影响稠油粘度的化学组成灰熵分析

针对稠油高粘度特性,采用灰色关联熵分析法,以MATLAB为平台分析了稠油族组成、元素组成及主要官能团与稠油粘度之间的关系,探讨了各组成因素对其粘度的影响.分析结果表明,沥青质是影响稠油粘度的最主要的因素,胶质和芳烃起着稳定沥青质,防止其聚沉的作用;而沥青质、胶质分子中的杂元素、过渡金属元素、芳香结构和烷基侧链则会影响沥青质分子之间、沥青质与胶质分子之间的缔合.分析结果与Pfeiffer提出的沥青质-胶质复合胶体体系等结论一致,证明了在稠油化学组成对粘度的影响研究中引入灰色关联熵分析法是可靠的.这对稠油处理加工将起到推动作用.     

稠油W/O乳状液增黏原因的灰熵关联研究

采用灰熵关联分析法研究了胜利稠油W/O乳状液增黏倍数与稠油组成(极性四组分含量、有机杂原子含量和过渡金属含量)和油品性质(稠油极性组分的分子质量和偶极矩)的关联。结果表明,在稠油组成中,沥青质和胶质的含量、O含量及Ni含量是影响W/O乳状液增黏倍数的重要因素;在稠油性质中,沥青质的性质是影响W/O乳状液的增黏倍数的关键因素。     

原油组分与降凝剂相互作用

利用红外光谱探讨了原油中各组分与降凝剂之间的相互作用,由实验得到以下主要结论:降凝剂的极性基团与沥青质的极性基团形成氢键,降凝剂和沥青质分子结合在一起,降凝剂高分子链转动和扭曲,减少沥青质平面分子结构的重叠,减少堆叠体的形成;另一方面,降凝剂中的极性基团也可以与胶质的极性基团发生氢键作用,降凝剂高分子分子链转动和扭曲,减少胶质本身的氢键结合,减少胶质分子之间通过氢键形成密集胶束的趋势.由于沥青质堆叠体和胶质密集胶束的减少,原油的粘度的降低,达到了降低原油粘度的目的;原油的凝点主要由蜡的含量和组成决定的,胶质和降凝剂能够参与使蜡的结晶,使蜡晶的形态和尺寸发生改变,达到降低凝点的目的.     

微生物降解作用对稠油理化性质的影响

微生物采油技术(MEOR)的主要机理之一就是利用微生物降解原油中的胶质、沥青质等重质组分，降低原油粘度和凝固点，以达到改善原油物化性质的目的。利用从原油及含油污水中分离、选育出能有效降解稠油中重组分的菌种对青海、胜利、辽河、大港等油田的稠油进行了微生物降解实验，分析了细菌降解对原油饱和烃、芳烃以及胶质、沥青质各组分在原油中相对含量和内部组成的影响。结果表明，细菌作用引起原油性质发生明显变化，原油中胶质、沥青质含量降低9％以上，其组成和结构也发生了一定的变化，原油饱和烃轻重组分比值变大，粘度和凝固点分别降低15％和20％左右。大大改善了原油的物化性质。     

稠油及其组分结构参数和红外光谱的考察

将委内瑞拉稠油进行四组分的分离。通过元素分析、核磁共振等分析方法研究了委内瑞拉稠油及其组分的基本性质及结构参数,对稠油及其组分的平均结构参数进行分析计算。结果表明,委内瑞拉稠油数均相对分子质量的大小顺序是：沥青质〉胶质〉芳香分〉饱和分,沥青质的数均相对分子质量要远远大于其他3个组分的数均相对分子质量。委内瑞拉稠油的结构参数CT、HT、CA、RA、RT、RN、CN、C.I.大小顺序均为：沥青质〉胶质〉芳香分〉饱和分。委内瑞拉稠油的饱和分红外谱图在2 800～3 100cm-1和1 350～1 390cm-1出现强吸收峰,属于甲基和亚甲基的特征峰。羟基、羰基等基团的存在使委内瑞拉稠油胶质与沥青质分子之间及沥青质本身分子形成氢键。     

稠油二氧化碳降粘的化学机制研究

为认识二氧化碳降粘的化学机制,考察了不同压力下二氧化碳在胜利稠油中的溶解度、二氧化碳处理对稠油化学组成的影响以及超临界二氧化碳对稠油的萃取行为。结果表明,二氧化碳在稠油中有很高的溶解度,可达105 kg/m3,但不改变稠油的化学组成;超临界二氧化碳萃取过程中,对饱和分的溶解能力强于胶质和沥青质,会破坏稠油的胶体化学结构。二氧化碳降粘主要来自于稀释作用,但胶体体系改变后,会释放出溶剂化层中的小分子,减小分散相体积,降低体系粘度。     

