文江波，羅海軍

(廣東石油化工學(xué)院石油工程學(xué)院，茂名 525000)

由于原油中含有瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、蠟晶等天然界面活性物質(zhì)，在原油開采、集輸過程中，原油-水混合液受到來自井口、管道、彎頭、泵、閥門等的剪切作用，很容易乳化形成乳狀液。原油乳狀液的形成，會改變原油-水兩相體系的有效比例及有效黏度，從而對油水兩相或油氣水多相的流動形態(tài)和壓降規(guī)律產(chǎn)生顯著影響[1-4]。

很顯然，混合條件、原油組成及水相組成這3個方面因素是影響原油-水兩相體系乳化特性的關(guān)鍵所在，中外研究者從不同的角度進行了大量研究?，F(xiàn)從上述3個方面影響因素出發(fā)，系統(tǒng)總結(jié)、闡述原油-水兩相體系乳化特性的研究進展。

1 混合條件對原油-水兩相體系乳化特性的影響

1.1 分散相比例對乳化特性的影響

目前對于油水兩相體系乳化特性的研究主要偏重于乳狀液的穩(wěn)定性方面，采用的手段大多是通過觀察一段時間內(nèi)乳狀液的分水量或分油量來研究乳狀液的穩(wěn)定性[5-8]，原油乳狀液的顯微圖如圖1所示。Zaki[9]采用原油、水及十二烷基苯磺酸鈉鹽(DDBSNa)表面活性劑來制備乳狀液，觀察14 d內(nèi)乳狀液的分水量來測定乳狀液的穩(wěn)定性。結(jié)果顯示，當(dāng)含油量較高時，乳狀液在14 d內(nèi)都沒有水分離出來，其穩(wěn)定性較高；當(dāng)含油量逐漸降低時，有水從乳狀液中分離出來，穩(wěn)定性逐漸降低。Abdurahman等[10]的研究結(jié)論與此一致。Wen等[11]、Kokal等[12]以不同時間的分水量來表征原油乳狀液的穩(wěn)定性，對乳狀液的穩(wěn)定性和乳化含水率進行研究，結(jié)果顯示隨著油水體系水相比例的增加，乳狀液的分水量呈上升趨勢，穩(wěn)定性逐漸下降，乳化含水率減小(圖2)。Binner等[13]對原油乳狀液的研究指出，在相同的攪拌條件下，低含水率的原油乳狀液，其液滴粒徑更小，完全分離所需的時間比高含水率的原油乳狀液要長，即低含水率的原油乳狀液穩(wěn)定性更強。

圖1 原油乳狀液顯微圖

圖2 某原油的乳化含水率隨油水體系水相比例的變化(40 ℃)[11]

對于不同類型的乳狀液，其分散相可能是水相或油相，水相或油相比例對乳化特性的影響，其實反映的是分散相比例的影響。一般而言，隨著分散相比例的增加，乳狀液的穩(wěn)定性呈下降趨勢。

1.2 溫度對乳化特性的影響

一般情況下，溫度升高可以使大部分原油乳狀液的穩(wěn)定性迅速下降。原因主要有以下幾方面：①原油的黏度降低；②原油的密度降低，使得油水密度差增大；③增大界面活性物質(zhì)在油相中的溶解度，改變了界面膜的結(jié)構(gòu)和強度，使得界面膜變得疏松；④增加了液滴的碰撞機會，促進液滴的絮凝、聚并和沉降，加速乳狀液的破乳。很多學(xué)者[11-17]在一定溫度下制備乳狀液，然后在不同溫度下研究乳狀液的穩(wěn)定性，結(jié)果顯示升高溫度可使乳狀液的穩(wěn)定性下降，乳化水的析出速率會加快，使得乳化含水率逐漸降低(圖3)。

圖3 某原油的乳化含水率隨溫度的變化(體系水相比例為0.7)[11]

