原油中乳化液的形成及机理概述
乳化原油破乳剂综述
乳化原油破乳剂综述摘要:乳化原油是指以原油作分散介质或分散相的乳状液。
以原油作分散介质的乳状液叫W/O型乳化原油；以原油作分散相的乳状液叫O/W型乳化原油本文介绍了破乳剂的国内外现状，破乳剂的类型及破乳机理，综述了破乳剂的发展趋势以及今后的研究方向。
关键词:乳化原油;破乳剂;W/O型破乳剂;O/W型破乳剂;破乳机理1、引言随着3次采油（尤其是碱驱、表面活性剂驱）在油田的广泛使用，采出的乳化原油多是O/W乳化原油。
形成稳定乳状液的主要因素是原油中含有沥青质、胶质等天然表面活性剂物质，他们吸附在油-水界面上形成具有一定强度的界面膜。
由于乳化原油含水会增加泵、管线和储罐的负荷，引起金属表面腐蚀和结垢，因此乳化原油外输前，都要破乳，将水脱出。
破乳的方法[3]有电法、热法和化学法，这几种方法常常联合起来使用。
但是使用最多的是化学法。
化学破乳法需要的化学剂即破乳剂，目前我国油田年需破乳剂大约2万吨。
2、化学破乳剂由于乳状液有两种形态，因此发展了相应的破乳剂，W/O型破乳剂和O/W型破乳剂。
2.1 W/O乳化原油破乳剂（1）第一代破乳剂羧酸盐型，如：环烷酸盐脂肪酸盐硫酸酯盐型，如：烷基硫酸酯盐磺酸盐型，如：烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、丁二酸二烷基酯磺酸盐；（2）第二代破乳剂OP型，平平加型，土温型；（3）第三代破乳剂这代破乳剂一般由引发剂（如丙二醇、丙三醇、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、酚醛树脂、酚胺树脂等）和环氧化合物（如环氧乙烷、环氧丙烷等）组成。
有些还有扩链剂（如二异氰酸酯、二元羧酸等）和封尾剂（如松香酸、羧酸、硫酸等）。
此外，第三代破乳剂[4]还包括一些高分子非离子-阳离子型两性表面活性剂，如聚氧乙烯聚氧丙烯丙二醇醚与二[聚氧乙烯基]二烷基氯化铵的二元羧酸扩链产物和含氧烷基化季铵基硅氧烷。
2.2 W/O乳化原油破乳剂破乳机理破乳过程的实质[5]是破乳剂分子渗入并粘附在乳化液滴的界面上取代天然乳化剂并破坏表面膜，将膜内包复的水释放出来，水滴互相聚结形成大水滴并沉降到底部，油水两相发生分离。
乳化原油的破乳
与乳化剂反应（阳离子型表面活性剂），
形成不牢固吸附膜（有分支结构的阴离子表面 活性剂）
抵消作用（油溶性表面活性剂）
3．水包油乳化原油破乳剂的破乳机理
➢聚合物：
通过桥接机理起破乳作用
➢复配使用：
低分子醇与盐复配使用 石油磺酸盐与盐复配使用 季铵盐型表面活性剂 醇与盐的复配使用
乳化原油的破乳
前言
原油中含有各种表面活性物质如环烷 酸、脂肪酸、胶质、沥青质等，增产措施、 提高原油采收率注入地层表面活性剂、聚 合物等，它们可吸附在油水界面或气液表 面，对液珠和气泡有稳定作用，由此产生 原油乳化和起泡沫问题。
一、乳化原油的类型
1．油包水乳化原油（W/O）
以原油作分散介质，以水作分散相的乳化原油。
使垂直电力线方向的界面保护作用削弱，导致水 珠沿垂直电力线方向聚并，引起破乳。
（3）化学法
用破乳剂破坏油包水乳化原油的方法。
2．油包水乳化原油的破乳剂
➢ 低分子破乳剂：
脂肪酸盐、烷基硫酸酯盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸 盐、OP型表面活性剂、平平加型表面活性剂和吐温 型表面活性剂
➢ 高分子破乳剂：
一次采油和二次采油采出的乳化原油多是油包水乳化原 油。
稳定这类乳化原油的乳化剂主要是原油中的活性石油酸 （如环烷酸、沥青质酸等）和油湿性固体颗粒（如蜡颗 粒、沥青质颗粒等）。
2、水包油乳化原油（O/W）
以水作分散介质，以原油作分散相的乳化原油。
三次采油（尤其是碱驱、表面活性剂驱）采出的乳化原 油多是水包油乳化原油。
稳定这类乳化原油的乳化剂是活性石油酸的碱金属盐， 水溶性表面活性剂或水湿性固体颗粒（如粘土颗粒等）
W/O/W、O/W/O
二、油包水乳化原油的破乳
原油乳状液综述
在恒温恒压下，物系有自动向
自由能减小方向进行的趋势；
油水形成乳状液时，接触界面和界面能都很大，分散相液 滴会自发地合并，缩小界面面积使界面能趋向最低。
2. 乳化剂
