[发明专利]用于取样和稀释浓乳液的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及在浓乳液，特别是流动乳液中的液滴大小分布的领域。

背景技术

在没有稀释到分析方法的物理学可以在不受控于二阶效果(secondorder effect)如多次散射的情况下与单个液滴相互作用的程度的情况下，在流动乳液如水包油型和油包水型乳液和悬浮液中的液滴大小分布的测量是不可能的。对于小于1000ppm的分散相(液滴)浓度，存在一些使用不同物理方法测定液滴大小分布的器件。这些物理方法的实例包括：通过光透射的直接成像；多角度两种颜色光散射；电传感区的使用；以及超声散射。在所有这些已知的器件和方法中，当次级作用比如多次散射和/或遮蔽开始发生时，由粒子非常紧密地在一起时需要的复杂解释导致不能分析更浓的乳液。

如果能够开发出可以对浓乳液取样和稀释该浓乳液而不明显影响在该浓乳液中存在的液滴大小分布的方法和装置，则在本领域中将是一个进步。

发明内容

根据本发明，提出了对浓乳液进行取样和稀释的方法和装置，所述方法和装置允许使用现有的液滴大小分布测量技术。所述乳液可以包括任何水包油型或油包水型乳液，包括但不限于含有烃(包括可以含有硫化氢、硫醇和其它含硫化合物的酸性烃)、水、有机和/或无机固体的乳液；并且可以包括具有多个相(固体和液体)的胶束、大分子、液珠(globules)、树脂、沥青质、烃和水基流体、钻井泥浆、馏分流体(frac fluid)。乳液可以包含各种相中的一个或多个。

如本文使用的，术语“乳液”是指一种液体在第二种不混溶液体中的分散体。该乳液可以是不稳定或稳定的，或者具有任意程度的稳定性，但是本发明的装置和方法特别有利于对不稳定乳液(有时，本文中称为不稳定乳液)进行取样和稀释。如本文使用的“浓的”，当指的是乳液时，表示乳液包含分散相在1000ppm或更大的液滴。低于1000ppm的浓度被认为是稀乳液。因为大多数乳液包含作为相之一的水，因此通常将乳液分成两种类型：包含分散在水中的油液滴的水包油型(O/W)型以及所述相颠倒的油包水型(W/O)型。连续液体在本文中被称作连续相，并且处于液滴形式的液体在本文中被称作分散相。本发明并不限于对O/W和W/O乳液的取样和稀释，并且O/W或W/O乳液中的任一种都可以包含如本文所述的其它组分，比如表面活性剂、粘度调节剂等。不能制备出由两种纯液体构成的稳定乳液；为了实现稳定性，必须存在第三组分，即乳化剂。通常地，乳化剂的引入将降低两个相的界面张力。很多乳化剂多是已知的；它们可以广义地被分成几组。最大的组是皂、去污剂、和基本结构为以极性基团为末端的链烷烃链的其它化合物和组。一些固体粉末可以充当被一个相比另一个相润湿更多的乳化剂。显示更大润湿能力的那个相将变成分散介质。

本发明的一个方面包括对浓乳液取样和稀释以形成稀乳液的方法，一种方法包括：

(a)获得含有分散相和连续相流体的浓乳液的样品；

(b)测量所述分散相在所述样品中的液滴浓度；

(c)如果所述样品的液滴浓度小于约1000ppm，则测量该样品的液滴大小分布，而如果液滴浓度大于约1000ppm，则用基本上纯的连续相流体稀释所述样品，形成第一稀释乳液；以及

(d)任选测量第一稀释乳液的液滴大小分布。