化學(xué)驅(qū)采油技術(shù)導(dǎo)致原油乳狀液的組成成分更加復(fù)雜多樣，致使破乳工作更加困難。因此，如何環(huán)保高效地破乳一直是石油行業(yè)重點(diǎn)探討的問題。磁性納米粒子有著獨(dú)特的磁性、納米尺度特性和可循環(huán)使用性，但傳統(tǒng)磁性納米粒子存在用量大、沉降快的問題；微波具有快速高效、可控性強(qiáng)以及節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，但單獨(dú)使用微波破乳難以滿足石油工程行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。鑒于微波輻射能夠產(chǎn)生高頻電磁場，磁性納米粒子具有電磁性，兩者結(jié)合可以加速油滴的破碎和分離，而相關(guān)研究還相對較少。西安石油大學(xué)孫娜娜副教授針對以上難題提出了“改性磁性納米粒子性能調(diào)控及促進(jìn)微波破乳技術(shù)”，課題組創(chuàng)新性地合成了一種分散性更強(qiáng)的新型磁性納米粒子破乳劑，并通過對比法深入探究其對微波破乳的促進(jìn)效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)微波與新型磁性納米粒子之間存在耦合協(xié)同作用，可顯著降低磁性納米粒子的用量，研究結(jié)果對稠油乳狀液的破乳具有重要的意義和啟發(fā)。相關(guān)研究認(rèn)識刊登在《石油學(xué)報(bào)》第45卷第8期。
（1）首次合成了不同單體配比的聚合物型改性磁性納米粒子Fe3O4@CPAM，并通過一系列物性表征證實(shí)合成成功，為改性磁性納米粒子的性能優(yōu)化提供了借鑒。
（2）探究了改性前后磁性納米粒子濃度對稠油微波破乳的影響規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)：微波與Fe3O4之間具有耦合作用，且濃度較低時(shí)，促進(jìn)效果顯著；對于改性磁性納米粒子，只有在其濃度≤最優(yōu)值時(shí)，微波才能促進(jìn)破乳，超過最優(yōu)濃度，微波抑制破乳。
（3）創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)了微波作用可顯著降低磁性納米粒子的用量，提高破乳效果。當(dāng)微波輻射功率為200?W，輻射時(shí)間為20 s，磁性納米粒子Fe3O4@CPAM（單體20%）、Fe3O4@CPAM（單體25%）質(zhì)量濃度分別為75 mg/L、50 mg/L，沉降時(shí)間分別為30min、20?min時(shí)，乳狀液的分水率分別可以達(dá)到96.49、99.10%。
（4）創(chuàng)新揭示了磁性納米粒子對微波破乳的促進(jìn)機(jī)理，微波會(huì)磁性納米粒子的帶電性和帶電量，進(jìn)而改變油滴間靜電斥力的大小。在微波作用下，不同濃度的磁性納米粒子在特定微波功率和輻射時(shí)間條件下，油滴的粒徑表現(xiàn)為先增大后減小、數(shù)量表現(xiàn)為先減少后增多的趨勢；磁性納米粒子的濃度過高反而會(huì)對油滴的團(tuán)聚和聚并產(chǎn)生不利影響，減弱了破乳效果。
論文鏈接：http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202408008
