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。     

超声降粘实验研究

通过实验,研究了超声对原油的降粘效果,比较了不同含水率时超声对原油降粘作用的大小,发现原油含水率为32％时,降粘率仅为22．4％。含水率为50％时,降粘率可以达到83％,但此进形成的乳状液不稳定,在原油中掺入表面活性剂,再经超声处理后,形成的乳状液比较稳定,其粘度也较小。     

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。     

超临界CO2超稠油降粘特性与计算模型研究

超临界条件下CO2和原油互溶性强,可使得原油黏度降到1/10。因此采用超临界CO2实现稠油长距离降黏输送是可行的。利用试验环道通过实验的方法对CO2稠油降黏效果进行了分析,并且分析了压力温度对降黏率的影响,得到了超临界CO2超稠油降黏特性,并推荐了溶解后稠油黏度的计算模型。     

空化射流稠油降粘实验系统的设计与实验研究

本文利用空化射流技术开展了稠油降粘的实验研究。根据实验条件自行设计和制造了空化射流稠油降粘实验系统,并利用该实验系统研究了两种空化喷嘴及空化射流处理次数等参数对稠油降粘效果的影响,分析了稠油在空化射流处理前后粘度发生的变化。实验研究结果表明：两种空化喷嘴对稠油的降粘都有一定的作用,稠油粘度随着空化射流处理次数的增加逐渐降低。通过角形空化喷嘴和风琴管空化喷嘴处理后,稠油粘度最大降低52mpa?s和88mpa?s,降粘率分别为13.33%和18.49%。实验验证了空化射流技术可以一定程度的改变稠油的性质,实现稠油的降粘,改善稠油的品质,在合理运用下可以成为一种稠油降粘的新方法。     

稠油催化水热裂解降黏实验研究

采用高温高压反应釜模拟研究了稠油在开采过程中全温度段(50～300℃)条件下的催化水热裂解降黏反应,利用元素分析仪和高效液相色谱分析了稠油元素组成和族组成变化,利用旋转流变仪测试并分析了稠油黏度变化及黏温特性,初步探讨了200℃以下的稠油催化水热裂解降黏的实质.结果表明:稠油在低温条件下水热裂解反应降黏以破坏弱化学作用力为主,稠油降黏率与重质组分减少密切相关.有催化剂存在时,稠油催化裂解作用的主要温度在150～200℃,反应24 h降黏率可达到80%以上.     

纳米镍催化剂对胜利超稠油水热裂解降黏的影响

利用微乳液法合成纳米镍催化剂,采用透射电镜对其进行表征,在200℃时对超稠油进行水热裂解催化反应,通过气相色谱仪、元素分析仪、相对分子质量测定仪、红外光谱仪对反应前后稠油的物化性质进行分析。结果表明:水热裂解催化反应后,超稠油降黏率达90.36%,稠油胶质与沥青质含量减少,稠油相对分子质量下降,沥青质相对分子质量降低幅度最大;反应后稠油及其重质组分的氢碳原子数比增加,硫与氮含量减少,氧含量增加;稠油发生水热裂解反应的同时,存在沥青质的聚合反应,沥青质的裂解在降黏反应中起到了关键的作用;纳米镍催化剂促进了水热裂解反应,同时抑制了聚合反应;纳米镍催化剂协同作用使高温水与稠油发生反应,产生具有表面活性的醇类、酚类、羧酸类等物质,导致反应后稠油含氧量增加,黏度降低。     

含水超稠油管输流动特性实验研究

针对辽河油田超稠油的管道输送问题，基于流体力学理论，建立了合理的含水超稠油流变特性物理评价模型。在模拟实际生产条件下，利用所建物理模型对辽河油田杜229生产区块含水超稠油的流动特性进行了实验研究，分析了温度、含水率、流量对超稠油流变性的影响，确定了不同温度和含水率条件下含水超稠油的流变特征。结果表明，含水超稠油的流变模式呈假塑性流体特征。温度和含水率对含水超稠油的流动特性均有明显的影响，温度升高，视粘度下降。含水超稠油的表观粘度随含水率的变化存在一个使粘度发生反转的临界值，临界含水率在50％左右。随流量增加，含水超稠油的表观粘度呈降低趋势，同时流量影响管径选择和输送距离等管输参数。该研究结果为实现超稠油集输和管网合理设计提供了可靠的依据。     