常减压渣油胶体稳定性与组分性质关系的研究

利用质量分率电导率法测定了大港、中东、塔河常压渣油和它们相应的减压渣油的胶体稳定性,并从组分组成和组分性质探讨了渣油胶体稳定性影响因素。样品的胶体稳定性参数为1.45～8.20,差别较大。利用液相色谱法测定了各个渣油样品各组分的平均相对分子质量和平均偶极矩。关联了组分组成和组分极性与体系胶体稳定性的关系。结果表明,胶质与沥青质的含量之比越大,胶质与沥青质的极性越接近,体系的胶体稳定性越好;重芳香分含量越高、极性越接近沥青质的极性,体系的胶体稳定性越好;饱和分和轻芳烃组分含量越高、极性与沥青质极性差别越大,体系的胶体稳定性越差。     

渣油单油热反应体系中第二液相的形成特性

在渣油热反应体系中,凝聚态沥青质第二液相是焦的最直接物理化学前身物和提高渣油热转化过程经济性的关键因素。渣油的组成和物理／化学结构是影响渣油热反应体系中第二液相形成特性的最重要因素,但渣油的组成和结构特性对渣油热反应体系中三类第二液相形成的影响的性质和程度不同。渣油体系物理结构的固有稳定性越高,物理第二液相越不容易形成;渣油体系中原生沥青质和原生胶质的分子反应能力越低,化学物理第二液相和化学第二液相也都越不容易形成。据此,可以比较或估量不同组成和结构的渣油热反应体系的生焦倾向的大小。     

石油沥青质胶态粒子宏观结构尺寸的研究

研究沥青质溶液的胶体结构、胶态粒子的形成、形态和宏观尺寸，对石油的勘探、开发、储运以及加工都具有非常重要的意义。在研究沥青质胶体分散特性的基础上，进一步了研究沥青质胶态粒子的宏观结构尺寸。根据Einstein粘度定律导出以增比粘度计算沥青质胶粒宏观尺寸的方法，确定了胜利沥青溶解于苯、甲苯和四氢呋喃溶剂中沥青质胶粒的大小。结果表明，沥青质在稀溶液中以单分子分散的胶粒形式存在，胶粒的宏观尺寸在8～11nm之间，溶剂和温度对溶剂化层中胶质和芳香分的解离作用很小。     

新疆风城稠油高粘实质及其降粘方法探析

以风城稠油为研究对象,测试风城稠油的基本物性、流变性,分析对风城稠油的高粘性,对加热和掺稀降粘的原理进行了进一步的阐述,并测试了风城稠油在掺入稀油前后的粘温曲线.分析结果表明:稠油中的胶质沥青质的大分子胶束结构是稠油高粘的主要原因;通过加热法和稀释法减小稠油的大分子结构或降低大分子在油分中的浓度,能有效降低稠油粘度;风城稠油存加热或掺稀的情况下粘度下降明显.     

东辛原油组分-地层水界面扩张流变研究

从东辛原油中分离得到饱和分、芳香分、胶质、沥青质以及酸性组分,通过滴外形分析方法研究了各原油组分模拟油与地层水问的界面张力及界面扩张流变性质。结果表明,各类活性组分都具有界面活性,酯类组分的水解使得饱和分在高浓度时降低界面张力能力较强;扩张弹性随质量分数增大通过一个极大值,其高低顺序为：饱和分〉芳香分≈沥青质〉胶质≈酸性组分;饱和分中蜡组分在高浓度时以蜡晶形式析出,大大增强界面膜强度,造成较高的弹性,同时界面反应过程导致其较高的黏性。     

Effect of chemical compositions on temperature susceptibility of bitumens

The viscosity of five bitumens was measured at different temperatures and the viscosity- temperature relationship was developed to evaluate the temperature susceptibility of different bitumens. The generic fractions (i e, saturates, aromatics, resins and asphaltenes) of the bitumens were separated and tested by thin-layer chromatography with flame ionization detection (TLC-FID) and the effect of chemical compositions on temperature susceptibility of bitumens was analyzed using the linear regression method. The experimental results show that the four generic fractions play an inconsistent role in the temperature susceptibility of bitumens and the correlation degree of each fraction is somewhat different. The existence of aromatics and asphaltenes can lower the sensitivity to temperature changes whereas saturates and resins may have an adverse impact on the temperature susceptibility of bitumens. As for the correlation degrees, resins show the closest correlation with the temperature susceptibility of bitumens, then asphaltenes and aromatics, and the correlation between temperature susceptibility and saturates is relatively weak.     

