酸堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)pH 控制的可逆乳狀液轉(zhuǎn)相的影響

劉 飛，王彥玲，王學(xué)武，代曉東，王 碩

（1. 中國石油大學(xué)勝利學(xué)院 油氣工程學(xué)院，山東 東營257061；2. 中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院，山東 青島266580）

乳狀液分為油包水型乳狀液［1?2］、水包油型乳狀液［3?4］和多重乳狀液，多重乳狀液從某種意義上是油包水乳狀液和水包油乳狀液的復(fù)合［5］。可逆乳狀液可以通過改變外界條件，在水包油型乳狀液和油包水型乳狀液之間可逆轉(zhuǎn)化，通過實(shí)現(xiàn)不同階段在不同類型乳狀液之間的轉(zhuǎn)變，達(dá)到最佳的使用效果［6］。

現(xiàn)階段研究的可逆乳狀液的控制因素主要有：pH［3,7］、溫度［4］、鹽度［8?9］、pH 與溫度協(xié)同［10］、光等［11］。其中基于pH 控制的可逆乳狀液具有轉(zhuǎn)相可控性好、對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)被人們重視，廣泛應(yīng)用于可逆乳化鉆井液等領(lǐng)域。可逆乳化鉆井液體系為通過控制體系的酸堿性，使鉆井液在鉆井、完井的不同階段，在油包水和水包油乳化鉆井液之間轉(zhuǎn)化，即在鉆井階段具有油基鉆井液的性能［12］，而在完井階段及其后續(xù)操作中，通過添加水溶性酸，可變成水包油型乳化鉆井液，將油基鉆井液和水基鉆井液的優(yōu)勢結(jié)合起來，達(dá)到理想的鉆完井效果［13?15］。

基于前期在可逆乳狀液制備和酸堿類型對(duì)可逆乳狀液轉(zhuǎn)相性能影響方面的研究成果［16］，了解到油田現(xiàn)場用工業(yè)HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為15%~20%，而可逆乳狀液室內(nèi)研究為了將可逆乳狀液轉(zhuǎn)相過程細(xì)化,所用HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為5% 左右［16?17］，且不同批次油田現(xiàn)場用工業(yè)HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)差別較大，考慮酸堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)酸堿所能提供的H+/OH-數(shù)量起決定性作用，而H+/OH-是影響可逆乳狀液可逆轉(zhuǎn)相的關(guān)鍵，本文重點(diǎn)研究酸堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液轉(zhuǎn)相性能的影響。 對(duì)比HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、20% 時(shí)可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相過程和NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、20% 時(shí)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相過程,研究酸堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液可逆轉(zhuǎn)相過程的影響,并討論該影響產(chǎn)生的機(jī)理。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 藥品

乳化劑DMOB，實(shí)驗(yàn)室自制；斯卡蘭5#白油，工業(yè)級(jí)，上海松行貿(mào)易發(fā)展有限公司；HCl、NaOH，分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；去離子水，自制。

1.2 儀器

DWY?2A 型智能電穩(wěn)定性測試儀，青島新領(lǐng)機(jī)電科技有限公司；FLAKO FA25 高剪切分散乳化攪拌機(jī)，上海弗魯克流體機(jī)械制造有限公司；雷磁電導(dǎo)率儀DDS?307，上海精科儀器有限公司；FA1004電子天平，上海方瑞儀器有限公司；XSP?11CE 透反生物顯微鏡，上海長方光學(xué)儀器有限公司；雷磁PHSJ?3F 實(shí)驗(yàn)室pH 計(jì)，上海精科儀器有限公司；Brookhaven Zeta 電位及粒度分析儀，布魯克海文公司。

1.3 方法

1.3.1 初始可逆乳狀液的制備 將2.5 g 乳化劑DMOB 與100 mL 斯卡蘭5#白油混勻，向其中加入100 mL 去離子水，在12 000 r/min 下攪拌10 min，形成初始油包水乳狀液。記作Ⅰ型乳狀液。