但是，在一些情況下，溫度升高反而有可能導(dǎo)致界面膜的構(gòu)建速率增大，界面膜的結(jié)構(gòu)反而有增強的趨勢，使得乳狀液的穩(wěn)定性增強。Zaki[9]采用原油、水及十二烷基苯磺酸鈉鹽表面活性劑制備乳狀液，在其他實驗條件不變的情況下，分別在40、50、60、70 ℃下進行乳狀液的制備，然后在相同的溫度下觀察乳狀液的穩(wěn)定性，結(jié)果顯示制備乳狀液的溫度越高，其穩(wěn)定性越強。Binks等[14]對只由蠟晶顆粒穩(wěn)定的油包水(water-in-oil,W/O)乳狀液的穩(wěn)定性受溫度的影響進行研究，在不同溫度下制備乳狀液，然后在室溫下觀察其穩(wěn)定性。結(jié)果也顯示，在較高溫度下制備的乳狀液具有較強的穩(wěn)定性。

1.3 剪切強度對乳化特性的影響

乳狀液的形成并非自發(fā)過程，對油水混合液進行攪動混合是形成乳狀液的必要條件之一。在油水兩相管流中，來自井口、管道、彎頭、泵及閥門的剪切作用都會導(dǎo)致乳狀液的形成，所以剪切強度也是影響油水兩相體系乳化特性的重要因素[18]。Zaki[9]、Abdurahman等[10]、Kokal等[12]、Wang等[19]在其他實驗條件不變的情況下，研究了不同剪切強度對乳狀液穩(wěn)定性的影響。研究指出，增大剪切強度，乳狀液的液滴粒徑變小，數(shù)量增加，乳狀液的穩(wěn)定性增強，乳狀液的黏度也呈上升趨勢。

另一些研究則發(fā)現(xiàn)，乳狀液的穩(wěn)定性剛開始隨著剪切強度的增加而增強，當(dāng)剪切強度超過某一臨界值后，乳狀液的穩(wěn)定性下降。Djenouhat等[20]將分析純試劑二-(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)和一種非離子表面活性劑Span 80溶于己烷，然后與純水摻混制備乳狀液，在不同的轉(zhuǎn)速下研究攪拌轉(zhuǎn)速對乳狀液穩(wěn)定性的影響。結(jié)果顯示，在轉(zhuǎn)速為100～200 r/min時，W/O乳狀液的穩(wěn)定性較好；而當(dāng)轉(zhuǎn)速超過200 r/min時，乳狀液反而變得不穩(wěn)定。Vilasau等[21]指出石蠟乳狀液在經(jīng)過泵高速剪切時，有可能導(dǎo)致破乳。Wen等[11,22]采用流動條件下的原油乳化含水率來表征油水兩相體系的乳化特性，并采用多種原油進行了乳化實驗，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)油水體系水相比例φw低于某一臨界值時，在一定的剪切率范圍內(nèi)存在水相完全乳化現(xiàn)象，而在該剪切率范圍之上、之下，水相只發(fā)生部分乳化(圖4)。

③在胡塞爾現(xiàn)象學(xué)中，“共現(xiàn)”指一種通過對其他軀體的原真性體現(xiàn)而引發(fā)的對另一個自我之內(nèi)在性的間接意識”（倪梁康2007：53）。

圖4 某原油的乳化含水率隨剪切率的變化(40 ℃)[11]

很顯然，剪切強度對油水兩相體系乳化特性的影響顯著，不同的學(xué)者所得出的研究結(jié)論也有所不同。為了掌握油水兩相流或油氣水多相流中原油的乳化情況，對剪切強度的影響規(guī)律進行深入研究很有必要。

2 原油組成對原油-水兩相體系乳化特性的影響

2.1 瀝青質(zhì)對乳化特性的影響

瀝青質(zhì)是數(shù)目眾多、結(jié)構(gòu)各異的非烴化合物組成的復(fù)雜混合物，含有大量復(fù)雜多變的分子結(jié)構(gòu)，使得其在油水界面上具有較強的界面活性[23]。瀝青質(zhì)的化學(xué)組成在穩(wěn)定乳狀液方面的作用至關(guān)重要。事實上，從近些年的研究可見，瀝青質(zhì)中并不是所有分子都會起到穩(wěn)定乳狀液的作用，只有一些特殊的化學(xué)成分和化學(xué)官能團具有界面活性，對乳狀液的穩(wěn)定起著關(guān)鍵作用[24-27]。但是，這些能夠穩(wěn)定乳狀液的極性瀝青質(zhì)分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)究竟如何，現(xiàn)在還無從得知。

