领域的应用，并介绍实际案例。
同时，探讨该复杂流体体系所面临的挑战，并提出解决途径。
5) 结论与展望：总结文章的主要观点和结论，并对未来发展进行展望，提出建议。
1.3 目的本文旨在全面了解和解释石油乳状液的性质、特点以及其在工业生产中的应用。
通过深入研究和分析，希望能够为相关领域的从业者提供有价值的理论指导和实践指南，帮助他们更好地理解和应对石油乳状液相关问题。
此外，本文也将探讨可能的未来发展方向，并提出一些合理可行的建议，以推动该领域的进一步发展和创新。
2. 石油乳状液的定义和特点：2.1 定义：石油乳状液是由石油及其相关物质与水通过机械、化学或电化学等方法形成的一个稳定的混合体。
它通常由水相分散于油相中形成，外观呈现乳白色或浑浊状态。
石油乳状液可以在自然界中形成，也可通过工业生产获得。
2.2 特点：（1）微观性质：石油乳状液是一种多相体系，主要由水分散相和石油连续相组成。
根据不同的形成机制和应用领域，其中还可能包含气泡、胶体颗粒等各种微观组分。
（2）稳定性：石油乳状液通常具有较好的物理和化学稳定性。
原油乳状液及化学破乳剂
原油乳状液及化学破乳剂7.1乳状液的基本知识 (2)7.1.1乳状液的基本概念 (2)7.1.2乳状液的性质 (6)7.1.3乳状液的稳定性理论 (8)7.2原油乳状液及其性质 (10)7.2.1原油乳状液的生成及危害 (10)7.2.2原油乳状液的性质 (14)7.2.3影响原油乳状液稳定性的因素 (16)7.3乳状液在油井施工中的应用 (16)7.3.1乳化钻井完井液 (17)7.3.2乳化酸 (17)7.3.3乳化压裂液 (18)7.3.4稠油乳化降粘开采 (18)7.3.5微乳液的应用 (18)7.4原油脱水方法和原理 (19)7.4.1沉降分离 (20)7.4.2电脱水法 (21)7.4.3润湿聚结脱水法 (22)7.4.4化学破乳法 (22)7.5原油破乳剂及其评价方法 (23)7.5.1原油破乳剂发展简况 (23)7.5.2原油破乳剂的分类 (24)7.5.3常用的W/O型原油破乳剂 (25)7.5.4常见的O/W型原油乳状液破乳剂 (30)7.5.5破乳剂的评价指标 (32)7.6原油破乳剂的协同效应 (34)7.6.1破如剂的基本特性 (34)7.6.2破乳剂的复配方式及性能 (34)7.6.3破乳剂复配使用的原则 (36)7.7原油破乳剂作用机理 (37)7.7.1破乳过程 (37)7.7.2几类常用原油破乳剂的作用机理 (39)7.7.3破乳机理研究进展 (41)7.7.4破乳剂的选择 (43)参考文献 (45)世界各地的油田，几乎都要经历含水开发期，特别是采油速度快和采用注水进行强化开采的油田，其无水采油期短，油井见水早，原油含水率增长速度快。
例如美国约有80%的原油含水。
我国1983年以前，开发油田144个，综合含水达63.8%；1990年，全国油田原油含水达78%。
但当原油含水率达50%~70%时，增长速度减慢，甚至较长时间地稳定下来。
此时原油仍然稳定高产，油田的大部分储量在这一阶段被采出。
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原油中含水，且油、水两相互不相溶； 原在开采和集输过程中有强烈的搅拌作用。
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原油中含有某些天然乳化剂。如沥青质、胶质、 粘土、砂粒等，多数具有亲油憎水性质，因而一 般生成稳定的W/O型乳状液。
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二、原油乳状液生成机理
2. 原油乳状液的类型:
除油田开采的高含水期外，世界上各油田所遇到 的油水乳状液绝大多数属于W/O型乳状液（因为 如沥青质、胶质、粘土、砂粒等 多数具有亲油憎水性质，因而一 般生成稳定的W/O型乳状液）， 其内相水滴的直径一般在0.1微米 以上，在普通显微镜下可观察到 内相液滴的存在。
乳状液不稳定的表现
沉降 •指由于油相和水相的密度不同，在重力作用下将上浮 或下沉； •沉降的结果是乳状液分成了上下两层浓度不等的乳状 液； •使乳状液的均匀性遭到破坏，但乳状液并未真正破坏。 絮凝（也称聚集） •指乳状液的液珠聚集成团； •在形成的絮团中，原来的液珠仍然存在； •絮凝是可逆的，搅动可使絮团重新分散； •絮凝是由液珠间的范德华引力造成的； •液珠带电后产生的双电层斥力对聚集起阻碍作用。因 此，加入电解质可以改变乳状液的聚集速度。
一、乳状液及其类型
鉴别乳状液类型的方法
1、染料法 选择一种只溶于油相而不溶于水相的染料，取少量加入乳状液中摇 荡之。 ������ 若整个乳状液均被染色，则油相是外相； ������ 若只是液珠呈染料之色，油便是内相。 鉴别常为黑色的原油有一定的困难。 2、稀释法（冲淡法） 取一水滴或油滴与乳状液相接触，易于和乳状液掺和者既是外相。 3、电导法 多数油相都是不良导体，而水相是良导体，故测定乳状液的电导可 以判断何者是连续相。 4、显微观察法 由于原油和水的透光性不同，可用显微镜判断乳状液的类型，在显微 镜下，水是透明的，油是黑色的。
