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。     

煤焦油沥青改质生产碳材料

介绍了煤焦油沥青的组成,阐述了煤焦油沥青在碳材料生产中的作用,分析了煤焦油沥青改质的必要性,探讨了煤焦油沥青改质的方法。     

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。     

木屑液化产物合成的生物沥青性能及机理分析

为促进废物利用及绿色道路材料开发,结合我国木质材料固体废弃物特性及生物沥青发展的需要,将杨木屑液化产物合成树脂,然后加入基质沥青制备生物沥青。分析了合成树脂掺量对生物沥青针入度、软化点、延度及黏度的影响,确定了合理的合成树脂掺量。并探讨了生物沥青的复数剪切模量、相位角、车辙因子在30~80℃温度范围内的变化规律;通过短期与长期老化试验,采用老化前后的针入度比、软化点增值、延度比、黏度老化指数指标分析了生物沥青的耐久性,并与基质沥青及SBS(5%)改性沥青进行对比分析。通过红外光谱分析,讨论了生物沥青的作用机理。结果表明,生物沥青中合成树脂的合理掺量为10%,该掺量的生物沥青复数剪切模量、相位角、车辙因子与SBS(5%)改性沥青较为接近,即生物沥青具有较优良的高温抗车辙性能;生物沥青抗长期老化能力与SBS改性沥青接近,远高于基质沥青。分析认为,生物沥青中的合成树脂可吸收沥青的轻组分使沥青质相互之间的距离缩小,从而改变沥青的黏度;合成树脂在生物沥青中可形成网络结构,提升其高温黏性及低温弹性;合成树脂与沥青交互作用,可增强沥青内部的黏聚力,进而提高了沥青的高温性能及抗老化性能。     

2000型沥青混凝土拌和机关键工序的控制

沥青混合料质量的好坏直接影响沥青混凝土路面的质量。分析了2000型沥青混凝土拌和机的结构与工作原理,探讨了在生产沥青混合料的过程中各主要部件和关键工序的控制措施,以达到沥青混合料质量的严格控制。     

衰竭开发沥青质析出相态及数值模拟

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F油藏实际资料,建立了沥青质数值模拟模型,能够模拟沥青质析出、絮凝、沉淀和伤害4个过程;分析了沥青质析出对地层的伤害,研究了沥青质析出对采出程度的影响,随着沥青质的析出,地层孔隙度和渗透率降低,原油黏度增加,生产10年采出程度下降2.3%。通过优化井底流压,可为防止沥青层沉积提供指导,研究成果显示F油藏最优井底流压为35.5MPa。     

植物基复配沥青混合料的蠕变性能

为研究植物基复配沥青混合料的流变特性,以进一步考察复配沥青混合料的高低温路用性能,在对基质沥青与植物沥青进行基本性能试验、并确定了两者适宜配合比例得到复配沥青的基础上,采用AC-13级配类型,分别进行了基质沥青与复配沥青混合料的高低温弯曲蠕变试验。基于Burgers模型,以塑性变形、劲度模量S以及蠕变速率m和m/S值及耗散能比等参数,分别评价了混合料的高、低温性能。研究结果表明,植物沥青较70~#沥青温度敏感性大;复配沥青中植物沥青的适宜掺量为70~#沥青质量的10%;复配沥青混合料的高温性能较70~#沥青混合料略差,但均满足规范要求,其低温性能及应力松弛性能亦略次于70~#沥青混合料。     

沥青内金属离子的水污特征及组分扩散的分子动力学模拟

为了研究路面沥青引起的水污染,把沥青膜浸泡在受压的去离子水中,并采用电感耦合等离子体质谱,测试浸泡沥青前后水中10种金属离子的浓度,分析沥青老化、去离子水pH值和浸泡时间对沥青内金属离子浸出的影响.采用分子动力学,分别建立沥青四组分(饱和分、芳香分、胶质、沥青质)和水的分子结构模型,模拟了不同水温、水压、pH值和沥青老化条件下沥青四组分在水中的扩散过程,并计算四组分在水中的扩散系数.结果表明,浸泡沥青后,水中金属离子浓度增大,新鲜沥青和基质沥青的金属污染程度分别高于老化沥青和SBS改性沥青;沥青四组分在水中的扩散系数从小到大排序为:胶质、沥青质、芳香分、饱和分;降低温度和水压,有助于减缓沥青四组分在水中的扩散.     

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.     

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.     

预氧化方式对沥青基球形活性炭制备过程的影响

分别以30%HNO3溶液（质量百分数,下同）和空气为氧化介质处理沥青球,制备了沥青基球形活性炭。分别采用热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、气体吸附仪、扫描电子显微镜等对氧化沥青球、炭化料、沥青基球形活性炭等进行了分析与表征。结果表明：沥青球在HNO3氧化过程中主要引入—NO2官能团,该官能团在炭化过程中促进了沥青分子的交联和聚合,降低了沥青球挥发分的逸出,增加了炭收率;炭化后沥青球内部残留的氮（1.4%）提升了碳表面与活化剂的亲和力,加速了活化反应的进行。沥青球在空气氧化中的结合氧主要以C—O—C和C=O的形式存在,沥青分子在氧化过程中被交联成刚性或链状大分子,保证了炭化过程的顺利进行。     