瀝青質(zhì)在油水界面上吸附，會形成界面膜，從而阻礙液滴的聚并，是穩(wěn)定乳狀液的重要因素。Chang等[28]的研究指出，瀝青質(zhì)可以吸附在油-水界面處，形成具有黏彈性的界面膜，從而延遲或阻止乳狀液液滴的聚結(jié)。Fingas等[29]指出，瀝青質(zhì)對乳狀液的穩(wěn)定起至關(guān)重要的作用，它能夠在界面上形成比較強的、具有彈性的界面膜，阻止液滴之間的聚并，促進乳狀液的穩(wěn)定。Duan等[30]的研究表明，瀝青質(zhì)界面膜的剛性機械強度來源于瀝青質(zhì)中多環(huán)芳烴(PAHs)的剛性結(jié)構(gòu)以及PAHs之間的π—π鍵相互作用；并且當(dāng)瀝青質(zhì)濃度較高時，瀝青質(zhì)納米聚集物在W/O界面上起著空間堡壘作用，使液滴之間的聚并更加困難。趙一潞等[31]認為，界面膜強度對乳狀液的穩(wěn)定起關(guān)鍵作用，原油中瀝青質(zhì)含量越高，油水界面膜強度越大，乳狀液越穩(wěn)定。

瀝青質(zhì)作為一種天然界面活性物質(zhì)，其在原油中的聚集形態(tài)及濃度對乳狀液的穩(wěn)定性影響顯著[32]。Jestin等[33]、Verruto等[34]、Alvarez等[35]、Liu等[36]的研究指出，對于瀝青質(zhì)穩(wěn)定的乳狀液，瀝青質(zhì)膜是瀝青質(zhì)以大小為7～20 nm的聚集物形成的。Spiecker等[37]的研究指出，與溶解狀態(tài)的瀝青質(zhì)相比，形成聚集體的瀝青質(zhì)極性更強，具有更強的界面活性，形成的乳狀液更加穩(wěn)定。Xia等[7]的研究指出，瀝青質(zhì)在原油中的分散狀態(tài)(分子態(tài)或聚集態(tài))與油水界面膜的強度和乳狀液的穩(wěn)定性密切相關(guān)。Stark等[38]、Angle等[39]的研究也認為，瀝青質(zhì)的分散狀態(tài)影響乳狀液的穩(wěn)定性，當(dāng)瀝青質(zhì)以聚集形態(tài)分散在原油中時，原油的乳化能力更強。Tchoukov等[40]利用瀝青質(zhì)溶于甲苯-庚烷溶劑作為油相，研究了油水界面膜的性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)當(dāng)甲苯-庚烷溶劑/瀝青質(zhì)的比例超過一定的臨界值時，瀝青質(zhì)開始形成聚集體，隨著時間的延長，瀝青質(zhì)聚集體會絮凝、析出，而析出的瀝青質(zhì)則無助于油水界面的穩(wěn)定。當(dāng)采用離心的手段將析出的瀝青質(zhì)分離后，觀察到油水界面膜的厚度和穩(wěn)定性顯著增強。Fingas等[41]的研究認為，瀝青質(zhì)濃度是乳狀液穩(wěn)定的重要因素，當(dāng)瀝青質(zhì)濃度很低時，將不能形成穩(wěn)定的乳狀液。Sullivan等[42]、McLean等[43]的研究則指出，瀝青質(zhì)的濃度低于或接近析出點時，其界面活性和穩(wěn)定乳狀液的能力較強，形成的乳狀液也較穩(wěn)定；而當(dāng)瀝青質(zhì)濃度高于析出點時，瀝青質(zhì)會析出、沉降，進而導(dǎo)致其穩(wěn)定乳狀液的能力變差。