乳化剂：使乳状液稳定的物质 作用：吸附在油－水界面上，形成吸附层。 （1）使油水界面的界面张力下降，减少了剪切水相变为小 水滴所需的能量，也减小了使水滴聚结、合并的表面能； （2）若吸附层具有凝胶状弹性结构，在分散相液滴周围形 成坚固、有韧性的膜，阻止水滴碰撞中的聚结、合并、沉降 （3）若乳化剂为极性分子，排列在水滴界面上形成电荷， 使水滴相互排斥，阻止水滴合并沉降。 （4）固体粉末聚集在油水界面上构成坚固而稳定的薄膜， 阻碍分散相颗粒碰撞时的合并，是乳状液稳定的又一机理。
国际上
0.1％～3.0％，多数为0.2％
原油允许含水量与原油密度有关：密度大脱水难度高的原 油，允许水含量略高。 含盐量的要求：我国绝大部分油田原油含盐量不高，商品
原油含盐量无明确要求，一般不进行专门的脱盐处理。
概 述
（2）原油含水增大了原油密度使原油售价降低，不利于卖方。
（3）从井口到矿场油库，原油在收集、矿场加工、储存过程中， 不时需要加热升温，原油含水增大了燃料消耗、占用了部分焦 油、加热、加工资源，增加了原油生产成本。因而，应尽早与 原油分离。
油嘴装在井底
对于深井泵采油：
防止抽油机固定阀、游动阀、柱塞漏泄产生激烈搅动。 选择较大尺寸的固定阀和游动阀、并用气锚（使气体进入 油套环空内的装置），避免气体进入泵筒内。 提高深井泵容积效率。 往油井油套环空内注入破乳剂，能有效地阻止原油在井内 乳化，还能使油井增产。 对于地面集输管网 集输过程促成乳状液生成的因素：多相混输管路、离心泵， 弯头、三通、阀件等对混合物产生的搅拌。
几类常用原油破乳剂的作用机理
几类常用原油破乳剂的作用机理荐661常治辉原创 | 2010/3/13 18:19 | 投票关键字：原油破乳剂、相破乳机理早期使用的破乳剂一般是亲水性强的阴离子型表面活性剂，因此早期的破乳机理认为，破乳作用的第一步是破乳剂在热能和机械能作用下与油水界面膜相接触，排替原油界面膜内的天然活性物质，形成新的油水界面膜。
这种新的油水界面膜亲水性强，牢固性差，因此油包水型乳状液便能反相变型成为水包油型乳状液。
外相的水相互聚结，当达到一定体积后，因油水密度差异，从油相中沉降出来。
Salager用表面活性剂亲合力差值SAD(Surfactant affinity–difference)定量地表示阴离子破乳剂的反相点：SAD将所有影响破乳剂的诸因素归纳在一起，当SAD=0时，乳状液的稳定性最低，最容易反相破乳。
2、絮凝–聚结破乳机理在非离子型破乳剂问世后，由于其相对分子质量远大于阴离子破乳剂，因此，出现了絮凝-聚结破乳理论。
这种机理并没有完全否定反相排替破乳机理，而是认为：在热能和机械能的作用下，即在加热和搅拌下相对分子质量较大的破乳剂分散在原油乳状液中，引起细小的液珠絮凝，使分散相中的液珠集合成松散的团粒。
在团粒内各细小液珠依然存在，这种絮凝过程是可逆的。
随后的聚结过程是将这些松散的团粒不可逆地集合成一个大液滴，导致乳状液珠数目减少。
当液滴长大到一定直径后，因油水密度差异，沉降分离。
对于非离子型破乳剂，SAD定义为：研究表明：在低温下，非离子型原油破乳剂中环氧乙烷链段以弯曲形式掉入水相，环氧丙烷链段以多点吸附形式吸附在油水界面上。
在高温下，环氧乙烷链段从水相向油水界面转移，而环氧丙烷链段则脱离界面进入油相。
分子所占面积越大，则置换原吸附在油–水界面上的乳化剂分子越多，破乳效果越好。
一般来说，低温时，EO含量越高，则伸向水相部分越多；环氧丙烷含量越高，则PO链段与油水界面接触的点数越多，因而分子在油–水界面上所占的面积越大。
油田化学药剂-破乳剂
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破乳剂的筛选方法
A 原油组成与水清、油净的 关系
B 化学破乳剂合成段数与水 清、油净的关系
C 引发剂结构与脱水能力的 关系
D 合成物分子量与脱水效果 的关系
E HLB值(亲油亲水平衡值) 与破乳性能的关系
单位名称－序号
25
破乳剂的筛选方法
单位名称－序号
26
典型破乳剂案例
酸化原油乳化稳定机理和脱水困难原因分析
单Re位su名lts称a－fte序r 5号minutes of settling with inhibitor
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典型破乳剂案例
多元热流体返出液处理
—— 渤海稠油油藏（QHD32-6、SZ36-1)氮气泡沫压锥控水增油技术
单位名称－序号
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典型破乳剂案例
氮气泡沫压锥作业后，经过一定周期后，其 返出液进入流程，对油气水的处理产生很大的 影响。
破除乳化的过程一般分为两个阶段.
