沥青质是原油里面的一种活性组分，对原油乳状液稳定性起着重要作用。采用界面张力仪、表面黏弹性仪研究了从渤海SZ36-1油田A7井原油中提取的沥青质组分配制成的模拟油与A7井模拟水间的界面张力、界面剪切黏度，并利用纳米粒度分析仪测定了不同质量浓度沥青质溶液的粒径分布形态。研究表明，沥青质模拟油–模拟水体系界面张力随沥青质质量浓度增加而逐渐降低；沥青质质量浓度为1、3、5 mg/L时，沥青质模拟油–模拟水体系界面剪切黏度随沥青质质量浓度增加而增加；沥青质质量浓度介于10～30 mg/L时，沥青质模拟油–模拟水体系界面剪切黏度随沥青质质量浓度增加而减小；沥青质质量浓度介于30～100 mg/L时，沥青质模拟油–模拟水体系界面剪切黏度随沥青质质量浓度增加变化不大。沥青质质量浓度低于20 mg/L时，沥青质在二甲苯–煤油体系中粒径分布均一，且随着沥青质质量浓度增加，沥青质分散粒径增大；沥青质质量浓度高于20 mg/L时，沥青质在二甲苯–煤油体系中粒径分布范围较宽，且出现多个峰值，沥青质分子呈缔合分布状态。该研究成果有助于沥青质对原油乳状液稳定性影响机理的研究，对油田采出液进行破乳分离具有一定的指导意义。

1.引言

沥青质不溶于低级正构烷烃(C5～C8)，能溶于苯或甲苯等芳香烃，较原油中其他组分相对分子量大、极性强。沥青质是原油中的一种天然乳化剂，对原油乳状液的稳定性起着重要作用。许多研究表明，对于大多数原油来说，沥青质都属于原油中乳化能力最强的组分，对乳化起着重要作用，无论以何种分散状态存在，沥青质作为天然的乳化剂都能使原油乳状液形成稳定的乳状液。沥青质的相对分子质量大，其中杂原子含量高，极性基团多，沥青质分子极易吸附在油水界面形成界面膜，这种界面膜不仅排列致密且机械强度高，能阻止水滴聚并，增加乳状液稳定性。沥青质分子很容易发生缔合，通常以聚集体的形式存在于原油中，并且在原油中容易形成空间网状结构，可以形成一定强度的保护性薄膜，提高乳状液的稳定性。当溶液中油水两相共存时，由于沥青质分子极性强，油相中沥青质分子会向油水界面移动并吸附，吸附在油水界面上的沥青质分子首先形成单分子膜层，浓度较高时形成次层，从而构成稳定的界面膜，稳定W/O乳状液。

乳状液体系稳定性主要通过2种测试手段来评价：一是测定油水体系界面张力；二是测定油水体系界面剪切黏度。界面张力的大小主要取决于聚集在油水界面上活性组分浓度的大小。界面张力越低，乳状液越稳定。界面剪切黏度的大小取决于油水界面是否有稳定的膜结构形成，以及成膜分子排列的紧密程度和成膜分子间相互作用力的大小。界面剪切黏度的大小是反映油水界面膜强度的一项指标，其值越高，原油乳状液越稳定。

沥青质在乳状液中的分散状态也会影响其稳定性。研究表明，沥青质分子中杂原子含量越高，其极性越大，缔合性越强，缔合数越高，缔合体粒径越大。沥青质分子的缔合作用与溶剂类型相关，不同溶剂中沥青质分子缔合程度不同，粒径分布不同。

笔者通过测定沥青质模拟油与模拟水间界面张力、界面剪切黏度来考察沥青质在油水界面的聚集程度，测定沥青质在二甲苯–煤油体系中的粒径分布状态来考察沥青质在油相中的分散缔合状态，进而分析沥青质对油水乳状液稳定性的影响。

2.试验部分

2.1.试验材料与仪器

原油(渤海SZ36-1油田A7井原油)，煤油(燕山石化公司炼油厂生产)，二甲苯、氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、氯化镁、碳酸氢钠和无水氯化钙(分析纯)。

模拟水组分及质量浓度：NaCl为7536.6 mg/L，NaHCO3为808.6 mg/L，Na2CO3为154.8 mg/L，CaCl2为95.3 mg/L，Na2SO4为197.4 mg/L，MgCl2为397.1 mg/L。

采用芬兰Kibron dIFT双通道动态界面张力仪测定油水界面张力，日本协和SVR·S型界面黏弹性仪测定油水界面剪切黏度，英国Zetasizer Nano-ZS型纳米粒度及Zeta电位分析仪测定沥青质体系粒径分布。

2.2.沥青质的提取

沥青质的提取方法按《石油沥青组分测定法》(SH/T 0509-92)执行。首先将10 g原油和500 mL正庚烷进行混合，搅拌24 h，过滤；然后将滤纸、沉淀一起放入索氏抽提器中用正庚烷反复抽提；再用甲苯抽提滤纸至抽提液接近无色；最后将抽提液蒸馏去除甲苯后，放入真空干燥箱中干燥，即得到沥青质。

2.3.模拟油的配制

由于沥青质不溶于低级正构烷烃而溶于苯或甲苯类溶剂，为了使沥青质分散程度较好，试验准确度较高，选取体积比为2:8的二甲苯和煤油的混合溶液作为溶剂。试验所需沥青质模拟油配制方法如下：称取一定质量的沥青质并将其溶解于体积比为2:8的二甲苯和煤油的混合溶液中，配制成沥青质模拟油，摇匀，并用超声波仪超声10 min，使其完全溶解。