地层粘土矿物等天然固体颗粒对三元复合驱采油污水复杂乳化体系的稳定作用

针对油田三元复合驱采油污水高稳定、强乳化和难处理的特点，系统研究地层粘土矿物等天然固体颗粒和驱油剂对三元复合驱采油污水复杂乳化体系的稳定作用，通过界面参数测定和定位观察检测相结合的方法，对油-颗粒物-高分子-表面活性剂复杂界面结构和乳化体系的形成过程进行解析。建立油水界面参数、天然固体颗粒在界面上的吸附状态和聚集行为，与三元复合驱采油污水稳定性的对应相关性，分析驱油三元组分和天然固体微粒的共存协同稳定作用，阐明三元复合采油污水的乳化稳定性形成机理。在此基础上，针对不同乳化稳定性机制，探求三元复合驱采油污水脱稳的新方法，为该类污水处理的技术创新奠定坚实的理论基础。本课题对于我国石油工业的可持续发展，以及强乳化稳定性工业废水处理技术的创新具有重要意义。

项目背景：为了提高石油产量，三元复合驱技术在我国各大油田广泛使用。由于缺乏系统的理论研究，此种技术的应用所产生的高稳定乳化采油污水依然缺乏有效的处理技术措施。在实际驱油过程中，驱替液以及驱油污水流经地层时不可避免地会携带地层粘土矿物等具有一定表面活性的天然固体颗粒。因而探求驱油剂与天然固体颗粒在复杂界面的作用本质，可以揭示三元复合驱采油污水乳化稳定性的一般性规律，为该类污水处理的技术创新提供理论支持。.主要研究内容：在国家自然科学基金的资助下，主要研究了驱油剂对原油-水体系的乳化作用机制，地层粘土矿物等天然固体颗粒对驱油剂-原油-水体系乳化作用机制，三元复合驱采油污水乳化稳定性的形成机理以及三元复合驱采油污水乳化体系的脱稳方法探索。.重要结果及关键数据：研究结果表明，驱油剂的加入会降低油水界面张力，从而增加采油污水此种水包油乳液的稳定性。地层粘土矿物等天然固体颗粒对驱油剂-原油-水体系乳化作用机制的研究结果表明，不同的粘土矿物浓度、采油污水成分、采油污水各组分相对含量等均对体系稳定性有影响。静电排斥力以及空间稳定性的影响是三元复合驱采油污水主要的稳定机理。对于原油本体所含的一些类颗粒物，如团聚的大分子沥青质，其分子中的一些酸性官能团能与三元复合驱组分反应，增强沥青质分子的亲水性，在油水界面具有更好的活性，能够很大程度地降低油水界面张力，同时还会促进了沥青质分子间的桥联，使形成的空间网状结构更加密实，从而增加三元复合驱采油污水稳定性。在脱稳方法探索方面，研究了原位生成的氢氧化镁以及白泥浸出液对三元复合驱采油污水的脱稳机理。结果表明，静电吸引作用以及氢键的结合是主要的吸附机理。此外，粘附力和内聚力对于此共沉淀/吸附行为也有很大影响。液桥通过氢键、粘附力以及内聚力与水合MOH+/M(OH)2 颗粒以及表面活性剂分子结合形成一个三维网状结构，有利于共沉淀/吸附过程的进行。.科学意义：该研究结果为有效解决油田三元复合驱采油污水处理难题提供了新的思路。这对于我国石油工业的可持续发展，以及强乳化稳定性工业废水处理技术的创新具有重要意义。