功能性聚醚材料应用于原油采出液处理的机理研究

The effective treatment of crude oil produced fluids is very important because crude oils usually have been extracted from underground in the form of stable emulsions. Polyether is widely applied in oilfield as demulsifier, however, the structure-property relationship of polyether as demulsifier has not been evaluated. Therefore, the effective treatment of crude oil produced fluids by new methods of enhanced oil recovery is still in lack. Aimed to the bottleneck of treatment of crude oil produced fluids, this project will construct model systems, separate influencing factors, establish characterizing methods, elucidate responsible mechanisms, provide principle of demulsifier design and develop effective demulsifiers. We will synthesize functional polyether materials with different structures and explore new method of characterization for emulsion stability. The research techniques for adsorption films at oil-water interface and interactions among dispersed micro-droplets will also be set up. Through the systematical studies of interfacial behaviors and demulsification effectiveness of polyether with different structures, we will clarify the key mechanism responsible for emulsion stability and obtain the structure-property relationship of polyether demulsifiers. Finally, the effective functional polyether materials applied to different crude oil produced fluids can be developed by the principle of demulsifier design. This project,with large theoretical and practical values,will break through the bottles limiting the development of high effective agents for crude oil produced fluids.

石油以稳定乳状液的形式从地下采出，对于原油采出液的高效处理具有重要意义。聚醚类破乳剂是油田应用广泛的破乳剂，但其结构与破乳性能之间的关系尚未阐明，目前缺乏针对新型驱油方法产生的原油采出液的有效处理技术。本项目针对原油采出液处理领域的瓶颈问题，设计了构筑模型体系、分离影响因素、建立机理表征手段、阐明作用机制、提出设计原则、研发高效破乳剂等环环相扣的研究路线，合成不同结构特征功能性聚醚材料，建立油水界面膜及微小液滴间相互作用的研究方法，探索原油采出液稳定性的新型表征手段，通过对不同特征结构的聚醚类破乳剂界面行为和破乳效果的研究，阐明原油乳状液稳定性的决定机理，获得聚醚类破乳剂的构效关系，形成针对不同原油采出乳状液的设计原则，最终研制原油采出液处理的高效功能性聚醚材料。本项目的工作可望突破原油采出液高效处理剂研制的瓶颈，具有较大的实践意义和较高的理论价值。

石油以乳状液的形式从地下采出，对于原油采出液的高效处理具有重要意义。聚醚类破乳剂是油田应用广泛的破乳剂，但其结构与破乳性能之间的关系尚未阐明，目前缺乏针对新型驱油方法产生的原油采出液的有效处理技术。本项目针对原油采出液处理领域的瓶颈问题，合成了不同结构特征的功能性聚醚材料，建立了表征油水界面膜强度及研究微小液滴间相互作用的技术手段，探索了原油采出液稳定性的新型表征手段，通过对不同特征结构的聚醚类破乳剂界面行为和破乳效果的研究，阐明了原油乳状液稳定性的决定机理，获得了聚醚类破乳剂的构效关系。.研究表明：乳状液的破乳最终体现为分散液滴的聚并。分散液滴间存在静电作用、空间作用等多种作用，液滴的聚并同时受到液膜排液和界面膜强度的影响。因此，实时研究液滴间相互作用具有重要意义。利用自主设计的实验装置，系统研究了不同体系的液滴间相互作用，证实了装置的可靠性，获得了关于分散液滴的重要信息。上述研究成果具有一定的开创性，对于相关领域的发展有推进作用。 .系统研究了直链聚醚类破乳剂BP01、支链聚醚类破乳剂TA01、星型聚醚类破乳剂FAB01、FAB02和FAB03、树枝状聚酰胺类破乳剂PA05、PA07对原油乳状液稳定性的影响。发现对于考察的O/W型原油乳状液，直链破乳剂BP01能明显增大积分透光率的数值，这是由于破乳剂分子的界面活性较高，能以单分子的形式吸附在油水界面上，并部分顶替界面上吸附的乳化剂分子，在油水界面形成一层强度相对于原来更弱的界面膜，导致乳状液稳定性降低。支链破乳剂TA01、苯酚胺树脂聚醚破乳剂FAB01、FAB02、树枝状聚酰胺类破乳剂PA05、PA07破乳效果不佳，只有FAB03有一定的破乳效果。说明对于此类原油乳状液，破乳剂的界面活性起关键作用，尺寸过大的破乳剂界面吸附能力不强，影响破乳效果。而对于W/O型乳状液，支链破乳剂表现出较好的效果。