技术领域
[0001] 本
发明属于原油乳状液测定技术领域，具体涉及一种
轻质原油乳状液稳定物质的测定方法。
背景技术
[0002] 由于原油中存在着如
沥青质、胶质、蜡晶、沥青酸和固体颗粒等天然乳化剂，在将原油从储层中开采到地面的过程中，油与
水混合后会形成乳状液。一方面乳状液在运输过程中易造成管道
腐蚀，另一方面乳状液给后期处理带来不便。因此，在原油生产过程中需进行破乳，而原油乳状液的稳定机理对提高破乳效率的研究有重要的意义。
[0003] 国内外学者的研究表明乳状液的
稳定性取决于许多因素，包括原油的固有成分以及
温度、
盐度、pH值等外界环境条件。目前原油乳状液稳定机理的研究通常采用两种方法，第一种方法是在忽略其他因素干扰的前提下，将待研究组分或混合组分放入模拟油中研究；第二种方法是评估不同原油乳状液的稳定性并与已知组分原油乳状液的稳定性对比找出稳定原油乳状液组分，但是由于原油本身成分复杂使稳定机理研究存在不确定性。而且，基于不同的研究思路，一些专家学者认为胶质和沥青质在原油乳状液稳定性中均发挥了重要作用，另一些专家学者则认为只可能存在一种决定性因素。由于原油组分的复杂性和有效论证方法的缺乏，迄今为止复杂原油的乳状液稳定机理仍没有定论。此外，与轻质油相比，重油的乳状液更稳定，因此大多数研究都集中在重油的原油乳状液稳定性上，较少关注轻质原油乳状液的稳定性。
[0004] 因此在油田实际生产中，亟需一种轻质原油乳状液稳定物质的测定方法，通过该方法测出轻质原油乳状液中的稳定物质，从而对轻质原油乳状液的稳定性进行研究，同时也可根据测出的轻质原油乳状液稳定物质在油田现场制定高效的采出液破乳处理方法。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种轻质原油乳状液稳定物质的测定方法，该方法根据沥青质不溶于正庚烷但溶于
甲苯、胶质不溶于甲苯但溶于正庚烷的性质，在预处理之后首先将轻质原油乳状液与相同体积的甲苯混合均匀后离心，重复取中层乳液进行上述操作，直至有水相析出后再重复2-3次，同时记录脱水率；同时设置轻质原油乳状液与正庚烷的对照组。根据两组实验产出的脱水率，分析出起到稳定原油乳状液的物质。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种轻质原油乳状液稳定物质的测定方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤一：取一定体积的轻质原油乳状液放入烧杯中，并将烧杯放入烘箱内使稳定轻质原油乳状液在恒定温度下老化一定时间；
[0008] 步骤二：取一定体积Vn(n＝1，2，3…)步骤一中老化之后的轻质原油乳状液放入试管，在恒定温度下，取
溶剂甲苯与轻质原油乳状液以一定的体积比进行混合，并对甲苯与轻质原油乳状液的
混合液依次进行搅拌、震荡、静置处理；
[0009] 步骤三：将步骤二中静置后的甲苯与轻质原油乳状液的混合液进行离心分层处理，通过分液漏斗分离互不相溶液体法读取甲苯溶解后的乳状液中上层有机相体积Von(n＝1，2，3…)、
中间层的稳定乳状液体积Ven(n＝1，2，3…)、下层水相体积Vwn(n＝1，2，3…)；并计算轻质原油乳状液采用甲苯溶解后的脱水率Vwn/Vn(n＝1，2，3…)；
[0010] 步骤四：从步骤三中的体积为Ven(n＝1，2，3…)的中间层稳定乳状液中取体积Vn+1(n＝1，2，3…)的轻质原油乳状液放入试管，重复步骤二和步骤三，直到有水相析出后再重复2-3次后停止，确保乳状液中的沥青质完全溶解；通过分离计数法记录采用甲苯稀释的次数以及各层体积；
[0011] 步骤五：取一定体积V′m(m＝1，2，3…)的步骤一中老化之后的轻质原油乳状液放入试管，在恒定温度下，取溶剂正庚烷与轻质原油乳状液以一定的体积比混合，并对正庚烷与轻质原油乳状液的混合液依次进行搅拌、震荡、静置处理；
