致密油乳状液的稳定性可以通过油水界面张力来分析，油水界面张力越低，乳状液稳定性越强。不同胶质含量致密油及含不同氧化程度胶质致密油的油水界面张力如表3所示。
随着致密油中胶质含量的增加，其与水的界面张力减小，说明胶质含量越高，乳状液稳定性越强。重度氧化胶质会大幅降低致密油与水的界面张力，不利于致密油乳状液稳定性的降低；而轻度氧化胶质可以增大致密油与水的界面张力，有效降低致密油乳状液的稳定性，降低破乳难度。
2.5 致密油组分和乳状液黏度分析
黏度是影响油水乳状液稳定性的重要因素，黏度越大，油中水滴的下落和碰撞速率越低，乳状液稳定性越强。致密油、致密油中提取的胶质和轻质油的黏温曲线如图6所示。
胶质的黏度大于致密油的黏度，而提取出的轻组分黏度远低于胶质和致密油，可见胶质是增大致密油黏度的重要因素。60 ℃下不同胶质含量致密油乳状液的黏度如图7所示。
随着胶质含量的增加，致密油乳状液的黏度增大。在60 ℃下，当剪切速率为10 s-1、胶质含量为5%时，致密油乳状液的黏度为0.058 Pa·s；而胶质含量为20%时，致密油乳状液的黏度为0.107 Pa·s，并且此时致密油乳状液的黏度随剪切速率的升高变化缓慢，可见胶质不仅能提高乳状液的黏度，还能提高乳状液的抗剪切能力。
不同氧化程度胶质的黏温曲线如图8所示。重度氧化会增大胶质的黏度，不利于降低致密油乳状液的稳定性。轻度氧化可降低胶质的黏度，有利于降低致密油乳状液的稳定性。不同氧化程度胶质致密油乳状液的黏度如图9所示。
在60 ℃条件下，当剪切速率为10 s-1时，重度氧化、轻度氧化和未氧化胶质的黏度分别为0.135、0.035和0.107 Pa·s。此外，重度氧化胶质致密油乳状液的黏度随剪切速率的提高变化较缓，说明其抗剪切能力更强。由此可知，重度氧化胶质会增强致密油乳状液的稳定性；轻度氧化胶质可以降低其致密油乳状液的黏度，减小水滴沉降阻力，提高水滴沉降和聚结速率，从而降低乳状液的稳定性。
2.6 乳状液界面流变学参数分析
乳状液水滴聚并之前，需要打开水滴外部的界面膜，因此界面膜的强度决定了水滴的结合程度。利用界面流变学参数可以判定油水乳状液的界面膜强度。储能模量又称弹性模量，反映界面膜的弹性。该值越高，达到一定弹性变形所需的应力越大，即界面膜的刚性越大，界面膜破裂越困难。损耗模量又称黏性模量，反映界面膜变形时的黏度损失。损耗模量与界面黏度成正比，也可以反映乳状液的界面膜强度，损耗模量越大，油水界面膜强度越大。
不同胶质含量致密油乳状液的储能模量和损耗模量如图10所示。随着胶质含量的增大，致密油乳状液的储能模量和损耗模量均增大，说明油水界面膜强度随胶质含量的提高而增大。在60 ℃下，当剪切速率为100 s-1、胶质含量为5%时，致密油乳状液的储能模量和损耗模量分别为2.071、2.588 Pa；而胶质含量为20%时，致密油乳状液的储能模量和损耗模量分别增至4.042、4.570 Pa。由此可知，胶质是增大致密油乳状液界面膜强度的重要因素。
不同氧化程度胶质致密油乳状液的储能模量和损耗模量如图11所示。
重度氧化胶质会使致密油乳状液的储能模量和损耗模量增大，油水界面膜强度增加，乳状液稳定性增强。在60 ℃条件下，当剪切速率为100 s-1时，重度氧化、轻度氧化和未氧化胶质的储能模量分别为 4.217、2.760、4.042 Pa。而轻度氧化胶质可降低致密油乳状液的储能模量和损耗模量，即降低油水界面膜强度，从而有效降低乳状液稳定性，有利于破乳的进行。在60 ℃条件下，当剪切速率为100 s-1时，重度氧化、轻度氧化和未氧化胶质的损耗模量分别为 4.712、3.041、4.570Pa。轻度氧化胶质致密油乳状液储能模量降低了31.5%，损耗模量降低了33.5%。
