两亲物官能团极性对沥青质缔结状态及草桥稠油流动性能的影响

笔者以十二烷基苯磺酸(DBSA)、十二胺(DDA)、月桂酸(LA)及草桥稠油为研究对象,通过实验测试体系离心稳定性、体系导电性及流动性,分析沥青质与分散介质间的溶剂化作用强度,沥青质自身的缔合程度,进而讨论烷基链长度相同情况下,官能团极性对沥青质稠环芳烃片层缔合状态及胶束溶剂化程度的影响。结果表明,针对草桥稠油,DBSA会增大沥青质缔合体的离心稳定性,提高体系电导率,增大稠油黏度;DDA会破坏沥青质缔合体的离心稳定性,降低体系电导率,降低稠油黏度。压缩沥青质缔合体结构,削弱沥青质溶剂化作用,可以降低稠油黏度。     

荧光光谱法研究中低温煤焦油沥青质缔合性质

主要采用分子荧光光谱技术,选择非极性四氯化碳为溶剂,对中低温煤焦油沥青质的缔合行为进行了研究。实验结果表明,沥青质单分子结构中含有较多的3～4环缩合芳环结构,大于4环的缩合芳环结构较少。沥青质在四氯化碳溶液中,随着质量浓度的增大,表现出逐步缔合的特性。当质量浓度低于25 mg/L时,沥青质主要以单分子形式存在;质量浓度为25～50 mg/L时,荧光峰位置发生明显的红移,表明沥青质分子间或分子内开始产生缔合;当质量浓度达到75 mg/L时,沥青质主要以缔合体形式存在。随着溶液质量浓度的增大,缔合体也逐渐增大;当沥青质质量浓度高于150 mg/L时,由于荧光体缔合结构增大而引起的荧光猝灭效应逐渐增强。     

石油沥青质缔合体的分子动力学研究

 应用分子动力学方法，分别模拟了在常温和加热条件下沥青质缔合体的分子构型，并考察了加热条件下5种溶剂对沥青质缔合体微观结构的影响。依据沥青质分子间距和氢键键长的变化规律，分析讨论了沥青质缔合的微观机理，有利于石油沥青质沉积抑制剂和清除剂的研究。     

原油正构烷烃沥青质聚沉机理研究及沉淀量测定

用IP 143标准方法测定了我国孤岛和草桥原油正构烷沥青质沉淀量。结果表明两种原油的沥青质沉淀量均随沉淀剂分子量增大而减小、随剂油比增大而增大。在原油沥青质 胶质胶束模型的基础上提出了一种新的沥青质聚沉机理 ,该机理的基本假设是原油中沥青质分子以胶束形式存在 ,其中胶核为沥青质缔合物 ,溶剂化层为胶质和溶剂分子。通过分析沉淀剂性质、剂油比、体系温度和压力等对沥青质 胶质胶束稳定性的影响得出了沥青质沉淀点、沉淀量、沉淀物平均分子量以及沉淀物平均颗粒大小随沉淀剂性质和剂油比等因素变化的规律。经比较说明 ,这些规律与本文及文献实验结果相符     

超临界CO2处理对长庆原油添加降凝剂效果的影响

利用超临界CO2(scCO2)与原油混相处理装置,模拟地层条件对长庆原油进行超临界CO2混相处理,通过对处理前后油样的四组分(SARA)、沥青质稳定性、蜡析出曲线、凝点、流变性分析及微观显微观察,从沥青质缔合状态与蜡结晶层面分析了超临界CO2处理对乙烯 醋酸乙烯共聚物(EVA)降凝剂添加到长庆原油作用效果的影响。结果表明,超临界CO2处理加剂原油相比未处理加剂原油具有更好的低温流动性能。超临界CO2处理会增加未加剂原油体系极性,增强沥青质缔合程度,使低温下蜡晶形貌更细小,恶化原油低温流动性,而超临界CO2处理后添加EVA降凝剂却使得蜡晶形貌向更加紧密的团簇转化。由于超临界CO2处理有利于EVA降凝剂进一步改善蜡晶形貌,故超临界CO2处理可以促进EVA降凝剂对长庆原油低温流动性的改善效果。     