[0012] 步骤六：将步骤五中静置后的正庚烷与轻质原油乳状液的混合液进行离心分层处理，通过分液漏斗分离互不相溶液体法读取正庚烷溶解后的乳状液中上层有机相体积V′om(m＝1，2，3…)、中间层的稳定乳状液体积V′em(m＝1，2，3…)、下层水相体积V′wm(m＝1，2，3…)；并计算轻质原油乳状液采用正庚烷溶解后的脱水率V′wm/V′m(m＝1，2，3…)；
[0013] 步骤七：从步骤六中的体积为V′em(m＝1，2，3…)的中间层稳定乳状液中取体积V′m+1(m＝1，2，3…)的轻质原油乳状液放入试管，重复步骤五和步骤六，直到有水相析出后再重复2-3次后停止，确保乳状液中的胶质完全溶解；通过分离计数法记录采用正庚烷稀释的次数以及各层体积；
[0014] 步骤八：若最后一次脱水率Vwn/Vn>V′wm/V′m>0，说明胶质、沥青质均为乳状液稳定物质且沥青质为主要稳定物质；
[0015] 若最后一次脱水率V′wm/V′m>Vwn/Vn>0，说明胶质、沥青质均为乳状液稳定物质且胶质为主要稳定物质；
[0016] 若最后一次脱水率V′wm/V′m>0，Vwn/Vn＝0，说明胶质为乳状液稳定物质；
[0017] 若最后一次脱水率Vwn/Vn>0，V′wm/V′m＝0，说明沥青质为乳状液稳定物质。
[0018] 优选的，所述步骤一中，烘箱内的恒定温度为高于原油析蜡点5℃，老化时间为两个小时。
[0019] 优选的，所述步骤二中，所述恒定温度为高于原油析蜡点5℃。
[0020] 优选的，所述步骤二中，甲苯与轻质原油乳状液的体积比为1:1；甲苯与轻质原油乳状液的混合液使用高速
搅拌机以3000r/min的速度搅拌5分钟；上下震荡试管50次对试管内的甲苯与轻质原油乳状液的混合液进行震荡处理。
[0021] 优选的，所述步骤二中，将搅拌、震荡处理后的甲苯与轻质原油乳状液的混合液放入烘箱在高于原油析蜡点5℃的温度下静置2小时。
[0022] 优选的，所述步骤五中，所述恒定温度为高于原油析蜡点5℃。
[0023] 优选的，所述步骤五中，正庚烷与轻质原油乳状液的体积比为1:1；正庚烷与轻质原油乳状液的混合液使用高速搅拌机以3000r/min的速度搅拌5分钟；上下震荡试管50次对试管内的正庚烷与轻质原油乳状液的混合液进行震荡处理。
[0024] 优选的，所述步骤五中，将搅拌、震荡处理后的正庚烷与轻质原油乳状液的混合液放入烘箱在高于原油析蜡点5℃的温度下静置2小时。
[0025] 优选的，所述步骤三中，将甲苯与轻质原油乳状液的混合液置于离心管中经高速离心机以3000rpm的速度离心分层15分钟。
[0026] 优选的，所述步骤六中，将正庚烷与轻质原油乳状液的混合液置于离心管中经高速离心机以3000rpm的速度离心分层15分钟。
[0027] 其中，本
申请的n代表的是溶剂甲苯与轻质原油乳状液溶解的次数；其中，本申请的m代表的是溶剂正庚烷与轻质原油乳状液溶解的次数。
[0028] 本发明的有益效果是：
[0029] 本发明轻质原油乳状液稳定物质的测定方法根据沥青质不溶于正庚烷但溶于甲苯、胶质不溶于甲苯但溶于正庚烷的性质，在预处理之后首先将轻质原油乳状液与相同体积的甲苯混合均匀后离心，重复取中层乳液进行上述操作，直至有水相析出后再重复2-3次，同时记录每次的脱水率；同时设置轻质原油乳状液与正庚烷的对照组；根据两组实验产得出的脱水率，分析出起到稳定原油乳状液的物质，从而对轻质原油乳状液的稳定性研究奠定
基础，同时也可根据测出的轻质原油乳状液中的稳定物质，为油田现场制定高效的采出液破乳方法提供指导。
附图说明
[0030] 图1为本发明轻质原油乳状液稳定物质的测定方法的流程示意图；
[0031] 图2为根据Agilent 7820A气相色谱法得到的
实施例中原油X1～X5中油中饱和物组成的对比图。
具体实施方式
[0032] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0033] 如图1所示，一种轻质原油乳状液稳定物质的测定方法，包括以下步骤：
[0034] 步骤一：取一定体积的稳定轻质原油乳状液放入烧杯中，并将烧杯放入烘箱内使稳定轻质原油乳状液在高于原油析蜡点5℃的温度下老化两个小时；
