一种评价原油自乳化的方法技术

本发明专利技术公开了一种评价原油自乳化的方法，步骤如下：S1、对原油进行饱和分、芳香分、胶质和沥青质四组分分离和含量测定；S2、对分离出的四组分分别进行测试分析，测试方法包括GPC相对分子质量测定、傅立叶变换离子共振质谱、核磁共振、元素分析及傅立叶变换红外光谱等，并分析测试结果；S3、计算四组分的分子结构参数，推测各组分中存在的亚组分结构；S4、测量四组分模拟油自乳化的性质，包括界面张力、界面膜强度、乳化液粘度、乳化液粒径，进而研究四组分对原油自乳化的作用机理。本发明专利技术利用多种表征测试方法揭示了原油内部各组分对原油自乳化的独立和协同作用关系，为利用原油自乳化实现高效提高采收率提供方法支持。现高效提高采收率提供方法支持。现高效提高采收率提供方法支持。

【技术实现步骤摘要】
一种评价原油自乳化的方法


[0001]本专利技术涉及油田化学
，尤其是一种评价原油自乳化的方法。

技术介绍

[0002]随着石油工业的不断发展，国内外各大注水开发油田相继进入高含水低采油量的中后期开发阶段。不仅如此，由于原油与注入水的高流动比，以及储层的天然非均质性，导致了指进和舌进现象的产生，其主要结果是，即使在大规模注水后，仍有70％以上的地质储量在地下未被采出。在水驱过程中，水包油或油包水乳化液普遍存在。油包水乳化液作为一种原位增粘方法，在相对高渗透率、高含水率地层中形成的油包水乳化液与原油相比具有更显著的粘度。这些乳化液能够堵塞改变水剖面的优势通道，调整水油流度比，从而扩大宏观波及效率。
[0003]研究表明，乳化液的形成、稳定与原油中的天然乳化剂密切相关，这些两亲性物质能够以明显的/有利的排列方式存在于油水界面中。这一过程降低了界面能，阻碍了两种不混相流体的分离，使地层原油形成乳化液。但全面理解水驱过程中原油自乳化的内在机理仍然是一个非常具有挑战性的问题。除了原油成分复杂外，主要原因是缺乏标准的分析方法可供参考。因此，面对这个问题，需要设计一种通用的方法来确定活性组分的化学结构与其在原油自乳化过程中可能发挥的乳化作用之间的关系。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术中缺乏原油自乳化的内在机理分析方法的问题，提供一种评价原油自乳化的方法。
[0005]本专利技术提供的评价原油自乳化的方法，步骤如下：
[0006]S1、根据NB/SH/T0509
‑
2010石油化工行业标准《石油沥青四组分测定法》对原油进行饱和分、芳香分、胶质和沥青质四组分分离和含量测定。分离提取顺序依次为：沥青质、饱和分、芳香分、胶质。
[0007]S2、对分离出的四组分分别进行测试分析，测试方法包括GPC相对分子质量测定、傅立叶变换离子共振质谱、核磁共振、元素分析和傅立叶变换红外光谱，并分析测试结果。
[0008]S3、结合改进的Brown
‑
Ladner(B
‑
L)算法计算四组分的分子结构参数，推测各组分中存在的亚组分结构。分子结构参数的计算公式如下：
[0009][0010][0011][0012]C
A
＝C
T
×
f
A
[0013]C
S
＝C
T
‑
C
A
[0014]C
α
＝H
α
/2
[0015]C
I
＝C
A
‑
(H
A
+H
α
/2)
[0016]R
A
＝C
T
/2+1
[0017]R
T
＝C
T
+1
‑
H
T
/2
‑
C
A
/2
[0018]R
N
＝R
T
‑
R
A
[0019]C
N
＝4R
N
，适用于渺位缩合六元环系
[0020]C
N
＝3R
N
，适用于迫位缩合六元环系
[0021]C
P
＝C
S
‑
C
N
[0022]f
N
＝C
N
/C
T
[0023]f
p
＝C
p
/C
T
[0024]式中：f
A
—芳碳率，分子中芳香碳原子数与总碳原子数之比；C
T
—分子中总碳数；H
T
—分子中总氢数；H
α
—芳香侧链的α氢原子数；H
β
—芳香侧链的β氢原子数；H
γ
—芳香侧链γ氢原子数；H
AU
/C
A
—芳香环缩合度；H
A
—与芳香碳直接相连的氢原子数；σ—芳香环系周边氢取代率；C
A
—分子中芳香碳数；C
S
—分子中环烷碳数和烷基碳数之和；C
α
—芳香环系的α碳原子数；C
I
—芳香环系内碳原子数；R