超临界CO_2处理对原油乳状液流动性及稳定性的影响

为了研究CO_2驱采出液的性质变化规律,利用CO_2原油混相装置在模拟地层条件下对长庆原油进行超临界CO_2(scCO_2)混相处理。分别使用流变仪、电导率仪和显微镜研究了混相处理前后原油及其乳状液的黏度、乳状液的稳定性及油水界面膜形貌。实验结果表明,经scCO_2混相处理后长庆原油的饱和分含量减少,而芳香分和胶质、沥青质含量相对升高;scCO_2混相处理后长庆原油及其乳状液黏度均有所升高;scCO_2处理后的长庆原油胶体体系稳定性被破坏,导致沥青质析出并吸附于油水界面,使得界面膜厚度增大、强度提高,乳状液稳定性增强。上述研究对于CO_2驱油技术在长庆油田的应用推广具有重要意义。     

稠油高黏因素的初步研究

分析了华北稠油、委内瑞拉稠油、轮古159稠油和新疆稠油4种稠油的密度、蜡含量、元素分布、酸值、数均相对分子质量和四组分分布等性质,并通过核磁共振H谱、电化学法、相对黏度法和表面张力法测定了4种稠油沥青质的结构、极性、缔合度和临界胶束浓度,并将上述性质与4种稠油的黏度进行了关联。研究表明,4种稠油的黏度:华北稠油<委内瑞拉稠油<轮古159稠油<新疆稠油,稠油密度、蜡含量、数均相对分子质量、结构、沥青质极性等性质与稠油黏度无直接联系,而稠油沥青质含量和沥青质缔合性大小顺序与稠油黏度大小顺序一致,稠油沥青质含量越高、沥青质缔合度越大、沥青质临界胶束浓度越小,稠油黏度越大。实验结果表明,稠油中沥青质的含量和沥青质的缔合性是影响稠油黏度的重要因素。     

分散剂对沥青质稳定性与稠油稳定性的改善效果*

为了更加客观、准确地评价分散剂对稠油稳定性的改善效果,研究了5种分散剂对孤岛稠油和馆陶稠油沥青质和稠油稳定性的改善效果,包括含磺酸基的阴离子型分散剂AA、斯盘系列分散剂NA1、油酸、月桂酸、棕榈酸。结果表明,分散剂对沥青质和稠油的稳定性均具有一定的改善效果,其中AA和NA1可明显降低沥青质的聚集程度,对沥青质的稳定分散作用最强;分散剂对沥青质稳定性的改善效果普遍优于对稠油整体稳定性的改善效果。分散剂对沥青质稳定性的改善效果随分散剂浓度增大而增大,沥青质完全裸露在体系中易与分散剂作用;分散剂对稠油整体稳定性的改善效果随分散剂加量增大先增大后降低,分散剂对稠油稳定性改善用量存在最佳值。沥青质稳定性的提高对于稠油整体稳定性的提高具有重要影响,但稠油稳定性的改善还受到胶质、芳香分和饱和分等的影响。图12表3参20     

稠油沥青质的基本化学组成结构与缔合性研究

从4种不同稠油中分离沉淀出正戊烷沥青质,用红外光谱表征了其官能团结构,用1H-NMR结合相对分子质量及元素分析测定了沥青质的基本结构参数,并得出了沥青质的平均分子式,同时测定了沥青质的偶极矩来表征其极性。研究结果表明：稠油沥青质分子中杂原子的存在使其含有较多的极性基团,沥青质具有较大极性。杂原子含量越高,其极性越大,缔合性越强,缔合数越高。此外,用两种方法计算了沥青质的分子直径,结果表明：相对分子质量越大时,沥青质分子尺寸越大,但特性黏度法测得的分子直径与其选用的溶剂有关,且关联出的分子直径偏大,而相对密度和相对分子质量法能较好地反映分子颗粒尺寸。     

