松辽盆地西部斜坡油砂油地球化学及生物降解特征

松辽盆地中央坳陷原油向盆地边缘运移过程中发生降解，在西部斜坡形成油砂矿藏，油砂油密度和黏度大、不流动。在运移方向上，套保-小太平山-西北沟-图牧吉地区的上白垩统姚家组油砂油随深度变浅饱和烃和芳香烃含量减少，非烃和沥青质含量增加，全油和饱和烃碳同位素变重，以上参数在小太平山单井样品中随深度变浅呈相反变化趋势。气相色谱质谱分析发现，油砂油降解级别为Wenger 2~8级，大多数样品饱和烃中正构烷烃和类异戊二烯烷烃缺失，藿烷部分降解，小太平山地区发现25-降藿烷；套保-图牧吉地区随深度逐渐变浅，生物降解程度逐渐增加，三环萜烷/五环三萜烷、C₂₇重排甾烷/规则甾烷、二苯并噻吩/菲等生物标志化合物参数均呈规律性变化。小太平山地区，25-降藿烷和其对应藿烷的质量分数、二者的比值，均反映出生物降解程度随深度变深而增加，藿烷抗降解能力随碳数的增加而增加，升藿烷22R构型抗降解能力大于22S构型。松辽盆地西部斜坡油砂油降解的规律是：由深部厌氧环境向地表喜氧环境运移的过程中，油砂油降解程度逐渐增大，单井样品中随深度和含水饱和度的增加降解程度逐渐增大。     

生物降解作用与辽河“稠油”的形成

使用色谱和色谱-质谱技术研究了辽河西部凹陷的原油和油砂的饱和烃,鉴定出多种生物标记化合物,特别是鉴定出了25-降藿烷系列和一个待确认的新的化合物,这些化合物对指示原油的生物降解作用具有指纹意义.严重的生物降解作用可破坏原油的正常甾烷,并使正常藿烷向25-降藿烷转化.“稠油”中25-降藿烷的存在,说明它们形成的一个重要方式是生物降解作用.     

甾烷和藿烷的国产X型分子筛分离制备实验研究

采用国产10X和13X型分子筛对甾烷和藿烷类生物标志物进行吸附和脱附实验,探讨两种分子筛在制备甾烷和藿烷类化合物过程中的稳定碳同位素分馏效应,为甾烷和藿烷单体化合物的分离技术提供一种可靠方法。结果表明,两种分子筛对不同类型化合物的吸附作用不同,对甾烷化合物中的5α,14α,17α-20S、5α,14β,17β-20R、5α,14β,17β-20S三种构型吸附能力最弱,其次是5α,14α,17α-20R构型的甾烷系列、β-胡萝卜烷和伽马蜡烷。13X型分子筛对藿烷组分吸附能力强于10X型分子筛,可用于藿烷类化合物的分离;而10X型分子筛对甾烷组分吸附能力强于13X型分子筛。通过控制淋洗液的用量,能够分别分离不同构型的甾烷化合物。获得的甾烷和藿烷化合物单体烃稳定碳同位素分析结果显示,分离过程中无碳同位素分馏现象,重复性非常好,说明国产10X和13X型分子筛可用于甾烷和藿烷类化合物的分离富集及其单体烃碳同位素研究。      

准噶尔盆地乌夏地区生物降解原油中饱和烃组成解析

运用全二维气相色谱/飞行时间质谱(GC×GC/TOFMS)结合全二维气相色谱/氢火焰离子检测(GC×GC/FID)实现了对准噶尔盆地乌夏地区不同生物降解程度原油饱和烃复杂混合物成分的分析研究,提升了对生物降解原油组成及成因机理认识。结果显示:①乌夏地区生物降解原油中不可识别混合物主要由烷基取代环状化合物及其同系物组成,这些环状化合物主要以六元环为基本单元,包括单环烷烃(类胡萝卜烷)、双环烷烃(十氢化萘,脱-A,B环-甾烷)、三环烷烃(菲满类、三环萜烷、断甾烷)和金刚烷类、四环烷烃(甾烷、断藿烷、四环萜烷)和五环烷烃(藿烷、25-降藿烷)等六大类化合物;②不同生物降解原油中饱和烃总量变化不大,饱和烃中不同族系化合物随着生物降解作用增强呈现此消彼长的变化规律,在重度生物降解阶段,双环烷烃存在大量同系物及同分异构体,可能是微生物作用新生成的化合物,并且由于自身较强的抗生物降解能力,使双环烷烃成为饱和烃的优势成分,占饱和烃总量的50%左右,而多环烃类化合物含量随着生物降解程度逐渐增加,主要是由抗降解能力相对较强的高环数化合物的逐渐富集形成。     