[0035] 步骤二：取一定体积Vn(n＝1，2，3…)的步骤一中老化之后的轻质原油乳状液放入试管，在高于原油析蜡点5℃温度下，取溶剂甲苯与轻质原油乳状液以1:1的体积比进行混合，并对甲苯与轻质原油乳状液的混合液使用高速搅拌机以3000r/min的速度搅拌5分钟，搅拌之后采用震荡方法上下震荡试管50次，将搅拌、震荡处理后的甲苯与轻质原油乳状液的混合液放入烘箱在高于原油析蜡点5℃的温度下静置2小时；
[0036] 步骤三：将步骤二中静置后的甲苯与轻质原油乳状液的混合液置于离心管中经高速离心机以3000rpm的速度离心分层15分钟，通过分液漏斗分离互不相溶液体法读取甲苯溶解后的乳状液中上层有机相体积Von(n＝1，2，3…)、中间层的稳定乳状液体积Ven(n＝1，2，3…)、下层水相体积Vwn(n＝1，2，3…)；并计算轻质原油乳状液采用甲苯溶解后的脱水率Vwn/Vn(n＝1，2，3…)；
[0037] 步骤四：从步骤三中的体积为Ven(n＝1，2，3…)的中间层稳定乳状液中取体积Vn+1(n＝1，2，3…)的轻质原油乳状液放入试管，与一定体积的甲苯进行混合，之后重复步骤二中的搅拌、震荡、静置处理以及步骤三中的离心分层处理，直到有水相析出后再重复2-3次后停止，具体如下：如果没有水相析出(即计算的脱水率为0)，则一直重复步骤二和步骤三；至有水相析出(即脱水率不再为0)时，重复步骤二、步骤三2-3次后即可停止实验；这样做的目的是确保乳状液中的沥青质完全溶解；通过分离计数法记录采用甲苯稀释的次数以及各层体积；
[0038] 步骤五：取一定体积V′m(m＝1，2，3…)的步骤一中老化之后的轻质原油乳状液放入试管，在高于原油析蜡点5℃温度下，取溶剂正庚烷与轻质原油乳状液以1:1的体积比混合，并对正庚烷与轻质原油乳状液的混合液使用高速搅拌机以3000r/min的速度搅拌5分钟，搅拌之后采用震荡方法上下震荡试管50次，将搅拌、震荡处理后的正庚烷与轻质原油乳状液的混合液放入烘箱在高于原油析蜡点5℃的温度下静置2小时；
[0039] 步骤六：将步骤五中静置后的正庚烷与轻质原油乳状液的混合液置于离心管中经高速离心机以3000rpm的速度离心分层15分钟，通过分液漏斗分离互不相溶液体法读取正庚烷溶解后的乳状液中上层有机相体积V′om(m＝1，2，3…)、中间层的稳定乳状液体积V′em(m＝1，2，3…)、下层水相体积V′wm(m＝1，2，3…)；并计算轻质原油乳状液采用正庚烷溶解后的脱水率V′wm/V′m(m＝1，2，3…)；
[0040] 步骤七：从步骤六中的体积为V′em(n＝1，2，3…)的中间层稳定乳状液中取体积V′m+1(n＝1，2，3…)的轻质原油乳状液放入试管，与一定体积的正庚烷进行混合，之后重复步骤五中的搅拌、震荡、静置处理以及步骤六中的离心分层处理，直到有水相析出后再重复2-3次后停止，具体如下：如果没有水相析出(即计算的脱水率为0)，则一直重复步骤五和步骤六；至有水相析出(即脱水率不再为0)时，然后再重复步骤五、步骤六2-3次后停止实验；
这样做的目的是确保乳状液中的胶质完全溶解；通过分离计数法记录采用正庚烷稀释的次数以及各层体积；
[0041] 步骤八：若最后一次脱水率Vwn/Vn>V′wm/V′m>0，说明胶质、沥青质均为乳状液稳定物质且沥青质为主要稳定物质；
[0042] 若最后一次脱水率V′wm/V′m>Vwn/Vn>0，说明胶质、沥青质均为乳状液稳定物质且胶质为主要稳定物质；
[0043] 若最后一次脱水率V′wm/V′m>0，Vwn/Vn＝0，说明胶质为乳状液稳定物质；
[0044] 若最后一次脱水率Vwn/Vn>0，V′wm/V′m＝0，说明沥青质为乳状液稳定物质。
[0045] 其中比较最后一次的脱水率，是为了保证沥青质被甲苯完全溶解以及胶质被正庚烷完全溶解。
[0046] 甲苯只溶解沥青质，正庚烷只溶解胶质。