紫外吸收光谱研究胜利渣油胶质、沥青质结构特性

以紫外吸收光谱理论为基础,通过剖析胜利渣油中胶质、沥青质的紫外吸收光谱及其二阶导数光谱,并与模型化合物的紫外吸收特征相比较,研究胶质和沥青质的化学结构。实验结果表明,芳香单片为胜利渣油中胶质、沥青质组分结构的最基本单位。胶质、沥青质的芳香单元结构--基本吸收生色团具有相似性,单元芳香片中芳香环数以3～4个环为主,共轭芳香环的排列形式主要为“线性排列”,即渺位缩合。但胶质和沥青质的结构也存在着差异,即胶质中基本不含有多于5个环的共轭芳香片,而沥青质中含有少量多于5个环的共轭芳香片,并且这些共轭芳香片有部分“面性排列”,即迫位缩合,同时沥青质中的芳香结构所占比例较大。由此得出了胶质和沥青质可能的近似结构模型。     

原油组分及乳化剂对乳状液黏度影响分析

在油井堵水技术中,活性原油堵水技术以其低成本、低伤害、有效期长等特点越来越受到人们的关注。但是在应用中发现,不同区块进行活性原油堵水调剖效果差异较大,有些区块措施效果明显,而另一些区块则效果很差,分析原因为不同区块原油组分中胶质、沥青质含量差异较大,而该物质会对活性原油乳化效果产生较大的影响。为了从根本上提高活性原油堵水技术水平,通过室内乳化实验和光谱实验分析了乳化剂结构和原油组分对油包水乳状液的影响因素。分析得出,乳化剂Span系列的亲油端碳碳单链长度越长,乳状液黏度越大;而双键的存在不利于形成乳状液,且形成的乳状液黏度低;胶质中的5个芳香环排列组成的成分有利于沥青质的溶解,同时5个芳香环的面性排列会增加乳状液的黏度。     

驱油剂对稠油注空气低温催化氧化过程的影响规律

为了提高空气驱的安全性及稠油改质,通过静态氧化实验研究了驱油剂对稠油低温催化氧化性能的影响规律。结果表明,研究选用的驱油剂都可以提高耗氧速率,特别是NaOH 和PAM 对耗氧速率的影响最为明显。通过族组成分析驱油剂对原油成分的影响,研究发现,低温催化氧化使原油中的饱和分和芳香分向胶质和沥青质转化,而纳米微粒Fe₃O₄ 却可以明显的反转这种变化。研究结果对驱油剂的选取、提高空气驱油技术的安全性及扩大空气驱的应用具有一定的指导意义。     

井筒中超、特稠油开采用抗盐降粘剂室内研究

介绍了一种适用于高矿化度条件下的新型水溶性降粘剂,主要针对新疆某油田水资源缺乏、油品为特超稠油的井筒降粘问题,其配方为0.05%HSF 0.05%XY-1 0.05%W.这种降粘剂具有显著的抗盐性能,实验中用进行简单水处理后的地层采出水配制该降粘剂,对于超、特稠油能起到显著的降粘效果.并探讨了一种油溶性降粘剂,对高含沥青质胶质稠油的降粘研究做出了有益的尝试.     

生物酶强化采油技术的研究

于实验室中，模拟井下采油条件，研究了高凝油及高稠油在石油裂解酶作用下的降凝及降粘效果，结果指出：采用石裂解酶不仅可以开采辽河油田高凝油，高稠油，而且有利于储运和集输，是一种新型，先进的采油方法。     

含蜡原油结构的存在性研究

所谓含蜡原油结构是指一定条件下原油中蜡晶颗粒相互连接所形成的一种充满整个体系的网络,采用流变学测试及分析技术试验研究含蜡模拟油的特征温度,粘温特征,流变特征,采用偏光显微技术分析含蜡模拟油凝胶状态时的微观结构。试验结果表明：含蜡原油在一定条件下明显存在结构,共形成与原油所含蜡分子的大小与数量,蜡晶颗粒的对称性及大小密切相关,含蜡原油结构的存在是其粘度异常和流动性丧失的主要根源,这为含蜡原油降凝降粘途径的进一步研究奠定了理论基础。