准噶尔盆地乌夏地区稠油生物降解特征

准噶尔盆地乌夏地区稠油主要分布在风城油田,由于受到较强烈的生物降解作用影响,密度和粘度很高,正构烷烃和无环类异戊二烯烷烃严重降解,胡萝卜烷缺失,藿烷含量部分降解或严重降解,甾烷和重排甾烷部分降解,而三环萜烷含量、孕甾烷和升孕甾烷含量很高,m(Ts)/m(Tm)平均值为3.55。根据稠油的正构、异构烷烃降解程度、生物标记化合物和25-降藿烷系列化合物的降解程度以及三环萜烷含量和孕甾烷含量,将乌夏地区稠油生物降解作用级别划分为6级,并以此为依据将乌夏地区稠油分为6种类型。     

川东北地区过成熟烃源岩催化加氢热解研究

针对川东北地区过成熟干酪根样品,采用固定床反应器进行催化加氢热解,利用GC-MS技术对产物进行检测并与源岩抽提产物进行对比,考察了饱和烃中甾烷、萜烷,芳烃中硫芴类和三芴类生物标志物的分布特征及地球化学信息,根据藿烷指数、姥鲛烷/植烷之比、伽马蜡烷指数、规则甾烷/17α(H)-藿烷、C₂₇-C₂₈-C₂₉甾烷、重排甾烷/规则甾烷、硫芴系列化合物、三芴化合物等参数的结果,研究表明川东北烃源岩沉积的环境为缺氧的亚氧化、非超盐度、贫粘土的海相碳酸盐岩,沉积有机质来源于浮游生物。     

克拉玛依原油的生物降解

克拉玛依原油具有许多不同于我国东部诸盆地原油的独特性质,其中最突出的是低蜡低凝点。研究认为,这主要是由于它们普遍遭受了不同程度的生物降解作用所造成的。在克拉玛依原油中,我们发现了一个相当完整的生物降解原油序列。通过研究对比,这个系列中各类生物标记化合物相对丰度的变化,说明了它们耐生物降解能力的不同和次序。反过来,从实用观点出发,把原油的生物降解作用分为六个级别。研究中,还做了两件工作:(1)在严重生物降解油中发现了一个完整的25-降藿烷系列,它是微生物降解藿烷系列的产物。(2)恢复了中度降解油的甾烷指纹曲线,并用其估算了生物构型甾烷被降解程度。     

渤海湾盆地牛庄洼陷南斜坡油砂烃来源分析

对渤海湾盆地东营凹陷牛庄洼陷南斜坡不同埋深油砂及其相邻烃源岩的分析表明,埋深<2700m的油砂烃化学组成与相邻沙四段页岩抽提物有显著差异,两者不具相关性,油砂中的烃类主要为深部的运移烃。油砂烃具有常规油的气相色谱特征,而未熟-低熟页岩在高碳数部位有一明显的甾萜类等高分子量化合物未分辨鼓包,且正构烷烃奇偶优势明显;油砂烃含高丰度的"地质型"甾烷,而未熟-低熟页岩中C29甾烷αββ20S含量甚微,但热稳定性低的化合物5β(H)甾烷及13α(H),14α(H)-三环萜烷含量较高;油砂烃几乎不含甲藻甾烷,而未熟-低熟页岩中含丰富的此类化合物。由深至浅,油砂烃成熟度依次降低,伽玛蜡烷相对含量增高,升藿烷"翘尾"现象变得明显。油砂烃的成熟度梯度及烃类组成的规律性变化不仅可以指示油气运移的大致方向,而且揭示出不同演化阶段烃源岩的生烃特征有别和/或油气运移过程中未熟-低熟烃源岩沥青的混合作用。     

GC-MS-MS 方法检测时代相关生物标志物及地质意义

利用色谱-质谱-质谱(GC-MS-MS)方法在辽河与塔里木盆地源岩和原油样品中,检测出了多个系列时代相关及特定种属生物标志物,包括:降胆甾烷系列、甲基甾烷及甲藻甾烷系列、三环二萜烷及四环二萜烷系列、六环藿烷及甲基藿烷系列等等,这些化合物很难用常规GC-MS方法检测到。以往认识的许多中生代以后才出现的生物标志物却在塔里木盆地寒武系源岩中有高含量分布,其先驱物的繁盛时代有可能推至更古老的寒武纪生物大爆发时代,GC-MS-MS方法检测出的特定种属和时代意义生物标志物参数提供了分子证据,并很好地区分了塔里木盆地寒武系与中-上奥陶统原油,在争议已久的塔里木油源问题研究中发挥了重要作用。     

