各向同性沥青改性的中间相沥青纤维预氧化研究

以各向同性沥青改性的中间相沥青为原料,经熔融纺丝、氧化及碳化处理得到沥青基碳纤维,重点研究了原丝的氧化行为.偏光显微镜研究表明,混合沥青为两相不相容共混物,中间相沥青为连续相,各向同性沥青为分散相.氧化过程中,沥青的脂肪氢和芳氢被脱除,主要生成羰基,醚键.随着氧化时间的延长,纤维中含氧量逐渐提高.当氧化时间较短时,纤维氧化不足,碳纤维芯部出现孔洞,微观组织呈现大片层结构.随着氧化程度逐渐提高,截面孔洞逐渐减小并最终消失,同时,碳纤维的强度显著提高;但是当原丝过度氧化时,碳纤维强度反而下降.     

中间相石油沥青纤维的不熔化处理

以空气作为氧化气氛，考察了氧化温度，氧化停留时间，中间相含量对中间相沥青纤维不熔化处理的影响，并对不熔化沥青纤维进行炭化，测定了所得炭纤维的收率及抗拉强度，实验结果表明：在相同的氧化温度下，中间相含量越高的中间相沥青纤维进行不熔化处理所需的时间越短。     

两种石油加工残油对制备可纺丝中间相沥青的影响

用常压液相炭化法制备中间相沥青，并用熔融法检验中间相沥青的可纺性，研究了汽油裂解残油和催化裂化重柴油参混比的不同对中间相沥青的制备速率，产率，中间相含量，显微结构以及可纺性的影响，指出最佳配比。     

粘结剂炭的结构与抗氧化性

研究了中间相沥青和酚醛树脂粘结剂及其热解炭的抗氧化性，通过X－ray衍射，扫描电镜，粘结剂残炭率及炭真密度测定，综合评价中间相沥青用作镁炭砖粘结剂的可行性，结果表明，中间相沥青的抗氧化明显优于酚醛树脂，中间相沥青炭结构致密，有取向性，呈石墨化炭结构，而酚醛树脂质炭结构疏松，无取向性，呈难石墨化炭结构，中间相沥青残炭率为65．53％，炭真密度为1．91g/cm^3，酚醛树脂残炭率为49．40％，炭真密度为1．73g/cm^3，可以看出，粘结剂炭的抗氧化性取决于它的显微结构。     

催化缩聚法制备萘沥青和中间相沥青

萘在催化剂作用下经非脱氢聚合，结构中含有大量环烷结构和脂肪侧链，以萘沥青为原料可制备出低软化点、低粘度、高可熔性、高产率的中间相沥青。     

催化裂化油浆富芳分中间相沥青的流变性

为了获得优质针状焦，考察了两种中间相沥青的组织结构与流变性的关系，以及二者的偏光显微组织结构、品格参数、非牛顿指数、牯流活化能的变化。结果表明：中间相的组织结构和晶格参数与剪切应力间互为因果关系；广域流线性结构、晶体颗粒大且易于择优取向的中间相沥青，其温度敏感性强，温度平稳流动区宽，剪切降粘效果显著；相比催化裂化油浆，催化裂化油浆富芳分制备的中间相沥青流变性更好，更有利于制备针状焦。     

中间相沥青用作镁炭砖粘结剂的可行性研究

提出以中间相沥青替代酚醛树脂作镁炭砖粘剂来提高镁炭砖的质量。通过正交实验选定了用作粘结剂的中间相沥青，并探讨了中间相沥青溶剂分级组分对镁炭砖型块耐压强度的影响。两种粘结对比实验表明，中间相沥青结合型块的高温耐压性能优于酚醛树脂结合型块。上述实验结果具有一致性。     

中间相沥青基高导热碳板的制备

本文以中间相沥青为原料,采用氮压式单孔纺丝机进行熔融纺丝,对所获得的中间相沥青纤维进行适度的预氧化处理后通过热压成型工艺进行自烧结成型,并对其分别研究了硼(B),钛(Ti),钛-硼(Ti-B)三种体系的催化石墨化,借助红外分析,扫描电镜,能谱分析,导热率测量等手段研究了催化石墨化效果.研究结果表明,260℃预氧化处理的中间相沥青纤维经热压成型可制备出高导热率的碳板,使用Ti-B催化体系催化效果明显,在此体系下制备的材料导热率高达996.45 W/M·K.     

