超稠油中极性四组分的乳化降粘性能

用极性四组分分离方法将胜利油田罗家超稠油分离成饱和分、芳香分、胶质、沥青质,四组分在原油中的质量分数分别为20.17%,39.28%,20.67%,19.88%,并采用红外光谱技术和元素分析考察了极性四组分。将各组分配制成质量分数为2%的甲苯模拟油,考察了模拟油在碱水、地层水体系中的乳化性能及界面张力。实验结果表明,芳香分和胶质是罗家稠油区超稠油的主要界面活性组分;筛选的降粘剂使极性四组分模型油的透光率和界面张力大大地降低,适于本稠油的乳化降粘。     

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。     

道路沥青老化后组成与使用性能关系的研究

采用正庚烷溶剂沉淀和 1%H2 O -Al2 O3 吸附色谱法将沥青分成饱和分、芳香分、胶质和沥青质 4个组分。通过对沥青老化后组成与使用性能的考察 ,得出了二者的变化关系。沥青老化时 ,饱和分减少且几乎不变 ,芳香分和胶质减少 ,沥青质明显增加 ,主要变化的组分是胶质和沥青质 ;同时 ,软化点近似呈线性形式上升 ,针入度近似呈指数形式下降 ,延度降低。沥青质含量高的沥青 ,软化点高 ,针入度小 ,延度低 ;胶质使沥青具有良好的塑性和粘附性 ,并提高延度 ;饱和烃和芳香烃影响沥青的低温延度和粘结性。可为高等级道路沥青分析、生产及其它工艺提供依据     

大庆原油酸性组分界面膜扩张流变研究

采取醇碱液萃取法从大庆原油中分离得到酸性组分,通过滴外形分析方法研究了酸性组分模拟油的界面张力和扩张流变性质,考察了振荡频率和酸性组分质量分数的影响。结果表明,大庆酸性组分具有较强的界面吸附能力,能大大降低油水界面张力,其扩张流变行为与表面活性剂类似:扩张模量均随振荡频率增大而增大,随体相质量分数的增加通过一个极大值;相角则随扩张频率降低而增大,同时随体相质量分数增加而单调增大。与文献报道相比,大庆酸性组分扩张模量的最大值在45mN/m左右,远高于胜利原油酸性组分。     

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。     

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.     

塔河稠油活性组分对油水界面性质和乳状液稳定性的影响

针对塔河稠油采出液,测定了稠油采出液的黏度、含油量、含水量等,并将其分离出沥青质、胶质和蜡组分,分别研究了这3种组分对油水界面张力和界面剪切黏度以及稠油乳状液稳定性的影响。研究发现,沥青质和胶质作为天然的乳化剂,能使油水界面张力明显降低,且油水界面剪切黏度大小顺序为:沥青质>胶质>蜡,说明沥青质能稳定油水界面膜。此外,将胶质加入模拟油与模拟水所形成的O/W 乳状液稳定性最强,其次是沥青质和蜡组分;而使模拟油与模拟水所形成的W/O 乳状液稳定性最强的是沥青质,其次是胶质,蜡组分最弱。     

沥青组分对粘附性能影响的灰关联分析

为研究沥青组分对粘附性的影响,基于沥青四组分及沥青与粗集料的粘附性试验数据,利用灰关联方法分析了沥青质、芳香分、饱和分、胶质、胶质与沥青质含量之和、胶质与沥青质含量之比等因素对沥青与花岗岩及玄武岩两种典型集料粘附性能的作用关系,得出各因素的灰关联度排序结果。结果表明,灰关联方法用于分析各沥青组分因素对沥青与粗集料粘附性能的影响能获得较好的结果。胶质含量对沥青与石灰岩和玄武岩的粘附率与粘附性等级具有较高的影响程度;胶质含量愈多,对沥青与集料的粘附性影响程度愈高。胶质与沥青质之比对粘附性指标具有较低的影响程度。为提高沥青与集料的粘附性能,对于不同酸碱性质的集料,选择沥青时应注意不同组分的比例关系。     

七里村采油厂油井结蜡机理

对七里村采油厂易结蜡区块典型原油基本物性、析蜡点、石蜡胶质沥青质含量进行了分析,考察了原油含水量、轻组分含量、流速、温度和管线表面状态等对原油结蜡的影响。结果表明:原油凝点低,粘度低,密度低,石蜡胶质沥青质含量高,析蜡点高;原油结蜡速率随原油含水量、轻组分含量增加而减小,随着原油温度升高先增大后减小,随着结蜡室温度升高而降低,管线表面越光滑结蜡速率越小。其结蜡机理为:原油中蜡、胶质含量高轻组分含量低,地层压力低,地层温度与原油析蜡点相近,在开采过程中,原油中伴生气溢出使轻组分减少,降低了原油对蜡的溶解能力,因此导致原油结蜡。试验区域油井普遍产量低,采取间断方式采油,原油在油管中流速低、滞留时间长,有利于析出蜡晶在油管表面附着、聚集长大并吸附在油管内壁和油杆外壁,从而造成油井结蜡现象发生。     