川西北地区固体沥青和油砂的有机地球化学特征与成因

川西北龙门山前山带不同时代固体沥青和油砂的烃类组成表现出一系列共有的地球化学特征。其碳同位素值小于-32‰,指示前寒武系来源。C₂₉甾烷相对含量大于C₂₇和C₂₈甾烷,推测与蓝细菌的贡献有关,三芳甾烷的分布具有类似的特征。出现较为丰富的24-正丙基胆甾烷和24-异丙基胆甾烷,分别来自远洋藻类和海绵动物的贡献。高丰度的孕甾烷系列化合物,表征还原和静滞的水体环境。重排甾烷的缺失,高丰度的30-降藿烷、C₃₅藿烷和C₂₄四环萜烷,以及丰富的二苯并噻吩类化合物,进一步反映出缺氧环境和较高的碳酸盐岩含量。本区固体沥青和油砂所拥有的特征,表明其来源于震旦系陡山沱组烃源岩,并与国外来源于同一时代的原油具有可比性。除此之外,UCM和25-降藿烷的存在,表明古油藏保存和破坏过程中曾经遭受了生物降解作用。古油藏是陡山沱组烃源岩在生油窗早期的产物(R_c为0.57%~0.84%),构造运动所引起的持续抬升以及之后的风化剥蚀和生物降解作用可能是古油藏破坏的主要原因。     

两种油砂加工方法的对比研究

分别采用溶剂萃取法和流化热转化法对内蒙古图牧吉油砂的加工方法进行了研究。溶剂萃取法可以得到油砂中几乎所有油品,但其液体产品具有高密度、高黏度及高残炭等特点,后续加工难度大;流化热转化法可以得到油砂中82.3%的油品,与溶剂萃取法相比,其液体产品的性质得到了较大程度的改善。对流化热转化得到的液体产品进行分馏和分析,其中汽油、柴油收率之和达到了37.32%,但是需要进一步精制才能达到国家油品标准的质量要求;重油收率达到了62.68%,可以通过进一步掺炼实现其轻质化。     

内蒙古图牧吉油砂流化热转化反应规律

 在小型流化热转化实验装置上,考察了内蒙古图牧吉油砂的流化热转化反应规律。得到最佳的反应条件为反应温度490℃、反应时间5 min、水/油质量比0.4、热载体/油砂质量比2。在此最优操作条件下,液体产品收率达到79.87%, 轻油收率达到26.59%。随着图牧吉油砂流化热转化反应温度的升高,干气、液化气及汽油产率增加,这主要来自于重油的二次裂化。热转化后的液体产品相对于油砂沥青,残炭、微量金属含量及黏度都有大幅度的降低,同时馏程得到很大改善,有助于后续的加工利用。     

基于分子矩阵的馏分油组成的分子建模

将MTHS分子矩阵(Molecular type homologous series matrix)应用于馏分油组成的分子建模,提出了表征馏分油的IMTHS(Improved MTHS matrix)分子矩阵,并建立了IMTHS分子矩阵中等价组分的性质关联方法,实现了基于分子尺度的馏分油的分子表征。实例研究表明,IMTHS分子矩阵是一种可行的预测石油馏分近似分子组成的方法。     

热解干馏法测定油砂的含油率

采用铝甑低温干馏方法对新疆克拉玛依油砂样品进行了含油率的测定，并考察了油砂粒径、升温速率、干馏终温、持温时间等因素对油砂含油率测定结果的影响。结果表明，热解干馏法测定油砂含油率的最佳操作条件是：粒径3～5 mm，升温速率15 ℃/min，干馏终温500 ℃，持温时间20 min。以二甲苯为溶剂进行水分的蒸馏分离，油水分离效果较好。测定结果与常用的Dean-Stark甲苯抽提法的测定结果十分接近。     

Characterization of the isolated wetting crude oil components with infrared spectroscopy

To improve the understanding of wettability, especially the influence of different crude oil colloids, wetting experiments on quartz sand and kaolin were performed with an asphaltene rich oil. A two-step procedure was developed to investigate the wetting behavior. In the first step, those crude oil components were extracted, which preferentially wet solid surfaces. The extracted crude oil components were characterized in a second step. The composition of the fractions extracted with different solvents are different. The acetone fractions extracted from quartz sand are rich in compounds containing nitrogen, whereas the compounds containing sulphur predominate in the chloroform fraction extracted from quartz sand. IR spectroscopy of the extracted fractions shows that carbonyl compounds are abundant in the methanol/chloroform and acetone/chloroform fractions extracted from quartz sand. The chloroform fraction is poor in carbonyl group-containing compounds. In agreement with elemental analysis, a strong signal for C–N groups in the IR spectra is found for acetone/chloroform and methanol/chloroform fractions, extracted from the quartz sand system. On the other hand, a significant, strong IR-peak representing S=O containing components is observed in the acetone and acetone/chloroform fractions, extracted from quartz sand.     