A
—分子中的芳香环数；R
T
—分子中总环数；R
N
—分子中环烷环数；C
N
—分子中的环烷碳数；C
P
—分子中的烷基碳数；f
N
—环烷碳率；f
p
—烷基碳率。
[0025]综合步骤S2各种测试方法的结果分析，并结合计算出的分子结构参数，模拟并绘制活性组分的平均结构模型。
[0026]S4、测量四组分模拟油自乳化的性质，包括界面张力、界面膜强度、乳化液粘度、乳化液粒径和相变点，进而研究四组分对原油自乳化的作用机理。具体方法如下：
[0027](1)以等体积比的甲苯和正庚烷混合液作为基础油，分别加入胶质、饱和分、芳香分和沥青质，配制成质量浓度0.2％的四组分模拟油，分别测定各组分模拟油在蒸馏水中的界面张力随时间的变化关系；以及测定各组分模拟油在蒸馏水中的界面膜强度；
[0028](2)以等体积比的甲苯和正庚烷混合液作为基础油，分别加入胶质、饱和分、芳香分和沥青质，配制成质量浓度0.03％的四组分模拟油，将组分模拟油与蒸馏水在不同含水率下使进行搅拌乳化，并测定乳化液的粒径、粘度和相变点；
[0029](3)分析四组分在油水界面上的作用，确定四组分的微观化学结构与原油
‑
水乳化作用的关系。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：
[0031]本专利技术提供了一种评价原油自乳化的新方法，将原油进行组分分离，通过多种表征方法，分析原油以及各活性组分的高分辨质谱图、元素分析、核磁共振波谱图、红外光谱图及凝胶渗透色谱法，结合改进的布朗兰德(Brown
‑
Ladner，B
‑
L)算法，尝试性推测原油活性组分的微观化学结构；在此基础上通过测定各活性组分的界面张力、界面膜强度及乳化液粘度粒径，明确活性组分在油水界面上的作用，同时确定活性组分的微观化学结构与原
油
‑
水乳化作用的关系。
[0032]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0033]图1、本专利技术的评价原油自乳化方法的流程示意图。
[0034]图2、原油活性组分红外光谱图。
[0035]图3、不同含水率下原油组分模拟油自乳化产生的乳液液滴形状图。
[0036]图4、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评价原油自乳化的方法，其特征在于，步骤如下：S1、对原油进行饱和分、芳香分、胶质和沥青质四组分分离和含量测定；分离提取顺序依次为：沥青质、饱和分、芳香分、胶质；S2、对分离出的四组分分别进行测试分析，测试方法包括GPC相对分子质量测定、傅立叶变换离子共振质谱、核磁共振、元素分析、傅立叶变换红外光谱，并分析测试结果；S3、计算四组分的分子结构参数，推测各组分中存在的亚组分结构；S4、测量四组分模拟油自乳化的性质，包括界面张力、界面膜强度、乳化液粘度、乳化液粒径，进而研究四组分对原油自乳化的作用机理。2.如权利要求1所述的评价原油自乳化的方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据NB/SH/T0509
‑
2010石油化工行业标准《石油沥青四组分测定法》对原油进行饱和分、芳香分、胶质和沥青质四组分分离和含量测定。3.如权利要求1所述的评价原油自乳化的方法，其特征在于，所述步骤S3中，分子结构参数的计算公式如下：参数的计算公式如下：参数的计算公式如下：C
A
＝C
T
×
f
A
C
S
＝C
T
‑
C
A
C
α
＝H
α
/2C
I
＝C
A
‑
(H
A
+H
α
/2)R
A
＝C
T
/2+1R
T
＝C
T
+1
‑
H
T
/2_C
A
/2R
N
＝R
T
‑
R
A
C
N
＝4R
N
，适用于渺位缩合六元环系C
N
＝3R
N
，适用于迫位缩合六元环系C
P
＝C
S
‑
C
N
f
N
＝C
N
/C
T
f
p
＝C
p
/C
T
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锐，徐莹雪，蒲万芬，刘义刚，李亮，刘长龙，韩玉贵，杜代军，李彦阅，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：