基于动态力学分析的改性沥青黏弹性能研究

鉴于目前的沥青黏弹性能评价指标对改性沥青的适用性较差,采用动态力学分析方法对基质沥青和改性沥青进行研究,测定了不同温度和频率下沥青的黏弹性能参数,通过Han曲线和动态黏弹参数的变化规律分析其黏弹性能.结果表明:改性沥青的Han曲线在不同温度下具有不同的温度依赖性,由于其相态结构比较复杂,导致其黏弹性能不同于基质沥青;采用动态力学方法能很好地揭示改性沥青的宏观力学性能与微观结构的相关性.     

基于DSR的改性沥青及混合料动态黏弹性能

为了在相似加载条件下比较改性沥青及混合料的动态黏弹性能,选择4种不同特点的改性沥青,成型了混合料小梁试件.应用动态剪切流变仪(DSR)分别进行了不同温度下的频率扫描试验,根据时间-温度等效原理构建了改性沥青及混合料的流变主曲线,对主曲线形态和流变模型拟合结果进行了对比分析.研究表明:改性沥青及混合料的复数剪切模量主曲线形态相似,采用改进型CAM模型进行拟合的效果很好,相关系数在0.996以上;平衡复数剪切模量G*e可用来区分不同类型改性沥青及其混合料的高温性能;高强改性沥青的高温抗车辙性能明显优于其他改性沥青,但软化点和60℃动力黏度不适用于评价高强改性沥青.改性沥青的动态力学响应能够反映其混合料的黏弹性能.     

基于动态力学分析对改性沥青粘弹性能的研究

鉴于目前的沥青粘弹性能评价指标对改性沥青的适用性较差,采用动态力学分析方法对基质沥青和改性沥青进行研究,测定了不同温度和频率下沥青的粘弹性能参数,通过Han曲线和动态粘弹参数的变化规律分析其粘弹性能,结果表明改性沥青由于其相态结构比较复杂,导致其粘弹性能不同于基质沥青,采用动态力学方法能很好的揭示改性沥青的宏观力学性能与其微观结构的相关关系。     

橡胶粉改性沥青反应过程规律

对3种不同基质沥青原料,分别测定不同反应温度下橡胶粉-沥青体系的黏温曲线,并对特征样品进行红外光谱分析;通过分析橡胶粉改性沥青黏温曲线随反应条件的变化,以及反应过程中官能团的改变,探讨橡胶粉与沥青体系反应规律和作用机制。结果表明:橡胶粉改性沥青反应过程与沥青介质、反应温度和反应时间紧密相关;反应温度越高,溶胀和降解的速度越快;沥青针入度越高,橡胶粉改性沥青黏度变化越大;反应过程并没有生成新的官能团,产品黏度变化主要是受橡胶粉的溶胀和降解过程影响;在实际生产中,橡胶粉改性沥青黏温性能可以通过反应温度和反应时间进行控制。     

道路沥青温度敏感性指标的分析与讨论

选用6种传统沥青和6种改性沥青,利用Strategic Highway Research Program（SHRP）试验方法研究了沥青的温度敏感性评价指标。中高温区间利用动态剪切流变仪评价沥青温度敏感性,使用弯曲梁流变仪评价沥青在低温区间的温度敏感性,高温区间沥青的温度敏感性采用旋转粘度仪评价。结果表明SHRP试验得到的试验数据物理意义明确,用来评价沥青的温度敏感性具有明显优势。同时SHRP试验方法可以分不同温度区间对道路沥青的温度敏感性进行评价;中高温度区间推荐使用模量指数作为评价沥青温度敏感性的指标;高温区间下推荐使用粘温曲线斜率作为沥青的温度敏感性评价指标;负温区间推荐使用劲度指数来评价沥青的温度敏感性。     

线型SBS改性沥青不同时程老化流变特征及阶段判别

为探究线型SBS改性沥青老化过程中流变特性的演化与微观结构的变化机理,采用频率扫描试验、流变主曲线、多重应力蠕变回复试验(MSCR)及傅里叶变换红外光谱试验(FT-IR)分别分析线型SBS改性沥青在不同时程老化程度下多温度域的流变特性及官能团变化.研究表明,采用相位角频率扫描(75、65、55℃)或第一次循环J_(nr)3.2离散率指标,可以将线型SBS改性沥青的老化分为初期、中期、后期3个阶段,不同的阶段呈现不同的流变特征.聚丁二烯指数与线型SBS改性沥青老化初期和中期的相位角主曲线平台区临界点有较好的线性相关性.     

