化学驱采油技术导致原油乳状液的组成成分更加复杂多样，致使破乳工作更加困难。因此，如何环保高效地破乳一直是石油行业重点探讨的问题。磁性纳米粒子有着独特的磁性、纳米尺度特性和可循环使用性，但传统磁性纳米粒子存在用量大、沉降快的问题；微波具有快速高效、可控性强以及节能环保等优点，但单独使用微波破乳难以满足石油工程行业的标准。鉴于微波辐射能够产生高频电磁场，磁性纳米粒子具有电磁性，两者结合可以加速油滴的破碎和分离，而相关研究还相对较少。西安石油大学孙娜娜副教授针对以上难题提出了“改性磁性纳米粒子性能调控及促进微波破乳技术”，课题组创新性地合成了一种分散性更强的新型磁性纳米粒子破乳剂，并通过对比法深入探究其对微波破乳的促进效应，发现微波与新型磁性纳米粒子之间存在耦合协同作用，可显著降低磁性纳米粒子的用量，研究结果对稠油乳状液的破乳具有重要的意义和启发。相关研究认识刊登在《石油学报》第45卷第8期。
（1）首次合成了不同单体配比的聚合物型改性磁性纳米粒子Fe3O4@CPAM，并通过一系列物性表征证实合成成功，为改性磁性纳米粒子的性能优化提供了借鉴。
（2）探究了改性前后磁性纳米粒子浓度对稠油微波破乳的影响规律，研究发现：微波与Fe3O4之间具有耦合作用，且浓度较低时，促进效果显著；对于改性磁性纳米粒子，只有在其浓度≤最优值时，微波才能促进破乳，超过最优浓度，微波抑制破乳。
（3）创新发现了微波作用可显著降低磁性纳米粒子的用量，提高破乳效果。当微波辐射功率为200 W，辐射时间为20 s，磁性纳米粒子Fe3O4@CPAM（单体20%）、Fe3O4@CPAM（单体25%）质量浓度分别为75 mg/L、50 mg/L，沉降时间分别为30min、20 min时，乳状液的分水率分别可以达到96.49、99.10%。
（4）创新揭示了磁性纳米粒子对微波破乳的促进机理，微波会磁性纳米粒子的带电性和带电量，进而改变油滴间静电斥力的大小。在微波作用下，不同浓度的磁性纳米粒子在特定微波功率和辐射时间条件下，油滴的粒径表现为先增大后减小、数量表现为先减少后增多的趋势；磁性纳米粒子的浓度过高反而会对油滴的团聚和聚并产生不利影响，减弱了破乳效果。
论文链接：http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202408008