1.3.2 可逆乳狀液轉(zhuǎn)相性能研究 文中乳狀液體系中酸液或堿液所加入的質(zhì)量分?jǐn)?shù)用加量表述，以下同。

酸致轉(zhuǎn)相：進(jìn)行不同組別的平行實(shí)驗(yàn)，每組均取100 mL Ⅰ型乳狀液，向不同組別乳狀液中分別加入不同體積的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、10%、20% 的HCl，在12 000 r/min 下攪拌5 min，對(duì)各組乳狀液破乳電壓、電導(dǎo)率、靜置穩(wěn)定性、pH、分散液滴形貌進(jìn)行測試。將HCl（質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%）加量為0.6% 組別制備的水包油乳狀液記作Ⅱ型乳狀液。

堿致轉(zhuǎn)相（酸致轉(zhuǎn)相后）：進(jìn)行不同組別的平行實(shí)驗(yàn)，每組均取100 mL Ⅱ型乳狀液，向不同組別乳狀液中分別加入不同體積的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、10%、20% 的NaOH 溶液，在12 000 r/min 下攪拌5 min，對(duì)各組乳狀液破乳電壓、電導(dǎo)率、靜置穩(wěn)定性、pH、分散液滴形貌進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相影響

不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HCl（5%、10%、20%）為乳狀液轉(zhuǎn)相的pH 調(diào)節(jié)劑時(shí)，乳狀液破乳電壓、電導(dǎo)率隨酸液加量的變化結(jié)果見圖1。

圖1 HCl 對(duì)可逆乳狀液破乳電壓、電導(dǎo)率的影響Fig.1 The effect of the acid on the emulsion?breaking voltage and conductivity of the emulsion in the process of the acid?touch phase inversion

實(shí)驗(yàn)研究得出，酸液加量為0 的油包水乳狀液指標(biāo)為：破乳電壓（130 V）、電導(dǎo)率（0）、靜置24 h 后析油率（5%）、靜置24 h 后析水率（0）、pH（8.0）。由圖1 可見，不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HCl 所對(duì)應(yīng)的可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)的酸液加量為：HCl（質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%）加量為0.375% 時(shí)可逆乳狀液可實(shí)現(xiàn)酸致轉(zhuǎn)相；HCl（質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%）加量為0.181% 時(shí)可逆乳狀液可實(shí)現(xiàn)酸致轉(zhuǎn)相；HCl（質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%）加量為0.084% 時(shí)可逆乳狀液可實(shí)現(xiàn)酸致轉(zhuǎn)相。按照HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同，測試可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處體系的pH。

HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)，乳狀液轉(zhuǎn)相點(diǎn)處pH 為：HCl（質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%）加量為0.375% 時(shí)可逆乳狀液可實(shí)現(xiàn)酸致轉(zhuǎn)相，乳狀液體系pH 為6.9；HCl（質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%）加量為0.181% 時(shí)可逆乳狀液可實(shí)現(xiàn)酸致轉(zhuǎn)相，乳狀液體系pH 為6.9；HCl（質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%）加量為0.084% 時(shí)可逆乳狀液可實(shí)現(xiàn)酸致轉(zhuǎn)相，乳狀液體系pH 為6.8。即在酸液濃度不同時(shí)，可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處pH 基本一致。原因?yàn)椋嚎赡嫒闋钜核嶂罗D(zhuǎn)相的本質(zhì)是可逆乳化劑質(zhì)子化，而可逆乳化劑質(zhì)子化的決定性影響因素是H+濃度[18]，使用不同濃度酸液時(shí)乳狀液體系油水比變化不大，其余影響因素均一致，故可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處H+濃度基本一致，表現(xiàn)為pH 基本一致。

不同HCl 加量乳狀液微觀形態(tài)見圖2。

圖2 不同HCl 加量乳狀液微觀形態(tài)Fig.2 Microscopic morphology of the emulsion with different hydrochloric acid addition volume

由圖2 可以看出，按照HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化改變HCl 加量后，可以得到基本相似的可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相微觀過程，即HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相微觀過程影響不大。

考慮HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)，會(huì)對(duì)HCl 密度產(chǎn)生影響，進(jìn)而會(huì)對(duì)H+濃度產(chǎn)生影響，故針對(duì)HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)的影響進(jìn)行進(jìn)一步分析。首先，測試不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HCl 的密度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HCl 密度（20 ℃）Table 1 The density of the hydrochloric acid with different mass fraction (20 ℃)