应用DSR评价改性沥青高温区域的感温性

为了评价改性沥青高温区域的感温性,应用DSR对未老化和经过RTFO短期老化的改性沥青试样分别进行了温度扫描试验。测试高温条件下的G*/sinδ,通过线性回归计算得到感温性指标GTS,并与针入度-温度感应性系数A进行对比分析。结果表明:与A相比,GTS可更准确地评价改性沥青在高温区域的感温性。以GTS作为感温性指标对未老化和经过RTFO短期老化的改性沥青试样的评价结果基本一致,但后者的线性回归相关系数明显大于前者,更有利于实际工程应用。     

3种添加剂对改性沥青性能影响的测试与评价

对TPS、路孚8000和Sasob it三种新型沥青添加剂的改性效果进行了系统测试和分析,考虑到常规试验和评价指标在评价改性沥青性能时存在的不足,本文利用沥青稠度测试仪和测力延度仪,并引入能表征沥青结合料高温性能的稠度指标、反映沥青低温性能的测力延度以及评判温度敏感性能的稠度—温度指数等新的评价指标,评价了添加剂对沥青的改性效果。结果表明:新指标能很好的评价改性沥青的高温、低温和温度敏感性能,路孚8000对沥青各项性能改善明显。     

确定改性沥青混合料拌和温度的功率法

针对采用改性沥青黏度-温度曲线确定的混合料拌和温度过高的问题,研制了具有变频调速和搅拌功率自动测试功能的试验用搅拌机,进行基质沥青和改性沥青两种类型混合料搅拌功率的对比试验,采用等功率法确定改性沥青混合料的拌和温度.在试验过程中,对试验数据的重复性和复现性进行分析,确定了具有较小随机误差和系统误差的试验参数,得到了等功率法确定改性沥青混合料拌和温度的方法.试验结果表明:采用等功率法确定的改性沥青混合料拌和温度,较沥青黏度-温度曲线法确定的拌和温度显著降低,在该温度下进行改性沥青混合料拌和,质量完全满足施工技术规范要求.     

SBS改性沥青与石料的剪切性能

针对水煮法评价SBS改性沥青与石料间黏附性的局限性,以沥青与石料的黏结机理分析为基础,设计了基于剪切试验的沥青与石料黏附性评价方法,提出了以剪切强度作为黏附性定量评价指标,通过剪切试验,验证了剪切强度指标的可行性,分析了SBS改性剂类型、掺量和试验温度对SBS改性沥青与石料黏结作用的影响.结果表明:SBS的掺入显著改善了沥青与石料的黏结作用;随SBS掺量的增加,改性沥青与石料的黏结作用有明显的增大,当掺量为4%时,SBS改性沥青与石料的剪切强度较基质沥青提高约100%;同时,也说明剪切强度指标可定量评价沥青与石料的黏结效果,从而为改性沥青的性能评价和质量控制提供参考.     

热和空气对我国几种道路沥青粘度的影响

采用几种国产道路沥青在薄膜烘箱中经受不同温度和时间,分别测定其试验前后,温度为60℃时的粘度,以此粘度的比值作为老化指数的变化趋势,并与国产沥青铺路试验性能进行对照。其粘度比值从小到大为:大庆丙脱 100号、兰炼100号、单家寺100号、大港氧化100号、胜利直馏100号、高升100号、胜利氧化100号、任邱100号、独山子氧化100号。上述结果与我国沥青试验路铺筑试验抗开裂性能的三年总结的结果基本上是吻合的。为此建立预测沥青老化性能的评价方法。     

沥青生产过程的线性回归控制

本文利用线性回归的方法给出沥青软化点与电阻率和温度的函数关系式。     

龙门山-米仓山地区下组合地表沥青特征研究

通过对川西、川北龙门山-米仓山地区下组合(震旦系-志留系, 本文含泥盆系)地表沥青发育及分布的研究,发现龙门山构造带下组合沥青多集中在寒武系以及泥盆系内,而米仓山地区则多集中于震旦系.龙门山北段下组合沥青热演化程度低,属典型的氧化沥青;米仓山地区下组合(震旦系灯影组)沥青热演化程度高,属典型的热裂解沥青.表明两区下组合古油藏后期分别经历了隆升氧化降解、深埋裂解+隆升暴露两个全然不同的过程.通过对天井山泥盆系沥青、寒武系沥青脉以及米仓山灯影组古油藏的详细剖析后,认为龙门山-米仓山地区下组合(尤其是灯影组)古油藏的发育不仅具有普遍性,更具有规模大的特点.结合研究区钻井资料认为,龙门山、米仓山前缘地区下组合可能存在较好的保存条件,因此下组合(尤其是灯影组)具有较大的油气勘探潜力.     

“Compression Dynamometamorphic Solid Bitmen” and Its Significance in Oil and Gas Exploration

There is natural occurrence of pressure-induced solid bitumen, here referred to as “compression dynamometamorphic solid bitumen”. It differs in physical properties and chemical structure from thermal metamorphic solld bitumen. Under a high pressure and moderate temperature, the solid bitumen forms crystals and its refleetance rises rapidly with increasing crystallization. Accordingly, its reflectance can reach a very high value without having been exposed to a high level of thermal stress. Laboratory simulation confirms the formation of pressure-induced solid bitumen at moderate temperatures. The revelation of this new bitumen type is very helpful in the accurate maturity determination of carbonate organic matter.     

