重质组分对稠油乳状液稳定性的影响

稠油重质组分对乳状液的稳定性有较大的影响。以新疆某油藏稠油为例,测定了稠油的密度、黏度、凝点和酸值等基本性质,用极性分离法将其分离成饱和分、芳香分、胶质和沥青质,测定4组分的基本性质和元素含量。沥青质能稳定乳状液油水界面膜,沥青质含量为0.5%、胶质含量为4.0%时,模拟油乳状液的析水率最小,稳定性最好。小振幅振荡实验测试模拟油乳状液的界面流变行为发现,胶质/沥青质模拟油乳状液的复数模量(E?)随时间表现出先增大后减小的过程。当沥青质含量为0.5%、胶质含量为4.0%时,2 000 s以后复数模量最大并保持稳定,形成的乳状液较稳定。     

催化裂化油浆储存过程中胶质、沥青质的变化

用液固吸附色谱法测定了催化油浆在不同条件下储存过程中结构的变化,考察了时间、温度及封氮对催化油浆中胶质和沥青质变化的影响,结果表明：在储存过程中,芳烃转变为胶质,胶质转变为沥青质。封氮储存可明显抑制沥青质的增长。     

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。     

胶质沥青质在催化裂化过程中的行为探讨

根据已有的馏分油催化裂化理论并参考间接得到的实验数据,半工业化数据和工业化数据以及有关的情况进行分析推理,推证出了胶质沥青质催化裂化行为．据此结果对现在典型的重油催化裂化技术进行了分析,证明所推得的胶质沥青质的ＦＣＣ反应行为是：胶质沥青质的链烷基都是断裂碳链;芳环稳定但参与进一步的缩合反应;环烷基则随反应温度变化而变化．当反应温度较低时,环烷基脱氢芳构化的氢转移反应比其开环断碳链反应要快,故生焦率高;反应温度较高时,环烷基的脱氢芳构化反应比其开环断碳链裂解的反应速度慢,因而就会有更多的环烷基裂解,生焦率低,轻质目的产品收率高．     

稠油胶质特性及其对沥青质吸附行为研究

考察了4种稠油胶质的分子结构特性及其对塔河、辽河沥青质的吸附行为,探讨了胶质吸附行为与沥青质分散稳定性间的内在联系。 结果表明: 4种胶质对沥青质的吸附符合Freundlich吸附,曲线形状是胶质多层吸附及渗透进入沥青质微孔结构的综合反映。4种胶质吸附等温曲线形状与其分子结构特性对照表明,塔河、渤海和辽河胶质对沥青质的吸附在低平衡浓度部分产生紧密单分子层吸附, 吸附曲线平滑;在高平衡浓度部分, 因其较强极性导致正庚烷对其亲和作用力不及沥青质从而发生相态分离, 在沥青质表面产生积极吸附造成曲线斜率急剧增大; 较弱极性的华北胶质未产生明显相态分离现象, 而是随浓度增加成比例渗透进沥青质聚集体中产生吸附。4种胶质的吸附行为与其分散稳定沥青质的有效性之间关系显示了胶质对沥青质的分散稳定能力既与其吸附量有关,也与其分子结构特性有关。     

稠油中胶质稳定分散沥青质的作用研究

应用X射线光电子能谱(XPS)、Zata电位分析了3种稠油沥青质、胶质颗粒表面杂原子官能团的类型、含量及其溶液ζ电位;通过13C-NMR、荧光光谱分析定量确定了3种胶质缩合芳环、烷基侧链结构参数及其临界聚集浓度(CAC);采用紫外-可见光谱(UV-Vis)测定添加胶质前后沥青质甲苯-正庚烷溶液中沥青质浓度的变化进而分析...     

原油沥青质沉积影响因素

针对西北某油田沥青质井筒沉积问题,选取四种黏度相差较大的原油,采用黏度法和微观形态观察研究原油中沥青质的析出过程.结合原油的物化性质及各项参数,分析沥青质沉积的主要影响因素.实验结果表明,沥青质沉积不是仅仅出现在沥青质含量较高的稠油中,稀油也可能产生较严重的沥青质沉积现象.沥青质含量、原油黏度、杂原子含量不是沥青质沉积的主导因素.不稳定系数、氢碳原子比、胶质/沥青质比值是影响沥青质沉积的主要内在因素.温度降低,会加剧沥青质沉积现象.π—π键和氢键是沥青质分子形成缔合物的主要作用力.高碳数化合物含量较高会导致较高的黏度,可以在一定程度上阻止沥青质聚集体的进一步聚集,降低沉积速率;原油黏度较低,当胶体处于不稳定状态时,沥青质聚集体通过扩散作用更容易碰撞、聚集及沉积.油样中加入十二烷基苯磺酸、水杨酸促使沥青质聚集体大量聚并、沉积.加入0.5％ YZB-7酚醛低聚物可以明显抑制沥青质沉积,抑制率可达81％.     