由表1 可見，當(dāng)HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)，對(duì)其密度有較大影響。 故在考慮HCl 密度的情況下，針對(duì)HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相過程的影響進(jìn)行進(jìn)一步分析。設(shè)定：HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a，%；HCl 密度為b，g/cm3；HCl 加入體積為c，mL；HCl 物質(zhì)的量濃度為d，mol/L；HCl 物質(zhì)的量為e，mol。不同參數(shù)存在如式（1）、（2）的關(guān)系。

圖3 為乳狀液體系pH 對(duì)可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相過程破乳電壓、電導(dǎo)率的影響。

圖4 為酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)影響示意。HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)，乳狀液轉(zhuǎn)相點(diǎn)pH差別不大（見圖4），這是由于不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HCl 所攜帶水相體積變化較小，故對(duì)可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)pH 影響較小。

分析酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相的影響：①在“a×c”值相同的情況下，HCl 密度b越高，加入HCl 物質(zhì)的量e越多。而密度b隨HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高而增大。即在“a×c”值相同的情況下，加入的HCl 物質(zhì)的量e隨HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高而升高。從這個(gè)角度講，隨HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處“a×c”值減小。②在“a×c”值相同的情況下，加入HCl 包含H2O 的量隨HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高而減少。從這個(gè)角度講，隨HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處“a×c”值增大。二者對(duì)比，加入HCl 包含H2O 的量與乳狀液整體水相體積相比所占比例很少，其對(duì)乳狀液轉(zhuǎn)相點(diǎn)影響較小，由不同HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)pH 一致亦可印證該結(jié)論（見圖3）。而不同濃度HCl 密度差別較大（見表1），HCl 的加量為可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相的關(guān)鍵影響因素，即其加量的變化對(duì)可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相影響較大。故隨HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處“a×c”值減小。經(jīng)過上述綜合分析及示意圖分析可知（見圖4），由于HCl密度隨HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大導(dǎo)致乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處“a×c”值隨HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而減小。該分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，即在HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、10%、20% 時(shí)，乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)“a×c”值分別為1.875、1.813、1.688，可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處“a×c”值隨HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而減小。狀液剛完成酸致轉(zhuǎn)相，油水界面乳化劑HLB 值并不處于最佳的穩(wěn)定水包油乳狀液的值，即水包油乳狀液穩(wěn)定性較差，靜置24 h 后析水率、析油率較高。

圖3 乳狀液體系pH 對(duì)可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相過程破乳電壓、電導(dǎo)率的影響Fig.3 The effect of the pH on the emulsion?breaking voltage and conductivity of the emulsion in the process of the acid?touch phase inversion

圖4 酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)影響示意Fig.4 The effect of the acid solution mass fraction on the acid touch phase inversion point of the reversible invert emulsion

對(duì)比不同HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下，可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相過程中形成各組乳狀液靜置穩(wěn)定性，由于在不同酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下，相同酸液加量對(duì)實(shí)際H+濃度影響很大，對(duì)比析水率、析油率隨乳狀液體系pH 變化趨勢，結(jié)果見圖5。

由圖5 可見，在HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)，可逆乳狀液析水率、析油率隨pH 的變化基本一致，綜合考慮不同HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)可逆乳狀液微觀酸致轉(zhuǎn)相過程相似度較高（見圖2），即酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相過程中各階段形成的乳狀液穩(wěn)定性影響不大。不同酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)乳狀液酸致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處析水率與析油率均較高（見圖5）。主要原因是乳

可逆乳狀液隨HCl 加量增加的變化過程對(duì)應(yīng)的是可逆乳化劑隨HCl 加量增加的變化過程，乳狀液液滴表面的帶電性是由組成其油水界面的表面活性劑帶電性決定的，故對(duì)乳狀液液滴表面帶電性（Zeta 電位）進(jìn)行測試可以表征乳狀液油水界面的表面活性劑組成[19]。由于油包水乳狀液外相為油相，導(dǎo)電性較差，對(duì)Zeta 電位的測試造成困難。故針對(duì)可逆乳狀液酸致（HCl）轉(zhuǎn)相過程中水包油乳狀液階段各組乳狀液的Zeta 電位進(jìn)行測試，分析此過程中表面活性劑在油水界面分布的變化。

