上下层电导率差异法表征原油乳状液稳定性

doi:10.12422/j.issn.1006-396X.2023.03.003

石油化工高等学校学报 ›› 2023, Vol. 36 ›› Issue (3): 17-23.DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.03.003

上下层电导率差异法表征原油乳状液稳定性

孙桓¹^,²(), 刘磊¹^,², 刘玉国¹^,², 胡婷玉³, 张龙力³()

^1.中国石油化工股份有限公司西北油田分公司, 新疆乌鲁木齐 830011
^2.中国石油化工集团公司碳酸盐岩缝洞型油藏提高采收率重点实验室, 新疆乌鲁木齐 830011
^3.中国石油大学（华东）重质油国家重点实验室，山东青岛 266580

收稿日期:2022-09-25 修回日期:2022-11-14 出版日期:2023-06-25 发布日期:2023-06-25
通讯作者: 张龙力
作者简介:孙桓（1976⁃），女，高级工程师，从事井下作业方面的研究；E⁃mail：466401404@qq.com。
基金资助:
中央高校自主创新科研计划项目(22CX03007A)

Stability of Crude Oil Emulsion Characterized by Conductivity Difference between Upper and Lower Layers

Huan Sun¹^,²(), Lei Liu¹^,², Yuguo Liu¹^,², Tingyu Hu³, Longli Zhang³()

^1.Northwest Oilfeld Branch Company，SINOPEC，Urumqi Xinjiang 830011，China
^2.Key Laboratory of Enhanced Oil Recovery in Carbonate Fractured?Vuggy Reservoirs，CNPC，Urumqi Xinjiang 830011，China
^3.State Key Laboratory of Heavy Oil，China University of Petroleum（East China），Qingdao Shandong 266580，China

Received:2022-09-25 Revised:2022-11-14 Published:2023-06-25 Online:2023-06-25
Contact: Longli Zhang

摘要/Abstract

摘要：

建立了表征原油乳状液稳定性的上下层电导率差异法。根据原油乳状液上下层电导率的变化，结合光学显微镜观察，研究了利用原油乳状液上下层电导率差异值来表征原油乳状液稳定性的条件和方法。研究发现，当原油乳状液破乳分相时，上下层原油乳状液的组成、形态以及电导率出现差异，因而可利用上下层的电导率差异值作为原油乳状液稳定性的表征参数。通过测定不同电学频率（0.1、1.0、10.0、100.0 kHz）下的原油乳状液上下层电导率及其差异值，发现高电学频率时上下层原油乳状液电导率及差异值均大于低电学频率下的数值，且灵敏度更高；当上下层电导率差异值大于15%时，原油乳状液表现为不稳定。结果表明，该方法也同样适用于含阴离子型表面活性剂的原油乳状液。

关键词: 原油乳状液, 稳定性, 上下层差异, 电导率, 电学频率

Abstract:

This paper studies the stability of crude oil emulsion characterized by conductivity difference between upper and lower layers. According to the changes of conductivity in the upper and lower layers of crude oil emulsion system, combined with optical microscope observation, the methods and conditions to characterize the stability of crude oil emulsion can be studied by the difference of conductivity between the upper and lower layers. Research finds that when the crude oil system is demulsified and phase separated, the composition, morphology and conductivity of the upper and lower emulsions will be different.Therefore, the conductivity difference between the upper and lower emulsions can be used as the characterization parameter of emulsion stability. By measuring the conductivity and the difference values of the upper and lower layers of the system at different electrical test signal frequencies (0.1,1.0,10.0,100.0 kHz), it is found that the conductivity values and the difference values at high frequency are greater than those at low frequency, and the sensitivity is higher. In addition,when the conductivity difference is greater than 15%, the system is unstable. The experimental results show that the method is also suitable for emulsion system containing anionic surfactant.

Key words: Crude oil emulsion, Stability, Difference between the upper and lower level, Conductivity, Electrical frequency

中图分类号:

TQ014

孙桓, 刘磊, 刘玉国, 胡婷玉, 张龙力. 上下层电导率差异法表征原油乳状液稳定性[J]. 石油化工高等学校学报, 2023, 36(3): 17-23.

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图/表 11

图1 实验所用套管示意图

Fig.1 Diagram of the casing used in the experiment

图2 电学频率不同时原油乳状液上层电导率随时间的变化曲线（未加表面活性剂）

Fig.2 The curve changes of the upper conductivity with time of crude oil emulsion at different electrical frequencies(without surfactant)

图3 电学频率不同时原油乳状液下层电导率随时间的变化曲线（未加表面活性剂）

Fig.3 The curve changes of the layer conductivity with time of crude oil emulsion at different electrical frequencies(without surfactant)

图4 电学频率不同时原油乳状液上下层电导率差异值随时间的变化曲线（未加表面活性剂）

Fig.4 The curve changes of conductivity difference with time of crude oil emulsion at different electrical frequencies(without surfactant)

图5 原油乳状液的微观观察图

Fig.5 Microscopic observation of crude oil emulsion

图6 原油乳状液中的水滴直径分布

Fig.6 Particle size distribution of emulsion droplets

图7 电学频率不同时原油乳状液上层电导率随时间的变化曲线（加SDBS）

Fig.7 The curve changes of the upper conductivity with time of crude oil emulsion at different electrical frequencies(with SDBS)

图8 电学频率不同时原油乳状液下层电导率随时间的变化曲线（加SDBS）

Fig.8 The curve changes of the layer conductivity with time of crude oil emulsion at different frequencies(with SDBS)

图9 电学频率不同时原油乳状液上下层电导率差异值随时间的变化曲线（加SDBS）

Fig.9 The curve changes of conductivity difference with time of crude oil emulsion at different electrical frequencies(with SDBS)

图10 加入SDBS的原油乳状液的显微镜观察图

Fig.10 Microscopic observation of crude oil emulsion after adding SDBS

图11 加入SDBS的原油乳状液水滴粒径分布

Fig.11 Particle size distribution of emulsion droplets with SDBS

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上下层电导率差异法表征原油乳状液稳定性

Stability of Crude Oil Emulsion Characterized by Conductivity Difference between Upper and Lower Layers

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