絮凝阶段
将细小的乳化颗粒聚合在一起从而形成比较大的颗粒 较大的颗粒快速上升或下沉
聚集阶段
达到破除乳化的目的
单位名称－序号
7
原油乳状液
单位名称－序号
8
原油乳状液
单颗聚集颗粒破乳过程示意图
单位名称－序号
9
原油乳状液
水包油乳化破乳过程示意图
Formation of creamed layer
原油乳状液
影响因素
说明
如脂肪酸、环烷酸和部分低分子胶质，它们有较强的表面活性，分散度很高，易在内
低分子有机物
相颗粒界面形成界面膜。但由于分子量低，形成界面膜强度不高，形成的乳化液稳
定性较弱
高分子有机物
原油破乳方法
原油破乳剂的破乳机理介绍一种乳液由至少两种不相混溶的液体组成。
随着原油开采中重稠油比例的不断增加以及三次采油采出的原油乳液愈来愈复杂、愈来愈稳定，石油试剂破乳剂的研究开发也不断地向提高破乳能力，降低破乳温度，减少破乳剂使用浓度和增强适应性方向发展。
破乳机理：原油本身是一种多组分混合物，主要由不同相对分子质量、不同结构的烃以及少量非烃化合物质，主要是水以及溶解于水的无机盐、机械杂质（砂、粘土等）、游离的硫化氢、氯化氢等，以不同形式分散于原油中的胶质、沥青质含量增加，使得原油乳状液更加稳定，加上采油技术的不断开发和应用，大量表面活性剂用来驱油、使原油的组分变得更加复杂，油田采出的原油含水含盐率逐渐增加。
破乳的缘由：原油中含有以上杂质，会增加泵和管线负荷，引起金属表面腐蚀和结聚；而排放的水中含油也会造成环境污染和原油浪费。
不论从经济还是从环境角度均需对原油进行破乳脱水和污水除油，原油破乳都是必需的。
石油试剂乳状液的破乳脱水脱盐是石油生产和加工过程中重要的环节之一，目前石油工业最重要的破乳方法是在原油中加入石油试剂破乳剂原油乳液在油品的生产和炼制中经常出现，世界上主要的粗品油都以一种乳液的形态产出。
目前公认的破乳机理：相转移——反向变形机理，加入石油试剂破乳剂后发生了相转变，这类破乳剂产生与乳化剂形成的乳状液类型相反的表面活性剂碰撞击破界面膜机理。
在加热或搅拌的条件下，石油试剂破乳剂有许多的机会碰撞乳状的界面膜，或吸附在界面膜上，或排除替代部分表面活性物质，从而使其稳定。
增溶机理使用的破乳剂一个或少数几个分子即可形成胶束，这种高分子线团或胶束可增溶乳化剂分子，引起乳化原油破乳褶皱变形机理显微镜观察结果表明，W/O型乳状液具有双层或多层水圈，两层水圈之间是油圈液滴在加热搅拌和破乳剂的作用下，液滴内部各层相互连通，使液滴发生凝聚而破乳此外，国内在对O/W型乳化原油体系的破乳机理研究方面也有一些研究工作，认为理想的石油试剂破乳剂必须具备下列条件：较强的表面活性；良好的润湿性能；足够的絮凝能力；较好的聚结效果石油试剂破乳剂在油品生产和炼制中的应用具有十分重要的意义. 超声波破乳法原理原油破乳脱水脱盐是炼油工艺的重要课题之一。
破乳剂
破乳剂概述摘要：原油化学破乳剂的应用范围广泛，具有很好的发展前景。
本文对各种类型的破乳剂性能和作用机理进行了概括的说明，介绍了破乳剂的选用原则和影响因素，并指出了目前破乳剂研究的总趋势。
关键词：破乳剂机理种类选用原则影响因素应用发展方向1．引言随着三次采油（尤其是碱驱、表面活性剂驱）在油田的广泛使用，采出的乳化原油多是O/W乳化原油。
形成稳定乳状液的主要因素是原油中含有沥青质、胶质等天然表面活性剂物质，他们吸附在油-水界面上形成具有一定强度的界面膜。
由于乳化原油含水会增加泵、管线和储罐的负荷，引起金属表面腐蚀和结垢，因此乳化原油外输前，都要破乳，将水脱出。
破乳的方法[1]有电法、热法和化学法，这几种方法常常联合起来使用。
但是使用最多的是化学法。
化学破乳法需要的化学剂即破乳剂，目前我国油田年需破乳剂大约2万吨。
2．原油乳状液乳状液是一种液体分散于另一种不相混溶液体形成的多分散体系，分散的液珠一般大于0.1μm。
通常把乳状液以液珠形式存在的一相称为分散相(亦称为不连续相)，另一相称为分散介质(或连续相)。