准东三台—北三台地区储层沥青和稠油特征与成因分析

根据原油、储层抽提物和烃源岩地球化学特征,对三台—北三台地区储层沥青和稠油成因进行分析,并研究沥青和稠油对勘探的影响.结果表明:该区稠油和储层沥青分布广泛,稠油主要分布在侏罗系和三叠系地层中,沥青主要分布在侏罗系头屯河组及其以上地层中;稠油和储层沥青均表现出严重生物降解的特征,且来源单一,主要来自二叠系平地泉组烃源岩;三台—北三台地区储层沥青和重质稠油主要是低—未成熟阶段的原油遭严重生物降解的结果,中质稠油主要是成熟阶段原油遭中等生物降解或散失所致;研究区源岩生烃高峰期产物并没有遭受严重破坏,具有较好勘探前景,下步勘探应以中细砂岩分布带和构造下倾部位储层为主要目标.     

沥青层钻井液柱压力关键影响因素及控制技术

 沥青层安全钻井问题困扰Y 油田的开发,微小的钻井液柱压力波动即可引起沥青流动侵入井内而发生复杂事故或弃井。分析表明,污染后钻井液性能恶化快、沥青易黏附固相颗粒、高温可流动性好、钻井液与沥青的置换型漏失等造成钻井液柱压力难以控制,进而造成沥青侵入速度与程度得不到有效控制。室内和现场试验表明,保持钻井液膨润土含量1%、随钻堵漏材料含量8%左右有利于钻进时钻井液柱压力控制;稠化封堵技术可减慢停止循环时的沥青侵入速度;控压钻井（MPD）技术可有效调控井筒液柱压力,以较低钻井液密度钻穿沥青层,降低沥青与钻井液置换量、侵入速度与程度到可控水平。     

钻井工程中沥青与钻井液动态置换规律实验研究

钻井工程中钻遇活跃沥青层时,涌漏并发等恶性事故严重影响钻井作业的正常进行。针对中东Y油田沥青层钻井面临的严重钻井液漏失与沥青侵入问题,首先分析了沥青层特征和钻井液漏失特点,发现沥青与钻井液间的重力置换是钻井液漏失和沥青侵入的主要原因。研制了可视化沥青-钻井液动态置换模拟实验装置,分别在钻井液循环和静止状态下,模拟研究了钻井工程中钻井液与沥青的动态置换过程,分析了钻井液密度和黏度、地层裂缝宽度以及沥青黏度对置换过程的影响规律。结果表明,随着钻井液密度增加,沥青置换量呈对数增大趋势;随着地层裂缝宽度增加,置换量呈线性增大趋势;随着沥青黏度增加,置换量呈对数减小趋势;而钻井液黏度与置换量呈负相关关系。因此,钻井作业中,需合理控制钻井液密度以平衡地层压力;适当提高钻井液黏度;重点加强钻井液随钻堵漏作用,有效封堵地层裂缝,减少和堵塞钻井液漏失与沥青侵入井筒的通道。结合控压钻井技术,在该方法的指导下后续钻井作业中顺利钻穿沥青层。     

催化裂解重柴油制备中间相沥青

以催化裂解重柴油为原料，用常压热处理方法制备具有良好纺丝性能的中间相沥青，并用熔融法进行纺丝试验。考察了能成纤维的中间相沥青的显微结构、软优化点范围、中间相含量及在各种不同溶剂中的溶解性。     

粉煤灰含量对SBS改性沥青性能影响研究

主要研究了粉煤灰含量对石油沥青性能的影响,探讨了不同质量比的石油沥青/粉煤灰对于SBS改性沥青性能的影响,同时研究了不同用量的芳烃油、SBS对改性石油沥青性能的影响.研究结果表明,石油沥青和粉煤灰的比例在一定范围内,使改性沥青的延度等指标完全满足SBSI-C标准.当石油沥青与煤沥青的质量比为60/22时,其综合性价比达...     

伊朗稠油沥青稠化封堵技术研究与应用I：原位氧化

 伊朗Y油田稠油沥青污染严重影响钻井施工安全,多口井报废。稠油沥青可流动性越好,复杂情况处理难度越大。为降低复杂情况的处理难度,遂借鉴稠油、沥青的老化、氧化、固化等反应机理,稠化稠油沥青,使之在地层孔道中可流动性降低。优选氧化材料进行稠化试验,探讨了试验温度、时间、物料配比、氧气、钻井液对稠化性能的影响。结果显示,氧化材料可有效提高稠油沥青软化点,最高可达120℃。稠化剂F、G、H的稠化效果与试验温度、反应时间成正比例关系,且G的稠化效果受添加量影响较大。在氮气保护时或钻井液体系中,稠化剂的稠化效果降低。氧化材料与堵漏材料复配使用效果更好,可增加桥堵材料滞留和堵漏段塞抗返吐能力,提高压井堵漏成功率。