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不同類型的堿、pH值對(duì)孤東油田原油界面張力的影響（上）
來源：油氣地質(zhì)與采收率 瀏覽 461 次 發(fā)布時(shí)間:2025-09-04
摘要：為了深入認(rèn)識(shí)堿與原油之間的作用規(guī)律，對(duì)酸值較高的孤東油田原油進(jìn)行了研究，通過提取石油酸，切分原油組分，考察了堿的類型、pH值對(duì)不同原油組分模擬油界面張力的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：有機(jī)堿和無(wú)機(jī)堿分別與孤東油田原油作用，界面張力變化規(guī)律不同，隨著溶液pH值的升高，無(wú)機(jī)堿溶液使孤東油田原油界面張力下降至最低值后不再變化，而有機(jī)堿溶液使原油的界面張力先降低后升高，界面張力最低值對(duì)應(yīng)的有機(jī)堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%；有機(jī)堿與原油酸性組分作用生成活性物質(zhì)，可降低界面張力，使動(dòng)態(tài)界面張力曲線呈“V”形或“U”形；有機(jī)堿與原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)組分作用均可產(chǎn)生活性物質(zhì)，初始界面張力最低，后逐漸升高；有機(jī)堿與原油中飽和分、芳香分之間沒有相互作用。
大慶油區(qū)和勝利油區(qū)的先導(dǎo)試驗(yàn)和擴(kuò)大試驗(yàn)結(jié)果表明，ASP三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)可以較大幅度地提高原油采收率，其中堿的主要作用是與原油中的酸性組分發(fā)生反應(yīng)生成活性物質(zhì)，與體系中的表面活性劑產(chǎn)生協(xié)同作用。但礦場(chǎng)注入水中鈣鎂等二價(jià)離子的含量較高，無(wú)機(jī)堿三元體系由于結(jié)垢嚴(yán)重和乳化采出液處理難等問題導(dǎo)致難以大規(guī)模推廣。研究結(jié)果表明，勝利油區(qū)孤東油田原油使用氫氧化鉀溶液滴定平均酸值高達(dá)2.98 mg/g，比較適合開展三元復(fù)合驅(qū)，隨著研究的深入和對(duì)驅(qū)油機(jī)理認(rèn)識(shí)的不斷提高，希望尋求一種能夠克服結(jié)垢和乳化的替代堿，以發(fā)揮三元復(fù)合驅(qū)的優(yōu)勢(shì)。2006年，Berger等使用有機(jī)堿對(duì)三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，2008年葛際江等研究了聚氧丙烯壬基酚醚硫酸酯鹽與堿混合體系對(duì)界面張力的影響，對(duì)有機(jī)堿的作用進(jìn)行了初步探索。為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)有機(jī)堿替代無(wú)機(jī)堿的可行性，筆者以孤東油田原油為研究對(duì)象，對(duì)比了堿性強(qiáng)弱相當(dāng)?shù)奶妓徕c、小分子胺類和有機(jī)堿OA與原油的相互作用，并分析了有機(jī)堿水溶液與原油各組分模擬油之間界面張力的變化規(guī)律。
1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備及方法
1.1實(shí)驗(yàn)儀器與藥品
實(shí)驗(yàn)儀器包括：402型電熱真空干燥箱、ZFQ81型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、dIFT雙通道動(dòng)態(tài)界面張力儀、原油族組分分離玻璃管柱等。
實(shí)驗(yàn)所用藥品包括：分析純的正己烷、二氯甲烷、乙醇、苯、氯仿、鹽酸、氫氧化鈉、三甲胺、有機(jī)堿OA、碳酸鈉，粒徑為0.149~0.075 mm的中性氧化鋁，粒徑為0.177~0.149 mm的層析硅膠。
實(shí)驗(yàn)用原油取自勝利油區(qū)孤東油田3號(hào)聯(lián)合站外輸油，其在70°C下粘度為65 mPa·s，原油使用氫氧化鉀溶液滴定酸值為3.00 mg/g。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
酸性組分分離實(shí)驗(yàn)步驟包括：①將一定質(zhì)量的孤東油田原油用正己烷稀釋，加入含氫氧化鈉的乙醇水溶液，攪拌后靜置分層，分離出下層的醇?jí)A溶液，用醇?jí)A溶液對(duì)原油進(jìn)行多次萃?。虎谟谜和榉摧腿〈?jí)A萃取液至正己烷層為無(wú)色，再用醇?jí)A溶液萃取，在冰浴中用鹽酸將醇?jí)A萃取液的pH值調(diào)至1~2，常溫下用二氯甲烷萃取濃縮的醇?jí)A萃取液至二氯甲烷層為無(wú)色且水洗至中性，常壓蒸餾將二氯甲烷去除，再在真空烘箱中烘至恒重，即得酸性組分。
族組分分離稱取定量孤東油田原油，參照SY/T5119—2008中柱層析法將其分離，獲得原油飽和烴、芳香烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)4種組分。
界面張力測(cè)定在實(shí)驗(yàn)溫度為70°C，實(shí)驗(yàn)用水礦化度為9675 mg/L，鈣、鎂離子質(zhì)量濃度為311 mg/L的條件下，利用芬蘭Kibron dIFT雙通道動(dòng)態(tài)界面張力儀參照SY/T5370—1999中旋轉(zhuǎn)滴法測(cè)定界面張力。