[0047] 如果加入甲苯的乳状液的最后一次脱水率不为0，说明加入甲苯之后的乳状液被破乳，说明加入了甲苯的乳状液不再稳定，即加入了甲苯的乳状液中缺少了保证乳状液稳定的物质，而该物质就是被甲苯溶解了的沥青质；即该乳状液中的稳定物质为沥青质；如果加入甲苯的乳状液的最后一次脱水率为0，说明加入甲苯之后的乳状液没有被破乳，说明加入了甲苯的乳状液依然稳定，即加入了甲苯的乳状液中没有失去保证乳状液稳定的物质，即被甲苯溶解了的沥青质不是该乳状液中的稳定物质。
[0048] 同样的原理，如果加入正庚烷的乳状液的最后一次脱水率不为0，则说明该乳状液中的稳定物质为胶质；如果加入正庚烷的乳状液的最后一次脱水率为0，则说明该乳状液中的稳定物质不是胶质。
[0049] 即最后一次脱水率V′wm/V′m>0，Vwn/Vn＝0，说明胶质为乳状液稳定物质；
[0050] 最后一次脱水率Vwn/Vn>0，V′wm/V′m＝0，说明沥青质为乳状液稳定物质。
[0051] 如果加入了甲苯的乳状液的最后一次脱水率与加入正庚烷的乳状液的最后一次脱水率均不为0，则说明胶质、沥青质都是乳状液中的稳定物质：
[0052] 如果最后一次脱水率Vwn/Vn>V′wm/V′m>0，说明加入了甲苯的乳状液被破乳的程度要大于加入了正庚烷的乳状液被破乳的程度，因此说明被甲烷溶解的物质对乳状液的稳定作用要大于被正庚烷溶解的物质对乳状液的稳定作用，即沥青质的稳定作用要大于胶质的稳定作用，胶质、沥青质均为乳状液稳定物质且沥青质为主要稳定物质；
[0053] 如果最后一次脱水率V′wm/V′m>Vwn/Vn>0，说明加入了甲苯的乳状液被破乳的程度要小于加入了正庚烷的乳状液被破乳的程度，因此说明被甲烷溶解的物质对乳状液的稳定作用要小于被正庚烷溶解的物质对乳状液的稳定作用，即沥青质的稳定作用要小于胶质的稳定作用，胶质、沥青质均为乳状液稳定物质且胶质为主要稳定物质。
[0054] 一种轻质原油乳状液稳定物质的测定方法，其具体实施方式为：
[0055] 实施例：
[0056] 采用中国西北鄂尔多斯盆地CQ油田的5种不同脱水原油样品，其
密度、
粘度、析蜡点等基本性质见表2。
[0057] 表2原油X1～X5性质统计表
[0058]
[0059] 用高速搅拌机以6000rpm搅拌原油3分钟，以避免任何早期聚集，然后将油和去离子水按照6:4的体积比加入烧杯，并通过高速搅拌机以200rpm的速度在40℃下搅拌1分钟以制备W/O乳状液。所得乳状液根据所用原油名称X1～X5依次命名为E1～E5。
[0060] (1)E1原油乳状液主要稳定物质的测定
[0061] 根据本申请中测定方法，先将E1乳状液老化2小时，取5mL E1原油乳状液与5mL正庚烷混合并用高速搅拌机以3000rpm的速度搅拌5分钟，上下震荡50次后静置2小时，之后放进离心机中以3000rpm的速度离心15分钟，此时油样已经分层。上层是正庚烷与油的混合物，中层是原油乳状液，下层是分离出来的水。再取此时的中层乳状液3mL，加入3mL正庚烷进行混合搅拌，震荡50次静置2小时后以3000rpm的速度高速离心15分钟，此时油样分层，计算得到此时脱水率为31.5％。重复两遍上述操作，脱水率分别为20.7％和6.5％，即加入正庚烷的乳状液的最后一次脱水率为6.5％。
[0062] 同时取5mL E1原油乳状液与5mL甲苯混合并用高速搅拌机以3000rpm的速度搅拌5分钟，上下震荡50次后静置2小时，之后放进离心机中以3000rpm的速度离心15分钟，此时油样并未分层，第二次重复操作时出现分层。上层是甲苯与油的混合物，中层是原油乳状液，下层是分离出来的水。再取此时的中层乳状液2mL，加入2mL甲苯进行混合并用高速搅拌机以3000rpm的速度搅拌5分钟，上下震荡50次后静置2小时，之后放进离心机中以3000rpm的速度离心15分钟，此时油样分层，计算得到此时脱水率为26.2％。重复两遍上述操作，脱水率分别为11.5％和0.5％，即加入甲苯的乳状液的最后一次脱水率为0.5％。
[0063] 此时根据判据可以得出，加入正庚烷乳状液的最后一次脱水率6.5％远大于加入甲苯乳状液的最后一次脱水率0.5％，且加入甲苯的乳状液的最后一次脱水率接近0，可以判定胶质是E1原油乳状液主要稳定物质，沥青质含量很低且几乎不发挥作用。