2.2 烴類組分對乳化特性的影響

瀝青質(zhì)溶于苯而不溶于非極性小分子正構(gòu)烷烴，不同碳數(shù)的烴類對瀝青質(zhì)聚集的影響程度不同。Hammami等[44]的研究顯示，在含有瀝青質(zhì)的模擬油中加入烷烴，如正庚烷等組分時，瀝青質(zhì)的溶解度降低，促使瀝青質(zhì)形成聚集體，使得乳狀液的穩(wěn)定性增強；當(dāng)加入芳香烴，如甲苯等組分時，瀝青質(zhì)的溶解度增大，造成瀝青質(zhì)聚集體的量變少或不能形成聚集體，導(dǎo)致乳狀液的穩(wěn)定性降低。Elsharkawy等[45]研究了模擬油乳狀液的穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)增加模擬油的芳香性可導(dǎo)致乳狀液變得不穩(wěn)定。McLean等[43]對模擬油乳狀液的研究指出，除了瀝青質(zhì)、膠質(zhì)是乳狀液穩(wěn)定的重要因素以外，模擬油的芳香性也與乳狀液的穩(wěn)定性密切相關(guān)。Hirschberg等[46]利用不同碳數(shù)的正構(gòu)烷烴對瀝青質(zhì)進行沉淀，發(fā)現(xiàn)隨著正構(gòu)烷烴碳數(shù)的增加，瀝青質(zhì)的溶解度逐漸降低，析出量增加，沉降速度加快。

對于不同的原油，其烴類組分含量不同，油相的碳數(shù)分布差別較大，使得瀝青質(zhì)在不同原油中的溶解度和聚集形態(tài)不一樣，進而影響原油乳狀液的穩(wěn)定性。

2.3 膠質(zhì)對乳化特性的影響

膠質(zhì)的相對分子質(zhì)量和極性比瀝青質(zhì)小一些，與瀝青質(zhì)屬于同一類物質(zhì)，二者沒有明顯的界限，一般是根據(jù)其在各種溶劑中的溶解度不同來進行分類。膠質(zhì)對原油乳狀液的穩(wěn)定性也具有重要作用，通常由膠質(zhì)形成的界面膜強度比瀝青質(zhì)要小，因而膠質(zhì)對乳狀液的穩(wěn)定能力要弱于瀝青質(zhì)[47]。

Fingas等[29]采用模擬油研究了膠質(zhì)、瀝青質(zhì)對乳狀液穩(wěn)定性的影響，指出油相中不同的膠質(zhì)/瀝青質(zhì)比例會導(dǎo)致形成具有不同穩(wěn)定性的乳狀液。Ali等[48]的研究指出，膠質(zhì)能夠增加瀝青質(zhì)在原油中的溶解度，減小瀝青質(zhì)與水滴之間的相互作用，當(dāng)膠質(zhì)/瀝青質(zhì)比例降低時，形成的乳狀液更加穩(wěn)定。Elsharkawy等[45]、Al-Sahhaf等[49]、Nour等[50]、Yang等[51]的研究指出，膠質(zhì)對瀝青質(zhì)有溶解作用，能夠改變?yōu)r青質(zhì)在油相中的聚集狀態(tài)，因而增大模擬油中膠質(zhì)/瀝青質(zhì)比例，可使乳狀液變得不穩(wěn)定。Alvarez等[52]的研究則表明，膠質(zhì)聚集體的極性要弱于瀝青質(zhì)聚集體，所形成的乳狀液穩(wěn)定性也較差。

2.4 蠟晶和固體微粒對乳化特性的影響

原油中的固體小顆粒等機械雜質(zhì)，與蠟晶一樣，也可以附著在油水界面上，增加界面膜的強度，從而提高乳狀液的穩(wěn)定性。Poindexter等[58]的研究指出，原油中的無機固體含量是決定原油乳狀液穩(wěn)定性的最關(guān)鍵因素之一，無機固體含量越高，形成的乳狀液越穩(wěn)定。Li等[59]研究了鋰皂石黏土顆粒對乳狀液穩(wěn)定性的影響，指出鋰皂石黏土顆粒不僅可以增加連續(xù)相的黏度，還能夠附著在油水界面上，阻礙液滴聚并，促進乳狀液穩(wěn)定。Gavrielatos等[60]研究了固體納米顆粒對油水乳狀液穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)隨著納米顆粒濃度的增加，油水分離過程的速率逐漸降低，并且固體納米顆粒的大小也是一個關(guān)鍵因素，大顆粒不能像小顆粒那樣有效穩(wěn)定乳狀液。