超深稠油高温高压井筒降黏举升摩阻实验研究

新疆深层稠油在井筒举升过程中,由于温度的降低,原油会逐渐失去流动性。稠油降黏是有效降低井筒举升摩阻的途径。根据现场掺降黏剂工艺,建立了室内高温高压井筒流动模拟实验装置,实验研究了温度、压力及流速对稠油井筒举升流动摩阻的影响,得到了不同降黏方式井筒举升摩阻梯度分布,在已有井筒压降计算模型的基础上,构筑了室内井筒流动模拟装置与实际井筒之间的压降换算关系,得到了不同降黏方式塔河原油在实际井筒中压力分布。实验表明：原油在垂直井筒中举升摩阻随压力和流速的增加而增大,随着温度的升高而降低,但流速越大,井筒流动摩阻增加趋势渐缓。在井下3000m处掺降黏剂使稠油更易举升至井口,降黏效果：复合降黏剂＞油溶性降黏剂＞掺稀降黏。     

高浓度聚驱采出污水降粘室内实验

目前高浓度聚合物驱注入2 500万分子量的超高分聚合物,严重影响水处理效果。用降黏剂对高浓度聚合物驱采出污水进行降黏处理。当污水pH值为7—8,温度20—35℃,降黏剂加药量为30 mg/L,沉降时间90 min时对含聚污水进行降黏处理后。污水中的聚合物浓度由570 mg/L降低到10 mg/L,聚合物去除率达98.2%;黏度由2.0 mPa.s降低到1.0 mPa.s,降黏率为83%。     

含蜡原油中声速的超声试验研究

在静态、常压下 ,对含蜡的南海原油、丘陵原油及不同含蜡量的 10号白油的声速进行了实验研究 ,结果表明 ,各油样的声速均随温度的下降而上升。对含蜡油样 ,在蜡晶析出较多至开始形成蜡晶网络结构所对应的温度范围内 ,声速随温度变化率发生转折 ,转折的温度区间宽度约 3℃ ,转折区两边声速与温度近似呈不同斜率的线性关系。与低频情况相比 ,高频下声速变化率的转折现象更明显。对相同油样 ,频率越高 ,反应出的转折温度区也稍微靠前。对白油 (含 5 %蜡 )的油样进行了理论计算 ,与实验结果相符。     

超声波在原油中的吸收衰减

从声学的角度,利用旋转粘度仪等设备,采用脉冲透射插入取代法,在一定温度范围内将超声技术用于胜利、辽河两油田所产不同油品中,对其粘度、声速及吸收衰减等参数进行了系统的研究.给出了相应的粘度-温度、声衰减系数-声波频率、声速-温度以及声速方次-温度等拟合曲线、公式和声衰减修正公式.实验表明随着温度升高,以上相关参数均呈下降趋势.     

超声作用下的酶促废油脂转酯反应

探讨了超声对无溶剂体系中固定化脂肪酶Novozym435催化废油脂转酯反应的促进作用，研究了超声功率、超声处理方式等对酶反应速度及酶操作稳定性的影响．结果表明：对酶进行适宜的超声预处理（20kHz，80W，30min）能显著提高Novozym435催化废油脂转酯反应的速度；经超声预处理的Novozym435有良好的操作稳定性，反应10批次后．酶活下降甚微．     