常压渣油加氢反应产物体系的胶体稳定性

在高温高压反应釜内,使用加氢转化催化剂对绥中36-1常压渣油进行加氢反应.通过分析产物的SARA四组分组成、数均相对分子质量及沥青质的平均结构和溶解度参数考察反应后体系胶体的稳定性.结果表明:反应温度升高,体系的稳定性逐渐变差,产物的SARA四组分中饱和分与沥青质的总含量增大,芳香分与胶质的含量降低;组分的数均相对分子质量减小,组成的改变影响产物的胶体稳定性;沥青质平均分子结构中环烷碳率、烷基碳率降低,芳香碳率增大,缩合度参数变小,沥青性质变差;沥青质平均分子结构中溶解度参数增大,分子间作用增大;组分组成及平均结构的变化导致反应后体系的胶体稳定性变差.     

沥青质与胶质分子结构对油水界面性质的影响

本论文用红外和紫外光谱等方法,分析比较了胜利和沙特原油中活性组分的结构,测定了胶质和沥青质的界面张力,并用界面剪切粘度对其界面膜强度进行了表征。结果表明沥青质和胶质的结构和分子量不同,沥青质含有更多的芳环结构,分子量也比胶质大,界面膜强度比胶质的强,说明界面膜强度与分子结构和分子量大小有关。     

超临界二氧化碳萃取深层稠油组分的分子动力学模拟

为了从微观层面探究超临界CO_2对稠油组分的萃取机制,采用分子动力学模拟方法分析了稠油组分在砂岩表面的密度分布和吸附特征,研究了超临界CO_2对岩石表面稠油组分的萃取特点和扩散规律。研究结果表明,稠油四组分在稠油聚集体中呈现不均衡分布状态,沥青质自缔合能力强,胶质紧密包裹在沥青质周围,构成复杂的空间网状结构;芳香烃和饱和烃分布在沥青质、胶质周围,显示出稠油分子结构的层次性。沥青质与岩石表面相互作用能较大,超临界CO_2难以在沥青质中运移,扩散系数低,萃取难度大,萃取率接近于0;而芳香烃、饱和烃与岩石表面的相互作用能较小,超临界CO_2容易在芳香烃、饱和烃中溶解、运移,扩散系数大,容易被超临界CO_2萃取,萃取率可分别达到53%和28%。运用分子动力学方法揭示的微观动力学机制对于宏观认识超临界CO_2萃取稠油轻质组分具有重要意义。     

注蒸汽条件下稠油中沥青质催化降解实验研究

利用高温高压反应釜研究了以自制的油溶性有机镍盐作为催化剂进行稠油中沥青质降解反应。正交试验确定了最佳反应条件为：反应温度240℃,反应时间24h,催化剂用量0.6wt%(以沥青质质量计算)。对反应前后的沥青质进行了元素测定,发现反应后H/C原子比增加,S含量的降低,沥青质相对分子质量的下降主要是桥链硫醚和桥链及侧链脂肪单元断裂的结果。采用红外光谱对反应前后沥青质的结构进行了测定,反应后沥青质中重质组分的结构发生了变化,重质组分的减少,轻质组分的增多。催化剂的加入可以降低沥青质分子内及分子间的极性相互作用,使沥青质分子骨架在空间里尽可能呈现松弛状态,与沥青质分子中的杂原子发生了作用,使部分氢键被破坏,部分C-R键发生断裂。     

CO2驱油中沥青质沉积条件及对驱油效果影响的研究

在模拟榆树林油田地层条件下,通过高压物性及CO2驱油实验,研究了注CO2后沥青质的沉积条件,并对沥青质沉积对CO2驱油效果的影响进行了分析。结果表明:在地层温度(108℃)下,注气压力达到28.4 MPa时可明显出现沥青质沉积。随着温度增加,形成沥青质沉积的压力增加,沥青质沉积的程度增加;随CO2注入压力的增加,沥青质沉积量增加,原油中的沥青质含量降低,胶质、芳烃、饱和烃含量增加;达到28 MPa后沥青质沉积量逐渐减少,采出油中沥青质含量增加。沥青质沉积使采收率降低12.29%以上,在(25—28)MPa时采收率降低幅度最大。     

基于正戊烷沥青质的温拌沥青老化动力性能

在不同老化温度和老化时间下,对温拌沥青、基质沥青进行了老化试验,测试了老化前后沥青中正戊烷沥青质含量,建立了以正戊烷沥青质含量为参数的老化动力学模型,计算了老化反应速率常数和老化反应活化能等参数,据此对比研究了温拌沥青与基质沥青的老化动力特性.研究结果表明:沥青老化遵循一级反应动力学方程,老化过程中正戊烷沥青质含量均随时间的延长和温度的升高而增大,而温拌沥青具有较低的反应速率常数和较高的反应活化能,因此抗老化性能更好.以正戊烷沥青质含量为参数的老化动力学方程,能够较好地区分温拌沥青与基质沥青老化过程的差异.     