塔里木稠油及其组分中元素的分布和红外光谱分析

以塔里木3种稠油为原料,对稠油进行四组分的分离,测定了稠油及各组分的C、H、S、N及金属镍、钒、钙、铜、铁、钾、钠和铅的含量,研究了各金属在稠油组分中的分布,并进行了红外光谱分析。结果表明,相同条件下,3种稠油及其四组分在C、H元素的含量上差别不大,N元素富集在胶质和沥青质中,S元素主要存在于芳香分、胶质及沥青质中,3种稠油的饱和分中均含有微量的N、S元素。在3种稠油中,各金属元素在饱和分和芳香分中含量很低,随着组分的变重,含量急剧增加。3种稠油中的金属元素主要富集在沥青质中,其次是在胶质中。3种稠油饱和分的官能团种类几乎无差别,稠油的饱和分红外谱图在2800～3100 cm -1和1350～1390 cm -1出现甲基和亚甲基的强吸收峰。     

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。     

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.     

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.     

稠油化学组成对其粘度影响的灰熵分析

从稠油高粘度形成机制出发,采用灰色关联熵分析方法,以MATLAB为平台从计算化学角度探讨了稠油粘度特性与其组成、结构和性质之间的内在联系,考察了稠油化学组成和化学结构诸因素参与稠油高粘度形成过程的性质。由于对灰色关联分析法进行改进,不仅将稠油粘度与稠油组成关联起来,而且定量说明相关化学组成对稠油粘度的影响。结果表明,沥青质是影响稠油粘度的最主要因素,胶质和芳香烃起着稳定沥青质,防止其聚集分相的作用;而沥青质分子之间、沥青质与胶质分子之间的缔合与其分子中的杂原子、过渡金属、芳香结构和烷基侧链有着密切关系;沥青质分子中的极性部位(电负性部位)和配位基部位是引发沥青质分子聚沉的关键因素。有效降低沥青质分子内及分子之间的极性相互作用和配位作用,对稠油开采、集输及后加工处理将起到推动作用。     

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。     

甜菜碱与胜利原油间界面张力的影响因素

采用旋转滴法测定了两性离子表面活性剂十六烷基二乙基羟丙基磺基甜菜碱与胜利原油间界面张力,并考察了矿化度、二价离子浓度及弱碱NaHCO3对界面张力的影响。结果表明,甜菜碱分子与原油活性组分在界面上混合吸附、协同作用,共同决定油水界面张力。电中性的甜菜碱表面活性剂在界面上排列较为紧密,随着离子半径较小的Na＋和Mg2＋质量分数增大,界面张力呈缓慢下降的趋势;而随着离子半径较大的Ca2＋质量分数增大,界面张力始终较高;NaHCO3与原油活性组分反应,能将油水界面张力降至超低,此时总矿化度起决定作用,离子类型影响不大。     

青岛炼化焦化蜡油糠醛抽提-催化裂化组合工艺研究

为合理利用青岛炼化的焦化蜡油,开展了糠醛抽提-催化裂化组合工艺的实验室研究。糠醛抽提试验结果表明,抽提最佳条件:温度为60℃,剂油质量比为2,得到抽余油的收率为52.55%,抽余油中饱和分质量分数为60.83%,芳烃和胶质的含量降低,性质得到明显的改善。催化裂化性能评价表明,焦化蜡油由于含有大量难裂化的稠环芳烃组分以及较高的氮化物,导致转化率低,产物分布差。与焦化蜡油相比,抽余油催化裂化的转化率明显提高,产品分布得到了明显的改善,可作为催化裂化的原料进行掺炼。     

Investigation of Chemical Properties by NMR During the Laboratory Aging of Asphalt

In this work,the chemical properties of asphalt were evaluated during the laboratory aging. The rolling thin film oven (RTFO),termed as short-term aging,and pressurized aging vessel (PAV),termed as long-term aging. Tests were used to simulate the laboratory aging of this asphalt. The performance characteristics of asphalt depends the chemical composition of asphalt. NMR spectroscopy enables etailed information about the Carbon-and-hydrogen types of asphalt without separating it into different components. Carbon and proton NMR measurements of asphalt showed that isomerization was the main chemical reactions of hydrocarbon groups following aging. The Corbett fractionation procedure was used to separate fresh and aged asphalts into four generic fractions,namely; asphaltenes,aromatics,resins and saturates were applied to evaluate the chemical changes that occurred during the aging processes.     

关于油气开采中岩石表面疏水化与亲水化的探讨

在油田高含水采出阶段,通过注入化学剂改变地层润湿性来改变油水相对渗透率的方法,能够有效减缓含水率的上升,提高原油产量。其实岩石表面的亲水或者疏水并不是造成相对渗透率改变的根本原因,关键是在进行处理时是否增加了原油与岩石间的界面张力,同时还应考虑地层孔隙的表面光滑度、孔隙大小的变化等具体影响原油产量的因素。