重度氧化胶质会使致密油乳状液的储能模量和损耗模量增大，油水界面膜强度增加，乳状液稳定性增强。在60 ℃条件下，当剪切速率为100 s-1时，重度氧化、轻度氧化和未氧化胶质的储能模量分别为 4.217、2.760、4.042 Pa。而轻度氧化胶质可降低致密油乳状液的储能模量和损耗模量，即降低油水界面膜强度，从而有效降低乳状液稳定性，有利于破乳的进行。在60 ℃条件下，当剪切速率为100 s-1时，重度氧化、轻度氧化和未氧化胶质的损耗模量分别为 4.712、3.041、4.570Pa。轻度氧化胶质致密油乳状液储能模量降低了31.5%，损耗模量降低了33.5%。
2.7 胶质含量及氧化程度对破乳的影响
胶质和沥青质对油水乳状液的稳定性起重要作用，其自身具有一定的表面活性，且胶质可以通过溶剂化作用改善沥青质的分散状态，使沥青质更均匀地附着在油水界面膜外部，增强乳状液的稳定性。由于吉木萨尔致密油中的沥青质含量较低，其对致密油乳状液破乳的影响可以忽略不计。胶质含量为 5%、10%、15、20%的致密油在60 ℃恒温水浴条件下破乳 60 min 的脱水率分别为 85%、80%、60%、50%。致密油的脱水率随胶质含量的升高明显降低，5%胶质含量致密油 60 min脱水率可达 85%，且油水界面平齐，而 20%胶质含量致密油 60 min 脱水率仅为 50%，且油水界面不平齐，可见胶质含量是影响致密油乳状液破乳的关键因素。
为降低胶质的乳化性能，对其进行了不同程度的氧化。重度氧化、轻度氧化、未氧化胶质致密油在60 ℃恒温水浴条件下破乳60 min的脱水率分别为25%、85%、50%。轻度氧化胶质可提高破乳效果，且油水界面非常平齐；而重度氧化胶质反而降低了致密油脱水率，且油水界面不平齐。由此可知，通过调控氧化程度可有效降低胶质的乳化性能。
2.8 氧化预处理对破乳的促进作用
为提高致密油乳状液的脱水率，对其破乳温度进行了优化。
由图 12（a）可知，致密油乳状液的脱水率随温度的升高而提高，因此选择 80 ℃为吉木萨尔致密油的破乳温度。用 0.4% H2O2氧化胶质可以降低胶质分子极性，从而降低其界面活性。
为了提高破乳效率，本实验先用 0.4% H2O2氧化致密油乳状液，以降低致密油中胶质的乳化性能，然后再加入破乳剂进行破乳。由图 12（b）可知，用0.4% H2O2对致密油乳状液轻度氧化后，其破乳效率显著提高，在 80 ℃下的脱水率增至 82.2%，且90 min 即可达到破乳平衡，可为以后的工业应用提供参考。
3 结论
通过分析吉木萨尔致密油的组分，发现胶质含量（16.93%）高为其破乳难度大的主要原因。吉木萨尔致密油黏度较大，且随温度的升高而降低，适宜的破乳温度为80 ℃。通过对胶质氧化程度的调控，可以降低致密油乳状液的稳定性。用 0.4%和4.0% 的H2O2溶液对提取出的胶质进行不同程度的氧化，当以0.4% H2O2对胶质进行轻度氧化时，其芳香度由14.95%提高到17.03%，从而降低胶质极性和界面活性；致密油与水的接触角由 100.01°降至82.54°，界面张力由4.09 mN/m增至6.00 mN/m。在60 ℃条件下，当剪切速率为100 s-1时，致密油乳状液的储能模量降低了 31.5%，损耗模量降低了33.5%，有效降低了破乳难度。对吉木萨尔致密油采出液进行轻度氧化预处理，再用200 mg/L现场用破乳剂在 80 ℃破乳 90 min，可将致密油脱水率由65.0%提高到82.2%。
原标题：胶质氧化程度调控对致密油乳状液界面活性的影响规律
原作者：田宇轩 戚亚明 韩洪晶 罗新占 陈彦广 张亚男 张荣明
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