伊拉克H油田原油沥青质沉积趋势预测及分析

为了研究伊拉克H油田沥青质的沉积趋势,对伊拉克H油田三种不同油藏原油进行四组分分离,利用胶体体系稳定性定量计算方法预测了沥青质的沉积趋势;并采用元素分析、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振(1H-NMR)等分析手段对其沥青质分子结构进行了表征,探索了沥青质分子结构与沉积趋势的内在联系。研究结果表明:伊拉克H油田原油沥青质有沉积的趋势,且样品A胶体不稳定指数较大,其沥青质较容易沉积。三种沥青质的结构参数存在差异,相对分子质量、芳香度和芳香缩合度从样品A沥青质、样品B沥青质、样品C沥青质依次减少,而氢碳比(H/C比)依次增大。沥青质聚集体的稳定性与沥青质分子结构特征密切相关,H/C比值较低以及相对分子质量、芳香度、芳香缩合度较高的样品A沥青质具有更大的稳定能,其沥青质沉淀的可能性也较大。     

哈法亚油田原油沥青质沉积趋势预测及分析

为了研究哈法亚油田沥青质的沉积趋势,对哈法亚油田三种不同油藏原油进行四组分分离,利用胶体体系稳定性定量计算方法预测了沥青质的沉积趋势,并采用元素分析、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振(1H-NMR)等分析手段对其沥青质分子结构进行了表征,探索了沥青质分子结构与沉积趋势的内在联系。研究结果表明：哈法亚油田原油沥青质有沉积的趋势,且样品A胶体不稳定指数较大,其沥青质较容易沉积。三种沥青质的结构参数存在差异,分子量、芳香度和芳香缩合度从样品A沥青质、样品B沥青质、样品C沥青质依次减少,而氢碳比(H/C比)依次增大。沥青质聚集体的稳定性与沥青质分子结构特征密切相关,H/C比值较低以及分子量、芳香度、芳香缩合度较高的样品A沥青质具有更大的稳定能,其沥青质沉淀的可能性也较大。     

催化水热裂解对重油沥青质ζ电势的影响

从辽河重油中分离出沥青质,以环烷酸铁作催化剂,考察沥青质在不同反应温度下的催化水热裂解反应;用元素分析、VPO平均相对分子质量、1H和13C-NMR等手段评价沥青质反应前后的性质变化,用纳米粒度及ζ电势分析仪考察沥青质的胶体粒径和ζ电势的变化.结果表明:催化水热裂解反应后,沥青质的氢、碳摩尔比(nH/nC)减小,相对分子质量增大,沥青质的芳香度增大,极性增强,沥青质的ζ电势为负值,随着反应深度的增加,沥青质的ζ电势绝对值增大;经轻微催化水热裂解反应后,沥青质的胶体粒径减小,随着反应温度的升高,胶体粒径增大.     

超稠油催化改质降粘研究

以春晖超稠油为原料,采用自制催化剂于高温高压反应釜中,模拟研究了稠油在开采过程中全温度段50~250℃下的催化水热裂解降黏反应;考察了反应温度、催化剂、供氢剂对稠油降黏率的影响,得到最佳工艺条件:反应温度为200℃,油水比为7∶3,反应时间为24 h,供氢剂为十氢萘,50℃的降黏率为98%。应用柱层析法对反应前后稠油的族组成进行了测定;并用红外光谱探索稠油反应前后胶质和沥青质的结构变化。反应后重质组分如胶质、沥青质含量明显减少,轻组分饱和分、芳香分组分显著增多;反应前后胶质和沥青质结构中部分烷烃支链断裂发生加氢反应。     

超临界水条件下水油比对渣油加氢反应性能的影响

研究超临界水(SCW)对渣油加氢反应过程的影响。结果表明:增加SCW,反应的转化率、气体、轻油及VGO收率先增加后降低,而焦炭和残渣油收率先降低后增加;加入适量SCW时,其增溶作用有利于沥青质在体系中的分散,气化作用可为加氢过程提供活性氢原子,抑制了沥青质的聚集和缩合生焦反应,随着SCW对催化剂酸性位的改变,提高了加氢催化剂的活性,有利于改善渣油加氢产物分布;高水油比下,SCW的萃取作用及竞争吸附作用加剧,恶化了反应环境,使产物分布变差;SCW条件下的脱硫率和脱氮率也会因焦炭对杂原子的富集作用、催化剂活性的变化及竞争吸附作用等而下降。     