孤东原油组分与其ASP配方体系之间界面张力的研究

为探索三次采油配方的本质，寻找原油中对配方起主要作用的组分及其含量，以孤东原油为对象，首先得到其最佳三采配方，然后通过测量其与原油各个组分之间的界面张力，得到一些有价值的结果：①以价格低廉的天然混合羧酸盐为表面活性剂的孤东原油的ASP(碱、表面活性荆及聚合物组成的三元复合体系)配方(质量分数)：0、5％SDC-C(S) 0．7％复碱(m(Na2CO3)：m(NaHCO3=I)=1：1)(A) 0．1％HAPM(P)；②降低界面张力的能力以沥青质最大，胶质次之；③单独沥青质、胶质或者油分的模拟油，与ASP最佳配方体系的界面张力都比原油高，说明原油中各个组分存在协同效应；④胶质可作为原油的等效烷烃用于三次采油配方的研究．     

道路沥青中硫含量分析与改质研究

沥青硫化改质可以显著改善道路沥青的低温弹塑性以及与石料之间的润湿性,改质的结果使沥青中部分胶质向沥青质转化。掺硫量的增加可以促进沥青与硫的交联反应,但其效果并不显著相反却使沥青中游离硫大幅度增加。采用改进的亚硫酸钠氧化法与高温燃烧法相结合可以定量确定沥青中交联硫的含量。电子能谱(XPS)测定发现沥青原样中的硫以亚砜和噻吩的结构形态存在,改质样中的硫以游离硫和交联硫的形态存在。     

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.     

基于热重质谱联用的沥青质燃烧特性分析

为了分析沥青质的燃烧特性,利用热重质谱联用技术模拟了沥青质在空气环境中的燃烧.分别采用Coats-Redfern积分法和分布活化能模型计算了沥青质不同阶段的活化能,其中CoatsRedfern积分法将沥青质的燃烧过程分为2个阶段,其活化能分别为221.33和147.07 kJ/mol.采用分布活化能模型计算了转化率为0.1~0.9的9个活化能,活化能从210.49 kJ/mol逐渐降低至42.98 kJ/mol.根据质谱图,确定了各个时刻逸出气体的种类和产量.2种活化能计算方法分别验证了沥青质燃烧过程中活化能逐渐降低,说明在燃烧过程中随着反应的进行,燃烧逐渐变得更容易发生.由质谱图与沥青质的热失重速率曲线比较可知,热失重速率峰值处气体逸出量最多.     

CO2吞吐效果的影响因素分析

由于CO2与原油接触时要求的混相压力低，且CO2能使原油的粘度降低和体积膨胀，因而成为注气采油中优先选用的气体。影响CO2吞吐效果的因素很多，通过对CO2吞吐机理的研究，结合室内实验和矿场分析，综合考察了油层孔隙介质和油层流体的性质，原油中胶质与沥青质的含量、自由气含量、实验压力、施工中流体的配伍性等因素对CO2吞吐效果的影响。结果表明，原油中胶质、沥青质的含量越高，吞吐效果越差；压力降低导致的CO2脱气可降低油的产量。     

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.     

石油磺酸盐对胜利油田原油、胶质、沥青质界面性质的影响

研究了石油磺酸盐对胜利油田孤四水驱原油及由该原油提取的胶质、沥青质油水界面性质的影响。实验结果表明,石油磺酸盐能显著降低各模拟油的油水界面张力,并可使其达到超低界面张力范围;而对各模型油油水界面剪切粘度的影响却不同。在一定浓度范围内,原油和沥青质模拟油的油水界面剪切粘度均随石油磺酸盐浓度的增加而增加,但当石油磺酸盐浓度足够高时,二者的界面剪切粘度却有所下降,只是下降的幅度不同;胶质模拟油的油水界面剪切粘度随着石油磺酸盐浓度的增加而减小。随石油磺酸盐浓度的改变各模拟油的ζ电位也发生了明显变化。