水包稠油乳状液中孤岛稠油组分间相互作用初探

 研究了孤岛稠油脱沥青质油、胶质、沥青质及胶质与沥青质混合物对水包稠油乳状液界面性质的影响。结果表明，具有高芳碳率、低烷基碳率、高芳香环缩合程度的沥青质组分界面活性较高。在水包稠油乳状液形成过程中，芳香分的存在有利于以稠合芳香环系为核心的胶质粒子的溶解，促进胶质单元结构在油滴表面的吸附，使脱沥青质油的界面活性高于胶质。胶质对沥青质有很好的分散作用，使沥青质在油相中溶解度增加，沥青质分子以较小的缔合体或以自由分子状态存在，沥青质分子中所有极性基团较易到达表面上，使油水界面张力降低。稠油组分与阴离子乳化剂LAS存在正的协同作用，与非离子乳化剂OP-10存在负的协同作用。稠油各组分共同与乳化剂作用形成稳定的水包稠油乳状液。     

Change of the chemical and physical properties of heavy oil before and after CO2 treatment

In order to improve the heavy oil displacement effect by CO₂ flooding, the change of the chemical and physical properties of heavy oil before and after CO₂ treatment is systematically investigated by indoor simulation experiment. Experimental results show that CO₂ treatment can decrease the amount of the saturates but increase that of the aromatics, and yet has little impact on those of resins and asphaltenes. Besides, the corresponding consequence is that there has an increase in the viscosity of the heavy oil and the particle size of the asphaltene micelle, and a decrease in the conductivity of the heavy oil and n-heptane systems and the stability of the asphaltene micelle after CO₂ treatment. The conclusions can provide a certain guidance for high-efficiency development of heavy oil reservoir by CO₂ flooding.     

Effects of amphiphiles on the association state of the asphaltene and the viscosity of heavy oil

The effects of two types of amphiphiles on the association state of the asphaltene and the viscosity of heavy oil are systematically studied by testing the characteristics of viscosity and temperature, the centrifugal stability, and the conductivity. Experimental results show dodecylbenzene sulfonic acid (DDBSA) can enhance the stability of centrifugation of the asphaltene, increase the viscosity of the heavy oil, and improve the conductivity of the systems of heavy oil, amphiphile, and n-heptane. But the results obtained by the addition of dodecylamine (DA) are opposite to those of DDBSA. Due to the loose structure of the association body of the asphaltene, DDBSA causes a big association body to split into large number of small association bodies which influence more light weight compounds and increase the viscosity of the heavy oil; DA can compress the solvation layer and weaken the effect of solvation to decrease the viscosity of the heavy oil. The conclusions can provide certain guidance for the development of a new type of viscosity reducer with high efficiency.     

胜利管输稠油油溶性降黏剂的研制

中国石化石油化工科学研究院针对胜利稠油的组成和胶体结构特点,研制了新型油溶性降黏剂RPJN-SL。在加剂质量分数为2%、温度为50 ℃、剪切强度为200 r/min时,对5种胜利稠油的降黏率均大于55%,其中对单56-13-19稠油的降黏率高达73.6%;激光光散射、X射线衍射研究结果表明,降黏剂RPJN-SL对沥青质、胶质聚集体胶团具有显著的分散作用,使胶团尺寸大幅减小,并降低沥青质聚集体结构的有序性,从而削弱沥青质分子间相互作用力,形成分散程度更高、内部作用力更弱的体系,使稠油黏度大幅降低;降黏剂RPJN-SL的降黏效果基本不受温度变化的影响,并具有较好的抗剪切能力,可满足现有管输工艺条件使用要求。     

分散型催化剂下克拉玛依超稠油常压渣油加氢裂化中沥青质变化对生焦的影响

以克拉玛依超稠油常压渣油为原料,在分散型催化剂作用下,采用高压釜考察了不同反应时间下加氢裂化反应体系的生焦率与正庚烷沥青质质量分 数之间的关系,同时采用1H NMR、TEM、XRD和SEM等方法研究了反应过程中沥青质的组成结构变化,并将其与生焦状况关联。结果表明,随着反应时间延长,反应体系中沥青质质量分数 和缩合度逐渐升高,少量沥青质大分子聚集体开始生成焦炭,生焦率增加缓慢,沥青质表面颗粒尺寸增大,颗粒数量和芳香片层层数增多,芳香片层间距减小;当反应时间增加至20 min时 ,体系中沥青质质量分数达到极大值,沥青质大量聚集,芳香片层数和间距也达到极值;当反应时间超过20 min之后,大量高缩合度的沥青质大分子聚集体迅速转化成焦炭,生焦率显著增 加,焦粒的尺寸也明显增大,而反应体系中剩余的沥青质质量分数和缩合度逐渐下降,颗粒尺寸减小,颗粒数量和芳香片层层数减少,芳香片层间距增大。     

