【摘要】 对于描述乳化机理的热力学框架，如果吉布斯自由能小于零，乳液的形成是自发的。

乳液是两种不混溶液体的分散体，其中一种液体是分散相，另一种是连续相。

 

乳状液在原油生产中无处不在，它们可分为三大类：油包水(W/O)乳状液、水包油(O/W)乳状液和多重或复合乳状液。在采油井中，当含水率达到高值时，可能会更频繁地遇到O/W乳状液和多重乳状液。

 

虽然通过形成稳定的水包重油乳状液可以有效地提高粘性原油的管道运输能力，但是难以处理的乳状液会损害石油生产率，或者增加与人工举升和管道运输相关的操作成本，或者降低油/水分离效率。

 

可销售的原油必须在基本沉积物和水(BS & W)含量上满足运输和储存的特定规范。然而，大量成熟油田的典型BS & W含量通常远远超过规范值。

 

在设计湿原油处理技术和设施之前，有必要更好地了解原油乳状液的形成和稳定。如果采油系统要配备更多的泵、管汇、阀门和弯管，这可能会更加重要，因为这会产生剪切环境并导致致密乳状液。

 

原油-水体系的乳化作用受到水含量、剪切强度和温度等条件的显著影响。作为热力学不稳定系统，乳液的稳定性由表面力和分子间相互作用决定。

 

对于描述乳化机理的热力学框架，如果吉布斯自由能小于零，乳液的形成是自发的。然而，如果吉布斯自由能大于零，则需要将一定量的能量输入混合物中，以引起期望的自由能变化。

 

现有知识表明，这种能量需求可以通过添加乳化剂来提供，乳化剂可以降低界面张力(IFT)并促进液滴的分散，从而减少形成界面所需的能量。乳化行为是由乳化剂激活的，乳化剂倾向于集中在油-水界面，在那里它们形成具有一定强度的界面膜。这些膜通过降低IFT和增加界面粘度来增强乳液的稳定性[1]。

 

[1] Wang Z, Lin X, Rui Z, Xu M, Zhan S. The Role of Shearing Energy and Interfacial Gibbs Free Energy in the Emulsification Mechanism of Waxy Crude Oil. Energies. 2017; 10(5):721.

 

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