[发明专利]一种考虑相分离行为的油水乳化体系粘度特性确定方法

权利要求书

1.一种考虑相分离行为的油水乳化体系粘度特性确定方法，其特征在于包括如下步骤：

(一)油水乳化体系转相特征识别：对从低到高已知含水率的油水乳化液进行导电性能测试，油水乳化液电导率开始出现明显增大时的体系对应含水率为乳化转相含水率，低于该含水率，体系形成的是油包水型乳化液，高于该含水率，体系形成的是水包油型乳化液，由此完成对油水乳化体系转相点含水率的识别；

(二)原始均相状态油水乳化体系含水率与分散相、连续相持率的关系建立：将油水混输管道中油水乳化体系各相的占比描述为其在体系中所具有的持率，对于(一)所识别油包水型乳化液，体系中分散相为水相，连续相为油相；对于(一)所识别水包油型乳化液，体系中分散相为油相，连续相为水相，在均相状态下，由于未发生相分离，油水混输管道中油包水型乳化体系分散相水相的持率将与体系原始含水率相同，油水混输管道中水包油型乳化体系连续相水相的持率将与体系原始含水率相同，则有：

油包水型乳化体系h_d＝f_w

水包油型乳化体系h_c＝f_w

式中：h_d为分散相持率，％；h_c为连续相持率，％；f_w为油水乳化体系原始含水率，％；

由此完成原始均相状态油水乳化体系含水率与分散相、连续相持率间关系的建立；

(三)油水乳化体系相分离特征参数描述及其相互关系构建：某温度混输工况下，相分离行为发生时，无论对于原始油包水型乳化液还是原始水包油型乳化液，该含水率的乳化体系会存在由游离油相和均相乳液相构成的两相形式，或由均相乳液相和游离水相构成的两相形式，或由游离油相、均相乳液相和游离水相构成的三相形式，以各相所具有的持率描述相分离特征，则对于原始油包水型乳化液：

当体系以“游离油相-均相乳液相”的两相分层形式存在时：

h_d＝f_w

h_e+h_fo＝1

h_e＝[(h_o-h_fo)+h_d]

当体系以“均相乳液相-游离水相”的两相分层形式存在时：

h_d+h_fw＝f_w

h_e+h_fw＝1

h_e＝h_o+h_d

当体系以“游离油相-均相乳液相-游离水相”的三相分层形式存在时：

h_d+h_fw＝f_w

h_e+h_fw+h_fo＝1

h_e＝[(h_o-h_fo)+h_d]

对于原始水包油型乳化液：

当体系以“游离油相-均相乳液相”的两相分层形式存在时：

h_c＝f_w

h_e+h_fo＝1

h_e＝[(h_o-h_fo)+h_c]

当体系以“均相乳液相-游离水相”的两相分层形式存在时：

h_c+h_fw＝f_w

h_e+h_fw＝1

h_e＝h_o+h_c

当体系以“游离油相-均相乳液相-游离水相”的三相分层形式存在时：

h_c+h_fw＝f_w

h_e+h_fw+h_fo＝1

h_e＝[(h_o-h_fo)+h_c]

以上式子中：h_e为均相乳液相持率，％；h_fo为游离油相持率，％；h_fw为游离水相持率，％；h_o为油水乳化体系中油相持率，％；h_d为分散相持率，％；h_c为连续相持率，％；f_w为油水乳化体系原始含水率，％；

由此完成油水乳化体系相分离特征参数的描述及其相互关系的构建；

(四)考虑相分离行为的油水乳化体系粘度表达：某温度混输工况下，相分离行为发生使油水混输管道中油水乳化体系演变为两相或三相分层形式时，对应于(三)，在原始油包水型或原始水包油型乳化液演变为游离油相-均相乳液相的两相分层形式时：

μ_mix＝μ_foh_fo+η_eh_e

在原始油包水型或原始水包油型乳化液演变为均相乳液相-游离水相的两相分层形式时：

μ_mix＝η_eh_e+μ_fwh_fw

在原始油包水型或原始水包油型乳化液演变为游离油相-均相乳液相-游离水相的三相分层形式时：

μ_mix＝μ_foh_fo+η_eh_e+μ_fwh_fw

再结合(三)构建的油水乳化体系相分离特征参数间的相互关系，对于原始油包水型乳化液：

μ_mix＝μ_foh_fo+η_e[(h_o-h_fo)+h_d]+μ_fwh_fw

对于原始水包油型乳化液：

μ_mix＝μ_foh_fo+η_e[(h_o-h_fo)+h_c]+μ_fwh_fw

由于在发生相分离行为的原始油包水型乳化液中有：h_d＝f_w-h_fw，在发生相分离行为的原始水包油型乳化液中有：h_c＝f_w-h_fw，考虑相分离行为的油水乳化体系粘度表达为：

μ_mix＝μ_foh_fo+η_e[(h_o-h_fo)+(f_w-h_fw)]+μ_fwh_fw

式中，μ_mix为油水乳化体系的粘度，Pa.s；μ_fo为游离油相的粘度，Pa.s；μ_fw为游离水相的粘度，Pa.s；η_e为均相乳液相的表观粘度，Pa.s；h_e为均相乳液相持率，％；h_fo为游离油相持率，％；h_fw为游离水相持率，％；h_o为油水乳化体系中油相持率，％；h_d为分散相持率，％；h_c为连续相持率，％；f_w为油水乳化体系原始含水率，％；

由此实现对考虑相分离行为的油水乳化体系粘度的数学表达；

(五)相分离状态下油水乳化体系各相的持率及物性确定：采用荧光染色法确定某温度条件相分离状态下分层各相的体积占比，进而确定此条件下游离油相、均相乳液相和游离水相的持率，并测定获取原油相和水相的粘度；油水乳化体系中油相持率满足：

h_o＝1-f_w

对于均相乳液相的表观粘度：

原始呈油包水型的乳化体系η_e＝μ_o(1-h_d)+μ_wh_d，其中h_d＝f_w-h_fw

原始呈水包油型的乳化体系η_e＝μ_o(1-h_c)+μ_wh_c，其中h_c+h_fw＝f_w上式中，μ_o为原油相的粘度，Pa.s，μ_o＝μ_fo；μ_w为水相的粘度，Pa.s，μ_w＝μ_fw；

由此完成某温度混输条件相分离状态下油水乳化体系各相持率及物性的确定。