2.5 酸性化合物對乳化特性的影響

原油中的極性化合物主要包括酸類、醇類、酯類及其他含氮化合物等[61-62]。目前普遍認為，原油中的酸性化合物可與其他物質(zhì)(如堿性物質(zhì))發(fā)生反應(yīng)，生成具有界面活性的新物質(zhì)，對油水界面性質(zhì)及乳狀液的穩(wěn)定起重要作用。Arla等[63]的研究認為，原油中的酸性物質(zhì)可以促進乳狀液的形成和穩(wěn)定，還可以影響乳狀液的類型。Poteau等[64]認為，原油中低分子質(zhì)量的界面活性物質(zhì)，如環(huán)烷酸，可以和瀝青質(zhì)相互作用，從而促進瀝青質(zhì)分子在油水界面的排列。Alvarado等[65]指出，原油中的酸性物質(zhì)可與金屬陽離子反應(yīng)，生成的鹽類具有穩(wěn)定乳狀液的作用。張路等[66]對不同條件下原油-堿水體系的動態(tài)界面張力特性進行了研究，指出原油中的有機酸組分在適當(dāng)?shù)碾x子強度和pH條件下能有效降低界面張力。

原油中酸性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和組成多種多樣，其界面活性與酸性化合物本身的性質(zhì)密切相關(guān)。Brandal等[67]利用模擬油-堿水體系進行實驗，研究了酸性物質(zhì)與金屬陽離子的相互作用對油水界面張力的影響。結(jié)果表明，界面張力的變化與酸性物質(zhì)的濃度和本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)。徐志成等[68]的研究表明，原油中酸性組分的組成與它們的相對分子質(zhì)量密切相關(guān)，并對界面活性起決定作用。在總酸組分的相對分子質(zhì)量較低的組分中，酸的側(cè)鏈以脂肪烴為主，具有較強的界面活性；而相對分子質(zhì)量較高的組分，其界面活性則較弱。Andersen等[69]通過對油水界面膜的研究發(fā)現(xiàn)，含有羧酸官能團，尤其是脂肪線性羧酸的物質(zhì)會優(yōu)先吸附在油水界面膜上，并且降低界面張力。Kilpatrick[23]也指出，原油中的羧基酸能夠有效降低界面張力，穩(wěn)定乳狀液，其性能因分子結(jié)構(gòu)和相對分子質(zhì)量的不同而差異較大。原油中還有另一類酸性物質(zhì)對乳狀液的穩(wěn)定也有較大影響，它們的分子結(jié)構(gòu)中存在一個或多個環(huán)烷狀官能團，并且在環(huán)烷狀官能團上常常帶有烷烴支鏈，通常稱之為環(huán)烷酸[70]。Muller等[71]的研究表明，環(huán)烷酸是吸附在原油-水界面的主要物質(zhì)之一，對于增強界面膜強度、穩(wěn)定乳狀液起重要作用。Horvath-Szabo等[72]指出，環(huán)烷酸鈉鹽在油水界面上能夠形成液體結(jié)晶膜，從而增強乳狀液的穩(wěn)定性。

3 水相組成對原油-水兩相體系乳化特性的影響

3.1 水相礦化度及無機鹽種類對乳化特性的影響

水相中無機鹽的存在對油水界面張力的影響顯著。Ling等[73]的研究發(fā)現(xiàn)，在油水體系中加入NaCl或CaCl2兩種無機鹽，均能使油水界面張力下降，并且無機鹽濃度越高，界面張力下降越明顯。王頔等[74]在對改進復(fù)合堿驅(qū)提高采收率的研究中發(fā)現(xiàn)，復(fù)合驅(qū)中無機鹽的加入可以顯著降低界面張力。這是由于金屬鹽離子會影響表面活性劑離子膠束的擴散雙電層結(jié)構(gòu)，使得具有界面活性的離子更容易吸附在油水界面上，進而降低界面張力。丁德磐等[75]研究發(fā)現(xiàn)油水界面張力隨NaCl溶液濃度的增大，呈現(xiàn)先減小、后增大的趨勢。另一些研究[76-77]則發(fā)現(xiàn)，在地下油藏的高壓環(huán)境下，低礦化度的油水體系呈現(xiàn)出更低的界面張力。