Effect of water content and temperature on the rheological behavior of Caoqiao heavy oil

Due to the high viscosity and the complex fluid characteristics of Caoqiao heavy oil, it is difficult for its exploitation and transportation. In order to effectively develop the Caoqiao heavy oil, the effect of temperature and water content on the rheological properties of heavy oil are experimentally studied. The results show that when the water content is in the range of 0 to 30%, the viscosity of heavy oil first changes little, then increases, and finally decreases with the increase of water content. The water content and temperature have a significant effect on the fluid type of Caoqiao heavy oil. There exists a Newtonian fluid transformation temperature point. When the temperature is higher than the point, the viscosity of heavy oil is basically not affected by the change of shear rate. The higher the water content, the lower the point there is. The temperature of the transformation point is the key factor to ensure the fluidity of Caoqiao heavy oil in the formation and wellbore. The experimental results can provide a directional guide for the efficient extraction and transportation of Caoqiao heavy oil.     

CO2驱油过程中孔喉结构对储层岩石物性变化的影响

注CO2提高储层原油采收率过程中,储层中流体的渗流和分布受岩石孔喉结构控制,且注入的CO2会引发原油中的沥青质沉淀,导致储层渗透率下降并改变储层的润湿性.通过在4块渗透率相似但孔喉结构不同的岩心上进行的混相和非混相的CO2驱油实验研究了 CO2驱油过程中岩石孔喉结构对储层岩石物性变化的影响.基于岩石孔径分布和压汞曲线,...     

非混相二氧化碳开采稠油

对埋藏深、油层薄、含油饱和度或孔隙度小的中等粘度稠油油藏来说，采用热采法开采不经济，需寻求一种开采效果比较好的非热采方法。该本通过对非混相二氧化碳开采稠油的室内研究和矿场试验的调研，证明非混相二氧化碳是开采这类稠油油藏的有效方法。     

基于特性黏度法计算沥青质胶团直径和溶剂化效应——分散体系活化状态表征

在委内瑞拉常压渣油中添加不同比例十八醇,考察十八醇对强化减压蒸馏效果的影响。结果表明,十八醇具有良好强化效果,最大蜡油净增收率为4.01%。测定渣油(沥青质)-甲苯溶液的黏度,根据Einstein黏度定律和Pals-Rhodes方程,计算得到了沥青质胶团直径D和溶剂化参数K,结果表明,特性黏度法测得的沥青质尺寸为沥青质胶核外吸附-溶剂化层的直径,其数值受溶剂化效应的影响,测定渣油-甲苯溶液黏度可以表征渣油体系中沥青质胶团尺寸。对于添加了十八醇的渣油体系,其沥青质胶团直径减小、溶剂化效应降低,变化趋势与减压蜡油净增收率有良好的对应关系,可以采用特性黏度法计算沥青质胶团直径和溶剂化效应,来预测石油分散体系的活化状态。     

辽河超稠油的化学组成特征及其致黏因素探讨

 基于对辽河油田2个超稠油化学组成的系统剖析,研究了辽河油田超稠油的致黏因素,以及化学成分的结构类型、极性和相对分子质量大小对稠油黏度的影响。结果表明,辽河盆地曙光油田超稠油具有成熟度低,胶质、沥青质含量特别高,低相对分子质量组分特别少,并且遭受过严重生物降解等特征。胶质和沥青质的总质量分数接近70%,尤其是沥青质质量分数在40％以上,明显高于国内一般稠油。气相色谱可检测物的总质量分数在饱和烃、芳烃馏分中低于22%,在酸性非烃和中性非烃馏分中分别低于15%和1%。饱和烃中正构烷烃及支链、开链烷烃接近消耗殆尽,GC-MS检测到的几乎全部是孕甾烷、重排甾烷和降藿烷系列化合物。低成熟度和强烈的次生降解作用是其形成的石油地球化学条件,极高含量的大分子组分和极性非烃组分是其具有高黏度的化学组成基础。