结束
二、原油乳状液生成机理
3.原油乳状液的生成 当油、水混合物沿油管从井底向上流动时，在 井底的不同深处，压力从下到上逐渐降低，溶解在 原油里的伴生气不断逸出，而且体积不断膨胀，油、 水搅拌越来越激烈，当油、水混合物通过油嘴的时 候，压力突降，流速剧增，原油碎散，大大增加了 原油乳化程度。 从井口到下游的流程中，油、水、气多呈气液 两相混合状态输送，在集输管线和设备里，油、水 的激烈搅动也会促使乳化。
原油乳状液的老化 原油乳状液随时间的推移变得逐渐稳定，乳状液的这 种性质称为乳状液的老化。在形成乳状液的初始阶段， 乳状液的老化十分显著，随后减弱，常常在一昼夜后 乳状液的稳定性较很少再增加。 导致原油乳状液老化的原因： •乳状液形成时间越长，由于原油轻组分挥发、氧化、 光解等作用，使乳化剂数量增加； •原油内存在的天然乳化剂也有足够时间运移至分散相 颗粒表面形成较厚的界面膜使乳状液稳定。
降，并发生转相（W/O型乳状液变为O/W 型或W/O/W型乳状液）。
三、原油乳状液的性质
������ 3、密度 ������原油含水、含盐后，其密度显著增大。
三、原油乳状液的性质
������ 4、电学性质 ������原油乳状液的电导率除取决于含水率和水颗 粒的分散度、在很大程度上还决定于水中的含 盐、含酸、含碱量。 ������乳状液的电导率随温度增高而增大。
原油乳状液的生成与性质
内容提要
乳状液及其类型 原油乳状液的生成机理
原油乳状液的性质
一、乳状液及其类型
乳状液是一种或几种液体以液珠形式分散在另一不相 混溶的液体之中构成的分散体系。 乳状液中被分散的一相称作分散相或内相，另一相被 称作分散介质或外相。显然，内相状液及其类型
根据内相与外相的性质，乳状液主要有两种类型： 一类是油分散在水(水是外相，油是内相)中，简称 水包油型乳状液，用O/W表示； 另一类是水分散在油(水是内相，油是外相)中，简 称油包水型乳状液，用W/O表示。
油包水型 （W/O）
O/W型
W/O型
水包油型 （O/W）
������
乳状液内相颗粒直径越小，分散度越高。
三、原油乳状液的性质
������ 2、粘度 影响乳状液粘度的因素： 外相粘度 外相粘度 乳状液的分散度 温度 内相体积浓度 原油粘度越大，生成 内相粒径越小、分散度越 温度升高乳状液粘度减小。 温度 W/O型乳状液的粘度越 高，粘度越大 乳状液的分散度（分散 大。 相粒径） 乳化剂及界面膜的性质 内相体积浓度 内相颗粒表面带电强度 含水率较低时，粘度随含水率的增加而缓 慢上升；含水率较高时，粘度迅速上升； 内相粘度 当含水率超过某一数值时，粘度又迅速下
一、乳状液及其类型
形成乳状液的必要条件 ① 形成的乳化液的两种液体不能混溶； ② 必须有足够的搅拌使一种液体以液滴的形式分 散到另一种液体之中； ③ 必须有乳化剂的存在。两个不相混溶的纯液体 （例如油和水）不能形成乳状液，必须要有乳 化剂起着稳定作用。
二、原油乳状液生成机理
1. 形成原油乳状液的主要因素：
二、原油乳状液生成机理
4.防止乳状液生成的措施： 采取措施使油井少出水，多出油（如合理注 水、封堵水层等措施）； 尽量减少搅拌条件（如减少不必要的弯头、闸 门，尽量简化流程，减少泵剪次数）； 尽量减少油、水相混的时间。
三、原油乳状液的性质
������ 1、分散度 ������分散相在连续相中的分散程度，常用内相颗 粒平均直径的倒数表示或比表面积（颗粒总表 面积和总体积的比值）表示。
三、原油乳状液的性质
乳状液不稳定的表现
凝并（也称聚结） •指聚集的絮团变成一个大液珠； •凝并是不可逆的； •凝并导致液珠数目的减少和乳状液的完全破坏即油水 分离。 絮凝是凝并的前奏，凝并是乳状液破坏的直接原因。 反相（也称变型） •指乳状液从O/W型变成W/O型，或者相反； •反相过程是乳状液中液滴的聚集和连续相分散的过程， 原来的连续相变成了分散相，而分散相则变成了连续相。 •引起反相的原因： 乳化剂类型的变更、相体积的改变、温度、增大剪切
三、原油乳状液的性质
������ 5、稳定性和老化
影响原油乳状液稳定性的因素
影响因素 分散度 因素变化 升高 稳定性 升高
粘度
乳化剂 内相颗粒 温度
升高
低分子有机物 高分子有机物
升高
低 高
固体
带极性相同的电荷 升高
高
高 下降
水的pH值
时间
升高
延长
下降
增强
三、原油乳状液的性质
������ 5、稳定性和老化
三、原油乳状液的性质
������ 5、稳定性和老化
乳状液的稳定性： 乳状液不被破坏，抗油水分层的能力。 从热力学观点看，原油乳状液属不稳定体系。 水滴仍有合并、减小油水界面，使系统界面能 降至最低的趋势，只是由于天然乳化剂构成的 界面膜有较高的机械强度阻止了水滴的合并沉 降。
三、原油乳状液的性质