不同離子對油水界面張力的影響存在差異。Karnanda等[78]研究了鹽溶液的礦化度和離子構(gòu)成對界面張力的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)乳化劑濃度較低時，不同礦化度和離子構(gòu)成的鹽溶液會對界面張力的變化產(chǎn)生不同的影響。Wang等[79]的研究發(fā)現(xiàn)，對于同一種原油，CaCl2溶液的界面張力比NaCl溶液更低，并且由CaCl2溶液比NaCl溶液制備的乳狀液更加穩(wěn)定。Hamouda等[80]研究了Na2SO4和MgCl2對油水界面張力的影響，指出當(dāng)Mg2+存在時，油水界面張力在很大溫度范圍內(nèi)都保持較低的值。

水相中的離子通過影響油水界面的性質(zhì)，從而對乳狀液的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。Jiang等[81]的研究指出，無機鹽的加入有助于W/O乳狀液的形成和穩(wěn)定，且隨著礦化度的增加，乳狀液的穩(wěn)定性逐漸增強。Márquez等[82]對采用聚甘油蓖麻醇酯作為乳化劑的W/O型乳狀液的穩(wěn)定性進行了研究，結(jié)果表明，CaCl2的加入使得乳狀液更加趨于穩(wěn)定。這是由于Ca2+的加入可以使液滴粒徑及液滴之間的引力減小，并且可以增加乳化劑在界面膜的吸附量。Sainath等[83]的研究發(fā)現(xiàn)，無機鹽的加入可以增強表面活性劑在油水界面的吸附，延長液滴聚并的時間，進而增強水包油(oil-in-water,O/W)型乳液的穩(wěn)定性。Dudek等[84]在其研究中指出，在油水體系中，Ca2+能夠與游離的環(huán)烷酸分子在油水界面上結(jié)合形成復(fù)合物，使乳狀液穩(wěn)定。

3.2 水相酸堿度對乳化特性的影響

水相的酸堿度對油水兩相體系乳化特性的影響也很顯著。當(dāng)水相pH較高時，原油中的酸性化合物可以與堿發(fā)生反應(yīng)，生成新的界面活性物質(zhì)，從而提高原油與水的乳化程度，增加乳狀液的穩(wěn)定性(圖5)。Daaou等[85]研究了pH對阿爾及利亞原油乳化特性的影響，發(fā)現(xiàn)中性環(huán)境比酸性環(huán)境更有利于乳狀液的穩(wěn)定。在酸性環(huán)境中，油水界面上的電荷密度增加，靜電斥力造成界面層破壞，使乳狀液的穩(wěn)定性降低。Kumar等[86]的研究也表明，隨著水相pH的增大，乳狀液的穩(wěn)定性顯著增強。

圖5 不同pH的Na2SO4溶液與原油的乳化實驗結(jié)果[4]

但是，也有一些研究發(fā)現(xiàn)，在強酸環(huán)境下，原油乳狀液的穩(wěn)定性反而更強。Subramanian等[87]研究了強酸、強堿環(huán)境對W/O原油乳狀液穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)向水相中加入強酸可以增強輕質(zhì)原油乳狀液的穩(wěn)定性，而加入強堿會使輕質(zhì)原油乳狀液的穩(wěn)定性下降。Elsharkawy等[45]的研究認為，乳狀液的穩(wěn)定性隨著pH的增大而增強，但當(dāng)pH很低(pH<2)時，乳狀液的穩(wěn)定性反而較強。Al-Sahhaf等[49]在其研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水相pH從2增加到10時，乳狀液的穩(wěn)定性逐漸降低。Poteau等[64]的研究認為，較低的pH能夠增加瀝青質(zhì)官能團的電性，從而增強瀝青質(zhì)的界面活性。

