纳米乳液NR-A脱附除油机理基于良好的油相增溶能力和快速传质作用，同时纳米乳液本身具有较低的表面张力和极低的界面张力，使脱附时油水相间吸附自由能降低，从而减少油相从固相表面脱附所需的能量，达到快速剥离的脱附效果。

纳米乳液的脱附除油机理

纳米乳液是由油-水-表面活性剂-助表面活性剂组成的，具有热力学稳定性和各向同性的多组分分散体系。纳米乳液中分散相质点的半径在10～100 nm之间，纳米乳液粒径小，表界面张力低，使其吉布斯自由能最低，纳米乳液与常规表面活性剂除油机理相比（见图1），脱油效果更彻底。

图1纳米乳液和常规表面活性剂除油机理对比

纳米乳液在进行脱附除油处理时，纳米乳液处理剂分子在含油废物多微孔结构中具有更快传质扩散效率，各组分分子间作用力的能耗低，可使油、水及岩土固相多相界面吸附自由能降到最低，从而实现油相的快速深度脱附，油相分离彻底，分离后的油相和乳液分离体系不相溶。针对油基钻井废物中大颗粒固相物、超细颗粒物与基油、水等形成复杂的混合体系，同时固相物本身也具有复杂的表面构成，纳米乳液脱附除油过程一般包括以下步骤：①纳米乳液从乳液主体传递到固体颗粒的表面，减小钻屑颗粒表面的接触角以及毛细管力；②纳米乳液扩散渗入固体内部和内部微孔隙内，润湿钻屑颗粒表面直达孔隙内部；③油相溶解进入纳米乳液；④通过固体微孔隙通道中的溶液扩散至固体表面并进一步进入纳米乳液。

纳米乳液首次脱附除油效果

实验将纳米乳液和含油废物按剂固比1∶2、1∶1、2∶1分别混合后，用磁力搅拌器在1 000 r/min下搅拌20 min，实验温度为25℃，测量含油废物经纳米乳液脱附处理前后的含油量，计算脱附除油率，测得的脱附除油率见图2。

图2不同浓度的纳米乳液NR-A脱附除油率

从图2的脱附除油率来看，当纳米乳液浓度在0.5%时，除油效果最佳，脱附除油率达到95.7%；当纳米乳液浓度达到5%时，脱附除油下降一半，说明浓度过高的纳米乳液反而降低了它的脱附除油效果；在低浓度下（0～1%），纳米乳液和含油废物按剂固比为2∶1处理含油废物时，脱附效果优于剂固比为1∶1的脱附效果。将0.5%的纳米乳液NR-A与同浓度下的OP-10进行脱附除油对比，实验结果如图3所示。从图3的脱附除油率可以看出，当剂固比为1∶2时，纳米乳液NR-A的脱附除油率（85.49%）是OP-10（34.73%）的2倍多；当剂固比达到2∶1时，纳米乳液NR-A的脱附除油率（95.74%）仍比OP-10（74.1%）高出20%。由此说明纳米乳液NR-A的脱附除油效果远远超过常规表面活性剂。

图3纳米乳液NR-A和OP-10的脱附除油率比较

回用的纳米乳液脱附除油效果

将已处理过含油废物的纳米乳液分离后进行收集，然后进行重复处理新的含油废物。纳米乳液和含油废物按剂固比2∶1混合后，用磁力搅拌器在1 000 r/min下搅拌20 min，实验温度为25℃，测量含油废物经不同回用次数的纳米乳液脱附处理前后的含油量，计算脱附除油率，测试结果见下表。

纳米乳液NR-A的回用情况

由表可知，回用的纳米乳液第1次脱附除油率达87.6%，第2次脱附除油率达81.9%，说明纳米乳液NR-A处理含油废物后，乳液中的表面活性剂等有效组分依然存留在其中，所以重复脱附处理时仍然获得了高脱附除油效率。针对纳米乳液脱附除油处理后得到油品，采用SH/T 0509—92的方法测试其四组分，沥青质含量由19.24%下降为2.71%，饱和烃含量高，油品质量好，可用于油基钻井液的配浆基油，达到了环保化和无害化的处理目的。