石油学报

作者：孙娜娜, 马玉丽, 胡建波, 董红妹

单位：1. 西安石油大学石油工程学院 陕西西安 710065;2. 陕西省油气田特种增产技术重点实验室, 西安石油大学 陕西西安 710065

关键词：微波,磁性纳米粒子,合成,分水率,油滴分布,Zeta电位

基金：孙娜娜，女，1987年10月生，2016年获西南石油大学博士学位，现为西安石油大学石油工程学院副教授，主要从事稠油降黏和微波化学破乳技术研究。Email:bingyuxuan6666@126.com

摘要： 为了进一步深入研究化学驱高效破乳机理,合成了不同单体配比(丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵所占的质量分数)的新型磁性纳米粒子Fe3O4@CPAM,并通过X-射线衍射分析、傅里叶红外光谱分析、热重分析、磁性分析等实验验证了合成效果。通过对比分析Fe3O4、Fe3O4@CPAM(单体20%)、Fe3O4@CPAM(单体25%)浓度对稠油微波破乳的影响规律可以发现:浓度过高会抑制破乳效果,唯有浓度适宜,微波才会协同磁性纳米粒子进行破乳。此外,从油滴分布以及Zeta电位两个角度揭示了磁性纳米粒子对微波破乳的促进机理。研究结果表明:单独应用磁性纳米粒子 Fe3O4@CPAM(单体20%),在质量浓度为175 mg/L、沉降时间为30 min时,乳状液的分水率可以达到95.24%; 单独应用磁性纳米粒子Fe3O4@CPAM(单体25%),在质量浓度为200 mg/L、 沉降时间为10 min时,乳状液的分水率可以达到100%。在微波辐射功率为200 W、辐射时间为20 s的条件下,磁性纳米粒子Fe3O4@CPAM(单体20%)、Fe3O4@CPAM(单体25%)的质量浓度分别为75 mg/L、50 mg/L,沉降时间分别为30 min、20 min时,乳状液的分水率分别可以达到96.49%、99.10%。由此证实微波与新型磁性纳米粒子之间存在耦合协同作用,可显著降低磁性纳米粒子的用量。

来源：2024年第8期

《石油学报》期刊编辑部

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