稠油分散体系中黏度与化学组成的灰熵关系分析

采用灰色关联熵分析法研究了稠油黏度及其族组成、有机杂原子、金属元素和主要官能团的关联,探讨了物系黏度随稠油分散系统微观结构的变化规律.结果表明:①沥青质是影响稠油黏度的最主要的因素,稠油体系中沥青质聚集分相的形成特性取决于稠油体系的物理结构,即稠油胶体构造的稳定性.胶体稳定性越高,沥青质越不容易从稠油分散体系中聚集沉淀.②在沥青质分子单元叠积过程中,由沥青质的杂原子因素、过渡金属因素、芳香环结构因素和脂肪性侧链因素共同决定的化学作用的影响是第一位的,其中芳香环结构因素和杂原子因素的影响最为显著,而由稠油体系不稳定性构成的物理作用的影响则居于次要地位.     

溶剂对抽提所得油砂沥青中沥青质结构的影响

分别采用甲苯、环己烷和石油醚抽提处理油砂,对所得油砂沥青中的沥青质进行元素分析、平均相对分子质量测定及13C-NMR分析,结合分析结果,采用Chemwindow软件推测并绘制出沥青质的平均结构单元模型。研究结果表明,不同溶剂抽提得到的沥青质结构明显不同,虽然各溶剂所得沥青质的脂肪碳含量相差不大,芳香碳的含量也只是略有差异,但分子的不饱和性相差较大,表明沥青质的结构差别较大。此外,沥青质中杂原子的含量、平均相对分子质量的大小也有较大差别。     

胜利100B和韩国70道路沥青的热老化过程

利用红外光谱和凝胶色谱等技术考察了胜利100B和韩国70两种道路沥青热老化后族组成、羰基与亚砜官能团以及相对分子质量分布的变化。结果表明虽然韩国70沥青的延展性好于胜利沥青，但其耐老化性并不好。依据试验数据认为道路沥青的老化是沥青本身缓慢的自氧化过程。氧化生成氢过氧化物，最终转化成含羰基与亚砜官能团的组分，氧化反应符合游离基链反应历程。氧化促使沥青中含极性官能团组分之间的缔合与缩合，形成新的沥青质组分，使沥青平均相对分子质量增加，性能变差。     

辽河稠油组分间相互作用对油水界面张力的影响

考察了辽河稠油脱沥青质油、胶质、沥青质及胶质与沥青质混合物对水包稠油乳状液油水界面张力的影响。结果表明：在不同的水包稠油乳状液体系中，辽河脱沥青质油中饱和分、芳香分的存在能够促进胶质与乳化剂的相互作用，降低体系的油水界面张力；辽河胶质与沥青质两者之间相互作用较弱，对油水界面张力影响很小；沥青质的界面活性高于胶质和脱沥青质油，在水包稠油乳状液的形成过程中，沥青质起主要稳定作用；具有高芳碳率、低烷基碳率、高芳香环缩合程度的组分在水包稠油乳状液中界面活性较高。     

复合改性炭沥青稳定性研究

将两种软化剂分别掺入煤沥青,制得软化煤沥青,再与石油沥青混合,经SBS改性后得到复合改性炭沥青.采用四组分分析法和胶体不稳定指数(Ic)研究复合改性炭沥青的胶体稳定性.结果表明,加入适量的软化煤沥青能够增加复合改性炭沥青中沥青质含量,减少饱和分含量,同时达到调节芳香分和胶质含量的作用,使复合改性炭沥青的四组分含量分布合理.所制复合改性炭沥青的Ic值较低,胶体体系稳定.     

特超稠油水热裂解降粘反应研究

针对特超稠油开采难的问题,进行了无水及有水条件下超稠油的裂解实验,通过族组分、气相色谱仪及红外光谱仪对水热裂解反应前后稠油裂解降黏规律进行了研究。结果表明,超稠油经过无水参与的裂解反应后,胶质含量减少,沥青质的含量大幅上升,芳烃的含量大幅下降,饱和烃含量略有增加。超稠油经过有水参与的裂解反应后,沥青质及胶质的含量降低,饱和烃与芳烃的含量增加。无水存在的情况下,超稠油在高温的条件下发生了裂解及聚合反应,且以生成沥青质的聚合反应为主,主要由芳烃及胶质聚合转化生成沥青质,稠油黏度增加。高温水参与了稠油水热裂解反应后,其中的聚合反应得到了抑制,促进了裂解反应的进行,使稠油的重质组分向轻质组分转化,稠油黏度降低。     