表2 為HCl 對(duì)O/W 乳狀液Zeta 電位的影響。由表2 可見，隨HCl 加量的增加，乳狀液Zeta 電位有增大的趨勢，這是由于隨HCl 的加入，吸附于油水界面的非離子型表面活性劑逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子型表面活性劑，導(dǎo)致乳狀液液滴表面帶電性增加。乳狀液Zeta 電位在HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.600% 后基本穩(wěn)定，此時(shí)乳狀液體系pH 為6，之后隨HCl 加量增加，乳狀液液滴表面的帶電性不再發(fā)生明顯變化。即在其它影響因素不變的情況下，可逆乳狀液體系pH為6 時(shí)，油水界面的非離子型表面活性劑可基本完全轉(zhuǎn)化為離子型表面活性劑。基于此，后續(xù)所有可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相實(shí)驗(yàn)所用初始水包油乳狀液為：HCl（質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%）加量為0.600% 所制備pH 為6的水包油乳狀液[20]。

表2 HCl 對(duì)O/W 乳狀液Zeta 電位的影響Table 2 The effect of the acid on the Zeta potential of the O/W emulsion

2.2 堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相影響

不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)NaOH 溶液（5%、10%、20%）為乳狀液轉(zhuǎn)相的pH 調(diào)節(jié)劑時(shí)，乳狀液破乳電壓、電導(dǎo)率隨NaOH 溶液加量的變化結(jié)果見圖6。堿液加量為0 的水包油乳狀液（pH=6）指標(biāo)為：破乳電壓（0）、電導(dǎo)率（1 002 μS·cm-1）、靜置24 h 后析油率（0）、靜置24 h 后析水率（0）。 由圖6 可見，NaOH（質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%）溶液加量為0.475% 時(shí)可逆乳狀液可實(shí)現(xiàn)堿致轉(zhuǎn)相；NaOH 溶液（10%）加量為0.225%時(shí)可逆乳狀液可實(shí)現(xiàn)堿致轉(zhuǎn)相；NaOH 溶液（20%）加量為0.106% 時(shí)可逆乳狀液可實(shí)現(xiàn)堿致轉(zhuǎn)相。

NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)，乳狀液轉(zhuǎn)相點(diǎn)pH 為：NaOH 溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%）加量為0.475% 時(shí)可逆乳狀液可實(shí)現(xiàn)堿致轉(zhuǎn)相，此時(shí)乳狀液體系pH 為7.5；NaOH 溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%）加量為0.225% 時(shí)可逆乳狀液可實(shí)現(xiàn)堿致轉(zhuǎn)相，此時(shí)乳狀液體系pH為7.5；NaOH 溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%）加量為0.106%時(shí)可逆乳狀液可實(shí)現(xiàn)堿致轉(zhuǎn)相，此時(shí)乳狀液體系pH為7.5。即NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)，可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)pH 一致。原因?yàn)椋嚎赡嫒闋钜簤A致轉(zhuǎn)相的本質(zhì)原因是可逆乳化劑去質(zhì)子化，而可逆乳化劑去質(zhì)子化的決定性影響因素是OH-濃度，使用不同濃度堿液時(shí)乳狀液體系油水比變化不大，故可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處OH-濃度基本一致，表現(xiàn)為pH 基本一致。

圖6 NaOH 溶液對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相過程破乳電壓、電導(dǎo)率的影響Fig.6 The effect of the base on the emulsion?breaking voltage and conductivity of the emulsion in the process of the base?touch phase inversion

圖7 為不同NaOH 溶液加量乳狀液微觀形態(tài)。由圖7 可知，在NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)，按照NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同改變NaOH 溶液加量后，可以得到相似的可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相微觀過程，即NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相微觀過程影響不大。NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)會(huì)影響NaOH 溶液密度，進(jìn)而會(huì)對(duì)OH-濃度產(chǎn)生影響，故針對(duì)NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相的影響進(jìn)行進(jìn)一步分析，不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)NaOH 溶液的密度見表3。

由表3 可見，NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)其密度有較大影響。針對(duì)NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相影響進(jìn)行分析。 設(shè)定：NaOH 溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為f，%；NaOH 溶液密度為h，g/cm3；NaOH 溶液加入體積為z，mL；NaOH 溶液物質(zhì)的量濃度為k，mol/L；NaOH 物質(zhì)的量為p，mol。 不同參數(shù)存在如式（3）、（4）的關(guān)系。

圖7 不同NaOH 溶液加量乳狀液微觀形態(tài)Fig.7 Microscopic morphology of the emulsion with different NaOH sodium addition