中间相沥青基泡沫炭发泡过程及其动力学研究

以AR中间相沥青为原料,结合TG、黏度分析、MS及IR等表征方法研究了中间相沥青基泡沫炭的发泡过程及其动力学特征.结果表明:中间相沥青在发泡过程中主要发生脂肪碳链的热解反应并释放出H2、CH4、H2O和CO等气体,导致熔融沥青中的分子组成产生变化,进而引起其黏度变化.在此基础上采用TG分析模拟不同升温速率及发泡温度下中间相沥青的失重过程,并通过拟合中间相沥青恒温阶段的TG曲线,发现中间相沥青的恒温失重率Δw与发泡时间tb成较好的线性关系,结合Arrhenius方程计算得到不同升温速率下恒温发泡过程的动力学参数.此研究工作对于中间相沥青基泡沫炭的可控制备具有较好的理论指导作用.     

中间相沥青原料对泡沫炭结构及性能的影响

考察了萘系和煤系中间相沥青原料对发泡工艺及石墨化泡沫炭结构及性能的影响.由于萘系中间相沥青比煤系中间相沥青的平均相对分子量低且分布宽,两者的最佳发泡条件分别为600℃/5 MPa、600℃/1.5 MPa.流线型域状结构及圆盘状分子结构的煤系中间相沥青易于得到高热导率、高压缩强度的泡沫炭,所制煤系中间相沥青泡沫炭的热导率和压缩强度分别为33.4 W/(m·K)、1.28 MPa.     

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。     

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.     

高温储存时改性沥青的性能衰变

通过模拟SBS改性沥青在生产、运输和施工等情况下的高温储存状况,对成品改性沥青的针入度、软化点、延度和弹性恢复等主要性能指标进行了全面试验,获得了高温储存时改性沥青的性能衰变规律,并分析提出了其性能衰变机理．     

“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.     

The occurrence of fatty acids in immature source rocks and their distribution characteristics

The fatty acids in extractable bitumen and kerogen of immature source rocks of the Liaohe Basin and Jiyang sag were investigated in this study. The result showed that the bitumen fatty acids were mainly associated with non-hydrocarbon fraction and that the kerogen fatty acids with some tightly bound fatty acids were mainly bounded in a net structure of kerogen by ester bonds. For the investigated source rocks, the fatty acids in bitumen, bound fatty acids and tightly bound acids in kerogen ranged in 0.01%—0.073.9%, 0.005%— 0.045 5% and 0.005%— 0.010% respectively. Among the fatty acids analyzed in this study, mono-carboxylic acids, a , w -di-carboxylic acids and hydroxy acids accounted for 70%—100%, 0%—30% and <10% respectively. It was also found that the mono-carboxylic acids with longer chains mainly existed in bitumen, and that the a , w -di-carboxylic acids and hydroxy acids mainly existed in kerogen. From above, it was assumed that the mono-car- boxylic acids in bitumen might have played an important role in the hydrocarbon generation from fatty acids in immature source rocks.     

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.     

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。     

有机膨润土改性沥青的微观结构特性及DSC分析

将有机膨润土用于改性道路沥青,在有机膨润土改性沥青路用性能测试的基础上,进一步采用SEM,DSC作为微观研究手段,通过对比分析有机膨润土、SBS和SBR在沥青中分散状态的差异以及沥青在改性前后DSC图谱的变化,探讨了有机膨润土改性沥青的机理,揭示了改性机理与其改性效果之间的关系.结果表明,有机膨润土与沥青具有良好的相容性,均匀地分布于沥青中,与沥青胶团之间形成交联,调整了沥青的胶体结构及原有组分的构成比例,进而提高了沥青的宏观路用性能.     

Dating hydrocarbon generation and migration based on bitumen reflectance

On the basis of thermal maturation theories of organic matter in sediments and an improved Karweil’s method, a method for dating hydrocarbon generation and migration by means of bitumen reflectance has been suggested. A few representative boreholes in the Tazhong Area of the Tarim Basin was investigated by this method. The results indicate that the three phases of bitumen from the Tazhong Area formed during Middle and Late Ordovician, Late Cretaceous-Early Tertiary, and Late Tertiary, respectively. This implicates that there were three phases of hydrocarbon generation and migration occurring in this area during geological history. This study provided a new idea for the geological application of geochemical data of bitumen.     

克拉玛依天然沥青的溶解性及重要生物标志物组成分析

常温下借助超声辐射手段,选用22种不同溶剂对克拉玛依天然沥青进行萃取,并对其中6种萃取物进行了GC/MS表征.结果表明,萃取率与溶剂介电常数和溶解度参数密切相关.初步分析了2-乙基己醇形成的可能性,并且在天然沥青中检测到大量的生物标志物,包含正构烷烃、类异戊二烯烃、萜类化合物及甾族化合物等.结合生物标志物的特征可知,该天然沥青的成熟度较高,在成岩过程中几乎不存在生物降解作用,生成天然沥青的地理环境可能与某些海洋或者湖泊条件有关,陆源物质、海(湖)相母质、细菌、藻类和一些高等植物对天然沥青的生源有很大的贡献.初步揭示了天然沥青中有机质的组成和分布规律,丰富了有机地球化学知识体系.