水剂法分离油砂技术的研究

采用水剂水洗法分离油砂,考察了水洗剂类型、水洗剂与油砂的质量比(即剂砂比)、温度、水洗时间、搅拌速率、气浮空气量、气浮时间等因素对油砂分离效果的影响。结果表明,油砂分离的最佳工艺条件为:YS-C型水洗剂质量分数6%、剂砂比2.5、水洗温度85℃、水洗时间30min、搅拌速率120r/min、气浮空气量0.3m3/h、气浮时间12min。在上述条件下,油砂分离效果最佳,出油率为93.10%。水洗剂循环使用6次后,出油率仍保持在87.20%。     

稠油有限防砂完井技术

针对稠油流动性差.携砂能力强等特性。提出了稠油有限防砂完井技术概念、工艺和具体技术措施,并建立了有关的数学模型。其核心是:通过先排砂、后防砂、防粗砂、排细砂等工艺措施,改善油层物性。增加油井泄油半径.在防砂开采条件下,提高油井产量;其要点是:根据稠油携带砂、冲出砂粒度分布、油层砂粒度中值、油层岩心孔隙孔喉的统计平均值(压汞法).防粗砂、排细砂,使筛-套环空和近井地带稠油流道孔喉远远大于油层孔隙孔喉.增加了稠油流动通道;其关键是:选择预定油产量下的基值,并以此选择筛管缝宽,根据粗砂粒累积重量百分比、粗砂自然堆积的孔隙度等,计算单油层采油、多油层合采时沉砂口袋长度最小值。稠油有限防砂完井技术成功地应用于苏丹六区,取得了较好的效果。     

Study on the process of oil recovery from oil sludge and tailing oil sands by blending extraction

Abstract

The raw materials of this study were oilfield sludge and the tailings extracted from the oil sands of Yumen. The mineral composition and particle size distribution were characterized by X-ray diffraction and gradient screening. In this study, we put forward a new process of oil sludge and oil sand tailings blending extraction. Tailings mainly contained high crystallinity of quartz and calcium carbonate. Tailings with particle size greater than 75?μm accounted for more than 95%. Oil sludge mainly contained clay minerals. Through the co-extraction experiment of different proportions of oil sludge and tailings, we can get the best condition of blending extraction. The results showed that m (tailing oil sands): m (oil sludge) = 0.5, v (solvents): m (sample) = 2, temperature 60?°C and contact time 20?minutes were the optimum technological conditions. Under the optimum conditions, the yield of the first stage co-extraction was up to 81.8%. The total yield of secondary co-extraction oil was up to 89.4%. This study overcame the problem of low yield of oil extracted from oil sludge.     

N凹陷的油源判识

N凹陷为中-新生代断陷,在中央隆起带下白垩统AJ组已发现SL和AJ两个含油构造.油一油对比结果表明,该凹陷两个含油构造的原油族组成相似,生物标志化合物和碳同位素基本相同,因此它们来自同一生油岩.油-岩对比结果表明,原油的成熟度明显高于隆起带上的生油岩,而与两侧生油洼陷的生油岩成熟度相当.另外,原油(油砂)与生油洼陷生油岩的甾烷组成、藿烷分布及碳同位素值均具较好对应关系,由此可以判断原油来自两侧洼陷生油岩.     

辽河油区油井射孔防砂技术及发展方向探讨

介绍了辽河油区筛管防砂、分层防砂、机械压裂防砂、化学高温压裂防砂、人工井壁防砂、纤维防砂等典型油井射孔防砂技术。分析了该油区油井射孔防砂技术的现状及发展方向,目前已形成5种枪型,高、中、低3种参数的系列化防砂产品,适用于不同油藏状况。截至2009年底,已在辽河油田出砂较严重区块施工330口井,增油30×104t,防砂成功率94.5%,防砂成功井地面测试油井含砂量〈0.03%,实现了射孔技术与防砂技术的结合。该技术施工程序简单,防砂生产效果好,是出砂油田高效开发的一条新途径。