聚合物驱是提高原油采收率的主要技术之一，相比水驱具有驱油效果好、提高采收率幅度大等优点，但聚驱采出液的处理特别是含有残余聚合物的含油污水(简称含聚污水)的处理相对水驱采出液的处理却困难许多。含聚污水中残余聚合物在水相中会增加水相黏度，在界面处会增加油-水界面黏弹性，导致油滴在水中稳定性增强，处理难度增大。目前可以用来处理含聚污水的絮凝剂(油田也称为清水剂)主要有三大类：阳离子清水剂、两性离子清水剂和非离子清水剂。众多文献已经报道了关于这些清水剂的合成和性能评价，但是关于上述3种清水剂在微观上如何影响油滴稳定性的对比研究却较少。笔者选取了3种典型清水剂，利用液滴聚并法系统研究了在模拟残余聚合物水溶液中清水剂对不同原油组分界面稳定性的影响，对比了它们破坏油滴稳定性时作用过程的不同。

1实验部分

1.1原料、试剂和仪器

阳离子清水剂PAM-DAC由SNF公司提供，黏均相对分子质量为7.2×106g/mol，阳离子度为35%；两性离子清水剂PDM-XS自制，黏均相对分子质量为1.8×106g/mol，阳离子单体与阴离子单体的质量比为92/8；非离子清水剂DMEA1231参照文献合成，数均相对分子质量为4200 g/mol。原油，中海油研究总院提供，其四组分(饱和分、芳香分、胶质和沥青质)参照中华人民共和国石油化工行业标准NB/SH/T0509-2010《石油沥青四组分测定法》进行分离。驱油用疏水改性聚丙烯酰胺(HMPAM)，中海油研究总院提供。甲苯、正庚烷，均购自成都科龙化学试剂厂。

图1不同类型清水剂的结构式

dIFT双通道动态界面张力仪，芬兰Kibron公司产品；DSA30界面参数一体测量仪，德国KRÜSS GmbH公司产品。

1.2聚合物的降解及溶液配制

将HMPAM用蒸馏水溶解后(5000 mg/L)，使用高压汞灯照射30 min，得到黏均相对分子质量为2.08×105g/mol的模拟残余聚合物。之后将聚合物溶液稀释至60μg/g，同时加入1%的NaCl备用。

1.3油滴聚并实验

以甲苯与正庚烷(体积比为1/1)为溶剂，将不同原油组分配制成为质量分数1%的溶液作为油相，以模拟残余HMPAM溶液为水相，利用如图2所示的实验装置：由微量注射泵、弯钩以及可加热水槽组成，开展油滴聚并实验以评价液滴稳定性(或界面稳定性)。利用微量注射泵(可间断注射)通过弯钩注射30个30μL的油滴，由于密度差的原因，油滴会在样品池中上浮；在样品池上层有一层油相，油滴上浮碰到油相时开始计时，当油滴完全和油相融合时停止计时，这一段时间可以定义为油滴的聚并时间；这期间的过程利用快速摄像录下，然后分桢计算后，得到所需聚并时间。

图2油滴聚并实验装置简图

根据Cockbain理论，油滴聚并速率常数(k)可反映油滴的稳定性，见公式(1)

其中，N为某一时间内未聚并的油滴数目，N0为考察的油滴总数(N0=30)，t为油滴的聚并时间，C为常数。

实验过程中，首先在水相中不加入清水剂，测定不同原油组分油滴的聚并速率常数记为k0，加入清水剂后实验测得油滴聚并速率常数记为k，则(k-k0)/k0的大小可以反映清水剂对油滴聚并速率的影响，如果其为正值即促进聚并，其为负值即阻碍聚并。

2结果与讨论

2.1不同原油组分油滴在含聚水相中聚并行为对比

图3为不同原油组分油滴的聚并速率常数。由图3可知，不同温度下胶质和沥青质油滴的聚并速率常数远小于饱和分和芳香分，即在含聚水相中由胶质和沥青质形成的油-水界面稳定性更高，破裂更难。换言之，可使油滴在含聚水相中稳定存在的原油组分为胶质和沥青质，其中胶质的稳定性作用大于沥青质。沥青质、胶质是键接各种极性基团(主要有含氧、含硫和含氮基团，如羰基、羧基、羟基、酚羟基、硫醚、吡咯和吡啶等)的大分子有机化合物，在油-水界面具有较强的界面活性，故可稳定油滴。一般而言，胶质的相对分子质量及极性基团含量均小于沥青质。胶质的稳定性作用大于沥青质，可能是由于其相对分子质量小，分子间作用力小于沥青质分子间作用力，所以有可能胶质更易与含聚水相中的聚合物发生作用，从而增强油滴稳定性。

图3不同原油组分油滴的聚并速率常数(k0)