油和水形成乳状液必须具备三个条件[2]：(1)存在两个不相溶液体，即原油和水。
(2)存在一种乳化剂，以形成和稳定乳状液。
形成乳状液的类型依赖于存在的乳化剂。
若乳化剂在油中具有比在水中更好的溶解性、分散性或润湿性，会有利于油作为连续相的形成，即有利于形成W/O型乳状液。
反之，则有利于形成O/W型乳状液。
原油乳状液中发现的乳化剂[3]有沥青质、树脂类物质、油溶性有机酸(如环烷酸)、晶态石蜡、微型碳酸盐、硅石、粘土、磺酸盐、硫酸盐或因开采过程加入的化学添加剂，如表面活性剂和碱等。
(3)应具有使油水混合物中一种液体分散到另一种液体充足的混合能(mixing energy)或搅拌。
亿万年形成的原油在地层是油水分离的[4]，只有开采、集输过程的原油和水湍流运动时，强烈混合才生成不同稳定性的原油乳状液。
从热力学观点看，最稳定的乳状液也是要破坏的，只是方式和时间上的差别而已。
几类常用原油破乳剂的作用机理
几类常用原油破乳剂的作用机理荐661常治辉原创 | 2010/3/13 18:19 | 投票关键字：原油破乳剂、相破乳机理早期使用的破乳剂一般是亲水性强的阴离子型表面活性剂，因此早期的破乳机理认为，破乳作用的第一步是破乳剂在热能和机械能作用下与油水界面膜相接触，排替原油界面膜内的天然活性物质，形成新的油水界面膜。
这种新的油水界面膜亲水性强，牢固性差，因此油包水型乳状液便能反相变型成为水包油型乳状液。
外相的水相互聚结，当达到一定体积后，因油水密度差异，从油相中沉降出来。
Salager用表面活性剂亲合力差值SAD(Surfactant affinity–difference)定量地表示阴离子破乳剂的反相点：SAD将所有影响破乳剂的诸因素归纳在一起，当SAD=0时，乳状液的稳定性最低，最容易反相破乳。
2、絮凝–聚结破乳机理在非离子型破乳剂问世后，由于其相对分子质量远大于阴离子破乳剂，因此，出现了絮凝-聚结破乳理论。
这种机理并没有完全否定反相排替破乳机理，而是认为：在热能和机械能的作用下，即在加热和搅拌下相对分子质量较大的破乳剂分散在原油乳状液中，引起细小的液珠絮凝，使分散相中的液珠集合成松散的团粒。
在团粒内各细小液珠依然存在，这种絮凝过程是可逆的。
随后的聚结过程是将这些松散的团粒不可逆地集合成一个大液滴，导致乳状液珠数目减少。
当液滴长大到一定直径后，因油水密度差异，沉降分离。
对于非离子型破乳剂，SAD定义为：研究表明：在低温下，非离子型原油破乳剂中环氧乙烷链段以弯曲形式掉入水相，环氧丙烷链段以多点吸附形式吸附在油水界面上。
在高温下，环氧乙烷链段从水相向油水界面转移，而环氧丙烷链段则脱离界面进入油相。
分子所占面积越大，则置换原吸附在油–水界面上的乳化剂分子越多，破乳效果越好。
一般来说，低温时，EO含量越高，则伸向水相部分越多；环氧丙烷含量越高，则PO链段与油水界面接触的点数越多，因而分子在油–水界面上所占的面积越大。
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– 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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ห้องสมุดไป่ตู้
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
主讲人：赵敏
乳状液：
如果有两种或两种以上，互不相溶的或微溶的液态物质在一起，其中的一种或数 种液体以极细小的颗粒分散在另一种液体之中，这样的机械混合液称之为乳状液； 石油乳状液就是油、水两种液体的机械混合物。
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。