特超稠油的膠體化學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、隨著中輕質(zhì)原油可利用量的逐漸減少,稠油在我國(guó)石油行業(yè)中所占的比例越來(lái)越大。黏度大于100000mPa·s的特超稠油是稠油中黏度更高、密度更大、瀝青質(zhì)膠質(zhì)含量更高的部分,是稠油中最典型的代表。但由于其黏度過(guò)高,國(guó)內(nèi)外僅有的少量報(bào)道集中于其開(kāi)采驅(qū)替,對(duì)其從化學(xué)本質(zhì)的角度進(jìn)行的研究鮮有報(bào)道,對(duì)這類稠油膠體體系的膠體化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究,進(jìn)而指導(dǎo)解決其開(kāi)采加工過(guò)程中遇到的難題顯得日益重要。
　　 論文以稠油的膠體結(jié)構(gòu)理論為基礎(chǔ),選用8種稠油

2、(特超稠油)為研究對(duì)象,關(guān)聯(lián)其宏觀物性和微觀性質(zhì),實(shí)現(xiàn)了對(duì)稠油的微觀性質(zhì)、膠體性質(zhì)、宏觀物性系統(tǒng)地綜合研究,在此基礎(chǔ)上研究添加劑等處理前后體系物理化學(xué)性質(zhì)的變化,掌握其變化規(guī)律及作用機(jī)理。
　　 對(duì)特超稠油微觀性質(zhì)的研究包括組分組成、性質(zhì)和平均結(jié)構(gòu)的研究。利用分子量、介電常數(shù)和折光率數(shù)據(jù)計(jì)算平均偶極矩,得到四組分的極性變化規(guī)律,并研究了各組分分子的元素組成和結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,瀝青質(zhì)的高極性是由其高芳烴含量、高雜原子和金屬含量引起的

3、,這是研究稠油其它性質(zhì)的基礎(chǔ)。
　　 黏度是反映稠油流變性能的基本參數(shù),膠體穩(wěn)定性是研究膠體分散體系的基礎(chǔ)。用Brookfield布氏數(shù)字流變儀和質(zhì)量分率電導(dǎo)率法分別考察了特超稠油的黏溫性質(zhì)和膠體穩(wěn)定性,并從組分組成和組分性質(zhì)的角度分析了其影響因素。研究表明,組分組成及含量對(duì)稠油的黏度具有決定作用,高分子量的膠質(zhì)瀝青質(zhì)組分的含量之和越大,體系黏度越大；組分間的相互作用是形成穩(wěn)定膠體體系的重要因?yàn)?膠質(zhì)瀝青質(zhì)的含量之比越大、相容匹

4、配性越好,體系膠體穩(wěn)定性越高。
　　 添加劑、高溫蒸汽及二氧化碳處理是稠油降黏的有效手段,研究了添加劑等處理前后特超稠油黏度、黏溫性質(zhì)和膠體穩(wěn)定性的變化規(guī)律。采用紅外光譜、同步熒光光譜及激光粒度分析等表征手段研究了添加劑對(duì)瀝青質(zhì)的作用機(jī)理。結(jié)果顯示添加劑處理后的瀝青質(zhì)紅外及熒光光譜圖和粒度均有不同變化,說(shuō)明添加劑對(duì)瀝青質(zhì)的作用存在且有一定的強(qiáng)度,粒度變化說(shuō)明添加劑可以改變?yōu)r青質(zhì)的締合程度。此外,高溫蒸汽可能通過(guò)使瀝青質(zhì)發(fā)生烷基側(cè)