表3 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)NaOH 溶液密度（20 ℃）Table 3 The density of the NaOH solution with different mass fraction (20 ℃)

圖8 為NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)影響示意。分析不同NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)的影響：①在“f×z”值相同的情況下，NaOH 溶液密度h越高，加入的NaOH 物質(zhì)的量p越大。而密度h隨NaOH 溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高而升高。即在“f×z”值相同的情況下，加入的NaOH物質(zhì)的量p隨NaOH 溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)f的升高而升高。從這個(gè)角度講，隨NaOH 溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處“f×z”值減小。②在“f×z”值相同的情況下，加入NaOH 溶液內(nèi)包含H2O 的量隨NaOH 溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高而減少。從這個(gè)角度講，隨NaOH 溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處“f×z”值減小。經(jīng)過上述綜合分析及示意圖分析可知（見圖8），隨NaOH 溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處“f×z”值減小。該分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，即在NaOH 溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%、10%、20% 時(shí)乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)“f×z”值分別為2.375、2.250、2.125，可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處“f×z”值隨NaOH 溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而減小。

圖8 NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)影響示意Fig.8 The effect of the NaOH solution concentration on the base touch phase inversion point of the reversible invert emulsion

圖9 為乳狀液體系pH 對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相過程破乳電壓、電導(dǎo)率的影響。由圖9 可以看出，堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、10%、20%NaOH 溶液時(shí)堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)pH 一致，即NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)pH 影響不大，這是由于不同濃度NaOH溶液所攜帶水相體積差別較小，故對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)pH 影響較小。

圖10 為pH 對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相析水率、析油率的影響。 由圖10 可見，NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同時(shí)，靜置24 h 后可逆乳狀液析水率、析油率隨pH 的變化基本一致，即NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相過程各階段乳狀液穩(wěn)定性影響不大。不同NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)條件下乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處析水率與析油率均較高。主要原因是此時(shí)可逆乳狀液剛完成堿致轉(zhuǎn)相，油水界面乳化劑HLB 值并不處于最佳的穩(wěn)定油包水乳狀液的值，即此時(shí)油包水乳狀液穩(wěn)定性較差[21?22]，靜置24 h 后析水率、析油率較高。

圖9 pH 對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相過程破乳電壓、電導(dǎo)率的影響Fig.9 The effect of the pH on the emulsion?breaking voltage and conductivity of the emulsion in the process of the base?touch phase inversion

圖10 pH 對(duì)可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相析水率、析油率的影響Fig.10 The effect of the pH on the emulsion?standing stability in the process of the base?touch phase inversion

3 結(jié) 論

（1）通過研究不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HCl/NaOH 溶液作為pH 調(diào)節(jié)劑，確定所研究HCl/NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)（5%、10%、20%）可逆乳狀液轉(zhuǎn)相性能良好。

（2）研究HCl/NaOH 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液轉(zhuǎn)相的影響。明確不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)HCl 作為可逆乳狀液酸致轉(zhuǎn)相pH 調(diào)節(jié)劑時(shí)可逆乳狀液有相似的酸致轉(zhuǎn)相過程，不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)NaOH 溶液作為可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相pH 調(diào)節(jié)劑時(shí)可逆乳狀液有相似的堿致轉(zhuǎn)相過程?？赡嫒闋钜核嶂罗D(zhuǎn)相點(diǎn)處“酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)×酸液體積”數(shù)值隨HCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而減小，可逆乳狀液堿致轉(zhuǎn)相點(diǎn)處“堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)×堿液體積”數(shù)值隨堿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而減小。酸堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同導(dǎo)致酸/堿密度不同，會(huì)對(duì)可逆乳狀液轉(zhuǎn)相點(diǎn)產(chǎn)生影響，酸堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同導(dǎo)致隨酸/堿加入乳狀液體系中的水相體積不同，也會(huì)對(duì)可逆乳狀液轉(zhuǎn)相點(diǎn)產(chǎn)生影響，但前者影響大于后者。

（3）基于本文研究成果，下一步在綜合考慮酸/堿類型對(duì)可逆乳狀液可逆轉(zhuǎn)化行為的影響、酸堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)可逆乳狀液可逆轉(zhuǎn)化行為的影響的前提下，研究酸/堿對(duì)可逆乳化鉆井液體系可逆轉(zhuǎn)化行為的影響，為可逆乳化鉆井液在油田的更廣泛應(yīng)用提供參考。