太阳能光-电-热油水乳状液破乳的界面现象和机理研究

The alkali-surfactant-polymer(ASP)flooding can improve the sweep efficiency and displacement efficiency, greatly improve the recovery of crude oil. but the oil displacement agent adsorbed on the oil-water interface and the orientation of ASP flooding produced water emulsion stability is greatly improved. The alkali-surfactant-polymer (ASP) flooding can improve the sweep efficiency and displacement efficiency, greatly enhance the oil recovery. But because of the oil displacement agent adsorbed on the oil-water interface and orientation of ASP flooding produced water emulsion stability is greatly improved. The research purpose is the analysis of stabilization effect of oil displacement agent on the emulsion , and put forward the key mechanism of demulsification of oil displacement agent is to break the stability of the emulsion film, and then put forward the development of green and sustainable solar light electrical thermal demulsification technology, to achieve directional emulsion film degradation. Due to the combination of solar energy, heat and electricity, the oil displacement agent is oxidized to break the chain and even oxidize to carbon dioxide and other small molecules. Solar energy provides four kinds of demulsification effect of the electric field effect, electro oxidation demulsification, flotation, thermal demulsification, ensure the emulsion loses stability and realize multi demulsification.

三元复合驱油技术可以提高波及效率和驱油效率，大幅度提高了原油采收率. 但由于驱油剂在油水界面上吸附和定向排列，复合驱采出水乳状液的稳定性大幅度地提高。本项目旨在分析三元复合驱采出水中驱油剂对乳状液的稳定化作用并提出破乳的关键机制是打破驱油剂稳定的乳状液界面膜，从而提出并开发绿色和可持续太阳光-电-热破乳技术，实现乳状液界面膜定向降解。由于太阳能光-热-电的结合，驱油剂在阳极表面被氧化断链甚至氧化为二氧化碳等小分子，而水在阴极表面被还原脱氢，氢气使油滴浮升。太阳能提供四种破乳效应即电场效应、电氧化破乳、气浮、热破乳，确保乳状液失去稳定性从而实现多向破乳。

本研究从化学模型，理论和应用实践出发，对太阳能光-电-热利用的基础性研究进行了阐述，对太阳能光-电-热能量利用和化学反应的高效率进行了系统的论证，开发并建立了光-电-热化学的整体构建和组合的机制。 太阳能光-电-热利用的基本原理包括两个方面：一是通过提高转换效率提高太阳能利用率，以及调整化学反应的热力学和动力学； 二是通过太阳能利用和化学反应的协同组合，为能源和化工行业的挑战提供了一个全面的解决方案，可以实现较高的总体太阳能利用效率。.三元复合驱采油技术大幅度提高了原油采收率，但碱、聚合物和表面活性剂等组分却使油田采出水粘度增大，含油量增加，油珠粒径变小，油水乳化严重、油珠聚并和分离困难。结合三元复合驱废水治理和太阳能利用，以模拟油田废水处理为目标，基于我们已经建立的光-电-热理论过程，全部以太阳能为能源，利用光-电-热一体化耦合作用开展三元复合驱油田采出水治理过程的研究，以其拓展太阳能光-电-热在环保领域的应用及解决我国日益严重三元复合驱采出水回注和排放问题。.实验结果表明，太阳能光-电-热系统充分利用太阳能的光场效应、电场效应和热场效应，破乳除油率可达82.84%。实时监测了破乳过程中的粘度从1.41 mPa s降至1.0 mPa s，zeta电位值从（-）60降到（-）45，油滴平均粒径从初始700nm增大到5500nm左右，界面张力从0.78mN/m增大到0.93mN/m。测试条件为ω=100rad/s, 电压=3V，不同温度破乳120min，界面粘性模量从1.8874 Pa 降到到1.1178 Pa，界面弹性模量从118.19 Pa降到115.14 Pa。机理分析结果表明，太阳能光-电-热系统可引发协同破乳效应。热效应和电场效应改变O/W界面膜的粘弹性和化学性质。电氧化效应降低油水界面膜强度、加快油珠运动，为油滴的絮凝和聚结提供了有利条件。同时，气浮效应可以加速O/W乳状液中油滴的絮凝和油水分离。.太阳能光-电-热过程可以有效地完成三元复合驱油水乳状液的破乳除油任务，以实现零耗能、可持续的油田水处理。