4 研究展望及建議

關(guān)于混合條件對原油-水兩相體系乳化特性的影響方面，目前中外研究的局限性主要包括：一方面，大多是針對剪切過后乳狀液在靜態(tài)條件下的穩(wěn)定性進行研究，缺乏系統(tǒng)地對流動條件下油水體系乳化特性的研究；另一方面，這些研究得出的主要是定性結(jié)論，而定性結(jié)論無法應(yīng)用于多相流工藝計算，缺乏相應(yīng)的定量關(guān)系式。對于油田實際多相流管道，流動條件下的乳化含水率是影響油水兩相或油氣水多相流動特性的關(guān)鍵，因而準確確定流動條件下的乳化含水率是一個重要的工程問題。在中國大部分油田都已進入高含水開發(fā)階段的背景下，由于采出液含水率很高，原油只能將其中一部分水乳化，形成的是既含有乳化水又含有游離水的不穩(wěn)定混合體系。如何有效區(qū)分混合體系中的乳化水與游離水，并準確獲取流動條件下的乳化含水率是應(yīng)該關(guān)注的重點問題，也是難點問題。因此，今后的研究應(yīng)重點著眼于兩點：一是探尋測量或計算流動條件下原油乳化含水率的方法；二是建立具有普適性的流動條件下原油乳化含水率預(yù)測模型，以便應(yīng)用于多相流工藝計算。

關(guān)于原油組成對原油-水兩相體系乳化特性的影響方面，總體來說，前人已經(jīng)對原油中各種組分影響油水兩相體系乳化特性的規(guī)律進行了較為全面的研究，對其中的作用機理和影響效果也進行了較為深入的分析。但是，這些研究得到的基本上都是定性結(jié)論，而定性的結(jié)論不能滿足多相流中相關(guān)計算的需要。因此，開展油水兩相體系的乳化特性與原油組成之間定量關(guān)系的研究勢在必行，也是使得建立的數(shù)學(xué)模型能夠適用于不同原油的唯一途徑。

關(guān)于水相組成對原油-水兩相體系乳化特性的影響方面，水相的礦化度、無機鹽種類及酸堿度對油水兩相體系的乳化特性都有重要影響。這些因素對乳化特性的影響規(guī)律及作用機理，前人在各自的領(lǐng)域進行了很多具體的研究。但是，由于研究者所處的領(lǐng)域不同，根據(jù)各自的需要所研究的無機鹽種類也不盡相同，大多針對性較強地對某一種或若干種無機鹽的影響研究得比較深入，得到的結(jié)論也存在著差異?？偟膩碚f，目前所研究的無機鹽種類有限，對全面掌握油田采出水中的各種離子對乳化特性的影響還有較大差距。因此，應(yīng)該以油田實際情況為基礎(chǔ)，對多種不同的無機鹽進行研究，這樣才能更全面地了解水相組成對乳化特性的影響。另外，前人的研究更多注重于乳狀液的穩(wěn)定性，且研究結(jié)論基本上都是定性的。開展相關(guān)的定量研究工作，并建立相應(yīng)的定量關(guān)系式，將有助于從定量上了解水相的各種因素對油水兩相體系乳化特性的影響，也能進一步應(yīng)用到多相流的相關(guān)計算中。

5 結(jié)論

原油乳狀液的形成會對多相流的流動特性產(chǎn)生顯著影響，研究原油-水兩相體系的乳化特性，對深入了解多相流的流動規(guī)律具有重要意義。通過對中外研究進展的梳理、總結(jié)，認識到為了使原油-水兩相體系乳化特性的研究進一步深化，今后的研究重點應(yīng)從原油乳狀液的靜態(tài)穩(wěn)定性研究向流動乳化特性研究轉(zhuǎn)變，從單一影響因素研究向綜合性影響因素研究轉(zhuǎn)變，從定性研究向定量研究轉(zhuǎn)變，以期使相關(guān)研究成果更好地應(yīng)用于多相流領(lǐng)域的實際工程問題。