[0064] (2)E5原油乳状液主要稳定物质的测定
[0065] 根据本申请中测定方法，先将E5乳状液老化2小时，取5mL E5原油乳状液与5mL正庚烷混合并用高速搅拌机以3000rpm的速度搅拌5分钟，上下震荡50次静置2小时，之后放进离心机中以3000rpm的速度离心15分钟，此时油样并未分层。重复上述步骤一次后，混合液体分层，其中上层是正庚烷与油的混合物，中层是原油乳状液，下层是分离出来的水。再取此时的中层乳状液2.5mL，加入2.5mL正庚烷进行混合并用高速搅拌机以3000rpm的速度搅拌5分钟，上下震荡50次静置2小时，之后放进离心机中以3000rpm的速度离心15分钟，此时油样分层，计算得到此时脱水率为33.8％。重复两遍上述操作，脱水率分别为22.0％和7.1％，即加入正庚烷的乳状液的最后一次脱水率为7.1％。
[0066] 同时取5mL E5乳状液与5mL甲苯混合并用高速搅拌机以3000rpm的速度搅拌5分钟，上下震荡50次静置2小时，之后放进离心机中以3000rpm的速度离心15分钟，此时油样已分层。其中上层是甲苯与油的混合物，中层是原油乳状液，下层是分离出来的水。再取此时的中层乳状液2.5mL，加入2.5mL甲苯进行混合并用高速搅拌机以3000rpm的速度搅拌5分钟，上下震荡50次静置2小时，之后放进离心机中以3000rpm的速度离心15分钟，此时油样分层，计算得到此时原油乳状液脱水率为39.2％。重复两遍上述操作，脱水率分别为23.5％和9.6％，即加入甲烷的乳状液的最后一次脱水率为9.6％。
[0067] 此时根据判据可以得出，加入正庚烷乳状液的最后一次脱水率7.1％小于加入甲苯乳状液的最后一次脱水率9.6％，判定沥青质是E5原油乳状液主要稳定物质，但胶质也发挥一定的作用。
[0068] (2)E2、E3、E4原油乳状液主要稳定物质的测定
[0069] 根据相同方法进行多次分离与测量，确定E2原油乳状液胶质是主要稳定物质，沥青质几乎不发挥作用；E3原油乳状液主要稳定物质也是胶质，但是沥青质也起到一定作用；E4原油乳状液沥青质是主要稳定物质，但胶质也发挥一定的作用。
[0070] 因此，E1～E5原油乳状液主要稳定物质的测定结果如下：
[0071] E1、E2原油乳状液：胶质是主要稳定物质，沥青质几乎不发挥作用；
[0072] E3原油乳状液：胶质是主要稳定物质，但是沥青质也起到一定作用；
[0073] E4、E5原油乳状液：沥青质是主要稳定物质，但胶质也发挥一定的作用。
[0074] 通过Agilent 7820A气相色谱法分析油中饱和物的组成如图2所示。对比分析两种方法得出的结果可以验证本方法的准确性，具体分析如下：
[0075] 由于乳状液E1～E5是对应的原油X1～X5加入水之后制成的，乳状液与对应的原油之间的差别是乳状液中多了些水，但是乳状液与对应原油中含有的油类物质没有差别，因此X1～X5原油中各类油类物质的含量与对应的乳状液E1～E5中油类物质的含量是一致的，因此图2中X1～X5中所显示的胶质、沥青质的含量与乳状液E1～E5中胶质、沥青质的含量是一致的。因此X1～X5中所显示的胶质、沥青质的含量就能够说明乳状液E1～E5中胶质、沥青质的含量。
[0076] 根据图2分析可知，X1、X2原油胶质含量相对沥青质含量高很多，说明胶质占主要部分，是主要稳定物质；X3原油胶质含量比沥青质含量稍高，但两者相差不大，说明两者都是稳定物质但是胶质占主要地位；X4、X5原油沥青质含量比胶质稍高，但两者相差不大，说明两者都是稳定物质但沥青质占主要地位。即通过图2中分析得出的X1～X5原油中胶质、沥青质的含量与本申请方法得到了的与X1～X5原油对应的乳状液E1～E5中胶质、沥青质的含量一致。
[0077] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种
修改或
变形仍在本发明的保护范围以内。