用粘度法研究石油中沥青质沉积的起始点

介绍了测定混合物粘度以确定沥青质沉积起始点的方法，考察了将正庚烷或甲苯加入油样过程中体系粘度的变化规律．结果发现，随着正庚烷的加入，体系的粘度呈下降趋势，但在某一浓度时出现明显的偏离，该点即被定义为沥青质沉积的起始点．而用甲苯作溶剂时，体系粘度则始终呈平缓下降趋势，无偏离现象研究还发现，各种原油的沥青质沉积的起始点明显早于其相应的减压渣油，这表明渣油胶体体系比原油的更为稳定，上述结果借助显微照相观察得以证实     

生产参数对沥青质井筒析出影响规律研究

针对油田沥青质井筒沉积问题,开展了生产参数对沥青质井筒析出影响规律研究,研究中采用了压差法,高温高压条件下测定温度、油气比、流速等对沥青质析出压力与再溶解的临界压力的变化规律。研究结果表明,沥青质析出压力（p_onset）与温度成反比,而沥青质再溶解的临界压力（p_red）与温度成正比;温度一定,沥青质析出压力（p_onset）随着油气比增大而增大,即原油中溶解气体量大,沥青质沉积的趋势增大;油气比和温度一定时,流速变化对沥青质的析出压力和再溶解压力几乎没有影响。     

衰竭开发沥青质析出相态及数值模拟研究

在油田开发过程中,沥青质沉积可导致地层孔隙堵塞,造成油田产量下降,因此开展沥青质沉积规律研究非常必要。本文在室内实验的基础上,研究了沥青质的相态特征,利用气-液-固三相平衡理论绘制了沥青质析出包络线图,得到了沥青质析出的温度和压力范围。根据A油田实际资料,建立了沥青质模拟的数值模拟模型,能够模拟沥青质析出、絮凝、沉淀和伤害四个过程;分析了沥青质析出对地层的伤害,随着沥青质的析出,地层孔隙度和渗透率降低,原油粘度增加;研究了沥青质析出对采出程度的影响,考虑沥青质时,生产10年采出程度下降2.3%,最优井底流压为35MPa。     

彩色沥青老化性能的研究

研究了符合GB15180-94重交通道路沥青标准的彩色道路沥青的老化过程。结果表明:提出的两种老化动力学模型能够很好地描述两种彩色道路沥青的老化速率。彩色沥青老化后,沥青质含母增加,胶质、芳香酚、饱和酚含量减少。沥青胶体的原有平衡体系遭到破坏,导致沥青使用性能变坏。彩色沥青老化过程中,沥青胶体不稳定指数(Ie)对沥青老化条件很敏感,随老化温度的升高和老化时间的延长而增加;粘度随老化时间的延长近似呈指数关系增加,所以可以用胶体不稳定指数和老化指数来评价彩色沥青的老化性能。     

二氧化碳非混相驱油藏沥青质沉淀规律研究

为研究二氧化碳驱油藏中原油沥青质沉淀量预测方法,设计了二氧化碳非混相驱沥青质沉淀动态岩心驱替实验装置,采用正交实验分析方法研究了非混相驱条件下驱替压力、温度、岩心初始渗透率、原油中的沥青质含量和驱替速度等因素对驱替后岩心中原油沥青质沉淀量的影响,分析了作用机理,回归出了二氧化碳非混相驱过程中原油沥青质沉淀量预测公式并用实验结果进行了验证.验证结果表明,该预测公式可直接用于二氧化碳非混相驱原油沥青质沉淀量预测.     

胜利渣油族组分热转化动力学

采用动态热分析方法在线性升温速率为6.20K/min及惰性报气流率为100 cm~3/min的条件下考察了胜利渣油四个族组分的热转化行为.结果表明,其热转化活性变化顺序为:饱和分>芳香分>胶质>沥青质.四组分中饱和分可生成少量焦炭,芳香分的生焦率高于前者,胶质及沥青质是焦炭的主要来源.在723K时,两者的生焦率分别为29.0％及44.1％.在热转化过程的两个温度区间内,可利用两个独立的一级动力学模型对实验数据进行拟合.借助线性回归分析,确定了四组分在两个温区内的动力学参数.     

沥青质沉积特征及控制策略研究进展

对于含沥青质油藏,沥青质可能在原油生产整个过程中析出,沉积在近井地带储层、生产系统的内表面或者生产设备中,从而造成流动保障问题。在石油的生产、加工和运输过程中,沥青质沉淀问题越来越受到人们的重视,目前已成为石油工业中需要重点研究和解决的技术问题之一。针对沥青质沉积问题,分析了沥青质的组成和分子结构,调研了沥青质析出原因及有效控制策略,总结了沥青质稳定性评价方法、析出动态表征方法和沥青质析出后的补救措施,并提出了沥青质下一步研究方向,对解决油藏沥青质沉积问题提供了思路。