[发明专利]往复剪切模拟地层剪切制备乳液的方法、模拟乳液及应用

说明书

本发明提供了一种往复剪切模拟地层剪切制备乳液的方法、模拟乳液及应用。该方法包括：将原料放入混料管中，利用多孔板在混料管的原料中进行往复式剪切运动，得到所述模拟乳液；在所述往复式剪切运动中，所述剪切速率、剪切频率、剪切幅度、多孔板直径、孔眼数量的关系为：γ为孔道剪切速率，ssupgt;‑1/supgt;，f为剪切频率，次/min；A为剪切幅度，cm；D为多孔板的孔眼直径，cm；n为多孔板上孔眼数量。本发明还提供了一种模拟乳液，其是由上述方法制备得到的。本发明进一步提供了上述模拟乳液在评价乳化降黏剂、破乳剂性能中的应用。上述方法能够模拟地层条件下乳液的形成过程，并能提高对降黏剂等试剂的评价结果的准确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及乳液加工技术领域，尤其涉及一种往复剪切模拟地层剪切制备乳液的方法、模拟乳液及应用。

背景技术

原油中有着乳液的存在，在后续需要对乳液进行处理即原油进行脱水使其达到商品指标，因此需要对原油中乳液的乳化过程进行研究，主要是根据乳化行为的实际发生过程制备原油/水乳液，这一研究是后续开展地面破乳净化技术及乳液配套处理技术的基础。

目前实验室内常用高速剪切或超声波处理油水混合溶液制备油水乳液的方法。《新型表面活性驱油聚合物GL的研究》(许星光等，油田化学，2013)记载了采用原油和聚合物溶液在10000r/min转速下高速搅拌1min的方法评价聚合物的乳化性能。《超声波制备低含油稳定原油乳液的正交实验》(杨大鹏等，实验室研究与探索，2014)记载了在超声功率400W、超声作用时间10min、HLB值6、乳化剂用量0.5％条件下制备含油率为1-9％的原油乳液。

但是，采用上述高速剪切或超声波乳化机制备的乳液与油井乳液差别较大，不利于研究乳液形成规律和评价降黏剂乳化效果。首先，矿场采出液中乳液的粒径分布比较集中，而采用高速剪切或超声波乳化机制备的乳液粒径分布范围较宽，与现场采出液的粒径不匹配。其次，采用高速剪切或超声乳化时，配制的乳液粒径分布规律性较差，乳化效果评价实验的重复性较差。混合溶液不同部分的乳化程度存在差异，越靠近定、转子的部分乳化程度越高；仅仅通过转子的高速剪切作用，而其他位置的溶液只是被动参与剪切过程，因此，高速剪切制备乳液的过程并不符合真实地层中乳液的形成过程。

利用高速剪切方法制备的乳液对破乳剂进行评价是目前评价破乳效果的一种常规方法。然而，由于高速剪切方法制备的乳液结构与地层长时间低速剪切下形成的乳液结构差异较大，导致使用高速剪切方法制备乳液评价破乳剂效果时误差较大、评价结果准确性低。为了避免实验误差，需要在采出液处理站使用新鲜采出的乳液对破乳剂进行评价，但这会导致往返油田现场工作量大。因此，有必要建立模拟地层低剪切强度制备模拟乳液的方法，用于评价破乳剂的真实破乳效果，为破乳剂结构优化及性能评价提供技术支持。

采用高速搅拌方法对降黏性能的评价结果常常与现场试验结果不同，分析其中原因为：高速搅拌方法的剪切强度较大，降黏剂在高速搅拌下能够形成水包油乳液、利于降黏剂发挥降黏作用。而地层多孔介质中剪切速率较低(一般为1-100s^-1)，不能形成水包油乳液，难以实现降黏。室内30米长岩心驱替实验也进一步表明，由于剪切强度较小，小分子降黏剂不能在长岩心内将稠油形成水包油乳液。因此，有必要建立模拟地层低剪切强度的实验方法，用于评价降黏剂在地层中的真实降黏效果，为评价提高稠油水驱采收率用降黏剂的性能提供技术支持。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种往复剪切模拟地层剪切制备乳液的方法、模拟乳液及应用。该方法能够准确模拟地层条件下乳液的形成过程，利用该方法制备得到的模拟乳液对降黏剂等试剂进行评价、能够提高评价结果的准确性和可靠性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种模拟地层剪切制备乳液的方法，包括：将乳液原料放入混料管中，利用多孔板在混料管的乳液原料中进行往复式剪切运动，得到所述模拟乳液；在所述往复式剪切运动中，所述剪切速率、剪切频率、剪切幅度、多孔板的孔眼直径、孔眼数量的关系为：