沥青混凝土路面抗车辙性能研究

车辙是沥青混凝土路面的一种损坏形式,主要是由于混凝土路面沥青混合料被压密和剪切变形所致,其表现为沥青混凝土路面轮迹带范围内路面有下凹的现象,有时还伴随着轮迹带边缘的隆起,并且一般发生在面层。本文介绍了我国现行沥青混凝土路面结构设计方法中存在的问题,并就沥青混凝土路面车辙破坏类型以及危害,同时探讨了沥青混凝土路面车辙产生的原因,在此基础上,提出了沥青混凝土路面抗车辙能力技术措施。     

一种沥青固化剂的研究与应用

中东YD油田在钻井过程中钻遇活跃沥青,沥青的涌出导致了钻井液污染、振动筛跑浆、钻具粘卡等多种复杂情况,给钻井施工带来极大困难,甚至导致部分井段或全井报废,造成了大量经济损失。为解决该项技术难题,开展了沥青固化剂的研究和应用,采用交联固化的方式,在实验室内成功优选了性能良好的固化剂GHJ-9,该固化剂使得沥青的软化点由52℃提高到71℃,沥青在钻具上的粘附率降低到5%以下;同时完成了固化剂对钻井液性能影响的评价实验和对钻具腐蚀的评价试验,证明在10%加量情况下对钻井液性能影响不大,对钻具腐蚀轻微。沥青固化技术在中东YD油田进行了多口井的现场应用,试验结果表明沥青固化剂有效封堵了地层孔隙,并和地层溢出的沥青发生固化反应,使得湿沥青发生了明显的聚结固化现象,成团返出地面,有利于沥青从钻井液的分离和清除,降低了沥青对钻井液性能的影响。GHJ-9固化剂的研究和应用为该地区沥青层的安全钻井提供了新的技术方法。     

纤维沥青胶浆流变特性对混合料路用性能的影响

纤维沥青混凝土在公路建设中得到越来越广泛的应用,为分析纤维沥青混合料的高低温性能,本文对纤维沥青胶浆的流变特性进行了研究,并通过室内试验,分析了纤维沥青胶浆流变特性对沥青混合料高温和低温性能的影响。建立了纤维沥青胶浆流变特性与混合料路用性能之间的联系,为研究纤维混合料的各项性能提供了新的思路。     

BMA在A30浦东段工程应用案例研究

本文通过对布敦岩沥青在A30浦东段工程实践中的应用介绍,分析了沥青混凝土面层的设计,探讨了沥青混合料材料的要求及配合比设计,最后结合实践阐述了沥青混凝土施工的技术措施。     

国产天然沥青对基质沥青路用性能的影响

为更好地将天然沥青应用于路面,通过在基质沥青中掺加不同剂量的四川天然沥青,对天然沥青改性沥青的高温性能、粘附性、低温性能和水稳定性等路用性能进行了分析。试验结果表明,将四川天然沥青掺加基质沥青能够大大提高和改善基质沥青的高温性、粘附性以及水稳定性,并且随着天然沥青剂量的逐渐增加,沥青由溶胶型沥青向溶—凝胶型沥青转化,其高温稳定性、粘附性及水稳定性逐渐增强。天然沥青对基质沥青的低温流变性则表现为双重性,低温延度有所下降,但当量脆点指标却得以改善,且其玻璃化温度相对于基质沥青有所升高。掺入天然沥青后改性沥青混合料在低温时的最大拉应变、抗弯拉强度和劲度模量均增加,表明低温抗裂性能总体上得以改善,但柔韧性有所下降。     

纤维沥青混合料增强作用机理分析

纤维复合材料是常用的工程材料之一,而在沥青混合料中添加纤维已取得了成功的经验。通过对普通沥青混合料的组成结构和强度作用特性的分析,表明要改善沥青混合料的性能可通过添加纤维来改善沥青的性能入手,并讨论了纤维增强沥青混合料作用机理的有关理论与观点,分析了纤维沥青混合料同其它纤维复合材料性能特性存在差异的原因及纤维增强效果,分析了纤维沥青混合料的增强机理。     

油藏中沥青质沉积机理研究

在充分调研国内外沥青质沉积资料的基础上,对沥青质的物理化学沉积机理、沥青质堵塞储层孔喉的机理进行了总结。在对比分析的基础上,将沥青沉积模型划分为基于相劈分的沥青质沉积模型及基于胶体不稳定性的沥青质沉积理论模型,指出了各模型的局限性及其存在根源。通过分析原油中沥青质发生絮凝的温度、压力、组分,可以找出发生沥青质沉积的主要影响因素,从而搞清沥青质对储层渗透率的影响,为油藏注气开发方案设计提供依据,对防止储层损害,确保稳产、高产具有重要意义。     

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。     

TOR橡胶沥青流变性能试验

为了得到TOR橡胶沥青的流变性能,对薄膜烘箱老化和压力老化试验后的沥青试样进行布氏黏度试验和动态剪切流变试验.给出了改性沥青的制备方法、试验方法,分析了TOR对橡胶沥青复数模量、相位角、车辙因子、黏度、疲劳因子的影响.结果表明:加入TOR后,沥青的复数模量增大,相位角减小,TOR促进了废胶粉颗粒与沥青的相容性,增加了沥青的高温抗车辙性能.薄膜加热老化后基质沥青、橡胶沥青和TOR橡胶沥青的车辙因子数值均增大,黏温敏感性增强,TOR橡胶沥青的抗车辙性能较橡胶沥青有所改善.加入TOR的橡胶沥青,经压力老化后抗疲劳性能得到了加强,在较低温度环境下比橡胶沥青好;经有水压力老化,可以有效改善橡胶沥青的热氧水老化能力.