梁板电极电场中油液荷电雾化的实验研究

通过对油液在梁板电极形成的高压静电场中荷是及雾化过程的实验研究，得到同液雾化的相关影响因素，为静电涂油机结构设计中的参数选择提供了依据。     

旋流分离钻井液油相的实验研究

为了保证欠平衡钻井的安全高效,需要维护钻井液性能,分离由地层进入钻井液中的原油.在分析现有技术的基础上,提出将水力旋流技术应用于欠平衡钻井过程中原油和钻井液的分离.实验探索分析了操作参数和物性参数对旋流分离效果的影响.研究结果表明,操作参数和钻井液物性显著影响旋转分离效果.随着钻井液流量、分流比的增大,旋流分离效率和系统压耗同时增大,但是随着密度差和含有浓度的增大、粘度的减小、旋流分离效率增大的同时,系统压耗则呈现减小趋势.研究结果对实际装置的研制和相关工艺技术的开发提供了理论依据.     

超声传输特性和超声传感系统研究

研究了空气介质中超声波的辐射、传播、散射和接收等规律性,作为超声传感系统设计的理论基础和具体参数选择的依据。简述3种具有创新性的超声传感系统：混凝土喷射机械手超声测距测向系统、超声地形障碍检出传感系统和移动机器人超声传感系统的设计和实验结果等。     

响应面法优化桐粕残油的超声波辅助提取工艺

【目的】优化超声波辅助提取冷压榨桐粕中残余桐油的工艺条件。【方法】采用响应面法即中心组合(Boxbehnken)实验设计,建立超声波辅助提取残油的二次多项数学模型,并分析液固比、提取温度、提取时间和超声功率等4个主要因素对残油得率的影响成分。【结果】响应面法统计分析预测的超声波辅助低温提取残油的较佳工艺条件为提取时间24.77min,提取温度37.18℃,超声功率159.66 W,液固比(mL/g)3∶1,预测残油得率为6.30%,验证实验显示在较佳条件下残油得率为(6.45±0.2)%;色谱分析结果显示,超声波辅助提取的桐油与传统溶剂提取成分一致。【结论】响应面法实验设计统计分析能有效预测超声波辅助提取残余油脂的较佳工艺条件,也进一步证明超声波辅助法提取的桐油品质良好。     

超稠油热化学复合体系影响因素实验研究

胜利油田王庄郑411块运用热-化学复合体系实现了特超稠油油藏的有效动用,其影响热-化学复合体系驱油效率的因素主要有油溶性降黏剂、二氧化碳和蒸汽。运用正交设计原理,对热-化学复合体系驱油的影响因素进行了室内实验研究,分析不同因素对驱替效果及驱替特征的影响。结果表明,蒸汽对热-化学复合体系驱油效果的影响最大,其次是二氧化碳和油溶性降黏剂;且蒸汽对驱油效果的影响远大于后两者。通过分析热-化学复合体系的驱油特征发现,由于油溶性降黏剂和二氧化碳都有较好的降黏作用。先期注入油溶性复合降黏剂和二氧化碳,有效发挥了两者的协同降黏作用,大幅度降低超稠油黏度,从而有效的降低了注汽压力。     

基于超声Lamb波技术的储罐底板缺陷检测

 针对储油罐底板长期服役过程中罐底边缘板常发生腐蚀的情况,研发出一种超声Lamb波检测技术,开展了相关实验研究并设计了一套储罐检测自动化装置。对14mm大厚度钢板进行了仿真分析,计算出激发角度曲线,得出其A0模态Lamb波最佳激发角度为70°。设计加工了某2万m³成品油储罐底板1:1实验模型,并使用设计的UT350平板导波检测系统在该模型板上开展了实验,当激励信号频率为490kHz时检测结果最佳。实验结果表明Lamb波A0模态的低频脉冲信号能实现对大型钢板的缺陷检测,具有较好的缺陷识别能力。设计了一套能紧贴储油罐壁自动行走的储罐底板自动化检测装置,该装置可根据储罐边缘板自动调节传感器角度和压紧力,能根据检测效果调节行走速度。实现了对储罐底板缺陷连续、高效、稳定的在线检测过程。研究结果和设计装置实现了对储油罐底板缺陷检测,为储罐安全运行提供了保障。