超稠油催化改质降粘研究

以春晖超稠油为原料,采用自制催化剂于高温高压反应釜中,模拟研究了稠油在开采过程中全温度段50~250℃下的催化水热裂解降黏反应;考察了反应温度、催化剂、供氢剂对稠油降黏率的影响,得到最佳工艺条件:反应温度为200℃,油水比为7∶3,反应时间为24 h,供氢剂为十氢萘,50℃的降黏率为98%。应用柱层析法对反应前后稠油的族组成进行了测定;并用红外光谱探索稠油反应前后胶质和沥青质的结构变化。反应后重质组分如胶质、沥青质含量明显减少,轻组分饱和分、芳香分组分显著增多;反应前后胶质和沥青质结构中部分烷烃支链断裂发生加氢反应。     

矿物催化低硫稠油水热裂解反应研究

采用大庆和辽河稠油油样开展室内实验,探索地质催化低硫稠油水热裂解反应的可能性.结果表明:大庆和辽河两种油样都可发生水热裂解反应;反应体系中加入矿物后,稠油的平均分子量的减小程度以及SARA组成的变化程度都得到增强;稠油的降黏率分别从未加矿物水热裂解反应的7.41%和12.95%增加到矿物催化水热裂解反应的16.05%和25.29%,证实了矿物对低硫稠油水热裂解反应具有催化活性.     

热化学就地生热促进稠油水热裂解实验研究

针对稠油就地水热裂解反应因地层温度有限而受影响的情况,开展了利用热化学就地生热提升地层温度促进稠油水热裂解反应的模拟实验。结果表明:向反应釜中注入5mL浓度为5mol/L的NaNO2/NH4Cl放热体系后,反应釜温度从200℃提升到了240℃以上,压力增加了近0.4MPa,反应后稠油降黏率增加了40%左右,饱和烃、芳香烃含量明显增加,胶质、沥青质含量明显降低,热化学生热提温可促进稠油水热裂解反应。分析认为现场热化学体系注入工艺可行、放热反应速度与热峰位置可控、对地层无伤害,热化学生热提温促进稠油就地水热裂解降黏具有可行性,具体应用时应深入分析热化学就地生热提温的影响因素并优化相关操作参数。     

稠油蒸汽吞吐热裂解行为研究

为探讨稠油热采降黏机理,对国内3种典型稠油———草桥稠油、辽河稠油及新疆轮古稠油在蒸汽吞吐过程中发生的热裂解行为进行了室内研究.用GSHA型高压反应釜模拟热采时的井下条件,分别考察了温度、时间、加水量对3种油样热降黏效果的影响.结果表明:3种稠油在蒸汽吞吐过程中重质组分均会发生热裂解,实现永久性降黏;在250~300℃之间,稠油开始发生裂解;在同一温度下,时间越长,降黏效果越好;在同一时间下,温度越高降黏效果越好,温度与时间具有互补性;3种稠油在同一温度下降黏规律相同,可以用同一公式表示;水的存在对稠油裂解有影响,当加入的水完全汽化时为最佳.     

稠油热裂解改质行为

为探讨稠油火烧驱油降黏机制,对乐安油田草南稠油在火驱过程中的热裂解改质行为进行试验研究.在380 ℃条件下,分析稠油在水蒸气、CO2和N2介质中高温热裂解产物及其组成,讨论不同体系的高温反应机制.试验结果表明:高温下稠油中的胶质、沥青质发生热裂解反应,分子链断裂后生成饱和烃和芳烃,产生气相、油相和焦沥青;CO2、水蒸气和N2中稠油热裂解气相产物和焦沥青产量明显降低,油相产物增加;水蒸气介质中,稠油热裂解主要是水热裂解反应,在CO2和N2环境下高温裂解为催化热裂解.     

纳米镍催化剂对胜利超稠油水热裂解降黏的影响

利用微乳液法合成纳米镍催化剂,采用透射电镜对其进行表征,在200℃时对超稠油进行水热裂解催化反应,通过气相色谱仪、元素分析仪、相对分子质量测定仪、红外光谱仪对反应前后稠油的物化性质进行分析。结果表明:水热裂解催化反应后,超稠油降黏率达90.36%,稠油胶质与沥青质含量减少,稠油相对分子质量下降,沥青质相对分子质量降低幅度最大;反应后稠油及其重质组分的氢碳原子数比增加,硫与氮含量减少,氧含量增加;稠油发生水热裂解反应的同时,存在沥青质的聚合反应,沥青质的裂解在降黏反应中起到了关键的作用;纳米镍催化剂促进了水热裂解反应,同时抑制了聚合反应;纳米镍催化剂协同作用使高温水与稠油发生反应,产生具有表面活性的醇类、酚类、羧酸类等物质,导致反应后稠油含氧量增加,黏度降低。     

特超稠油水热裂解降粘反应研究

针对特超稠油开采难的问题,进行了无水及有水条件下超稠油的裂解实验,通过族组分、气相色谱仪及红外光谱仪对水热裂解反应前后稠油裂解降黏规律进行了研究。结果表明,超稠油经过无水参与的裂解反应后,胶质含量减少,沥青质的含量大幅上升,芳烃的含量大幅下降,饱和烃含量略有增加。超稠油经过有水参与的裂解反应后,沥青质及胶质的含量降低,饱和烃与芳烃的含量增加。无水存在的情况下,超稠油在高温的条件下发生了裂解及聚合反应,且以生成沥青质的聚合反应为主,主要由芳烃及胶质聚合转化生成沥青质,稠油黏度增加。高温水参与了稠油水热裂解反应后,其中的聚合反应得到了抑制,促进了裂解反应的进行,使稠油的重质组分向轻质组分转化,稠油黏度降低。     

中质稠油催化裂解反应的静态模拟研究

本文主要考察了温度、反应时间、加水量、油层矿物和地层水对中质稠油催化裂解反应的影响,并对反应后稠油的组成和结构变化进行了分析,得出结论。     

稠油火驱低温氧化原油与尾气变化规律

为了深入认识稠油火驱开发低温氧化阶段的原油与尾气变化特征,利用反应釜开展了不同温度条件下的低温氧化实验,进行了原油物性、族组分、官能团、色谱指纹、同位素以及尾气组分等方面的研究.研究表明:①稠油在火驱低温氧化阶段以加氧反应为主,并伴随少量的裂解反应;②稠油在200℃以下低温氧化阶段原油物性变差,在200℃时黏度、密度达到最大值,之后随着温度升高又逐渐降低,这主要受原油中非烃、沥青质以及氧元素含量影响;③由于裂解程度低,原油与族组分的碳同位素没有发生明显的同位素分馏现象;④尾气数据表明稠油火驱低温氧化过程中生成了醛、酮、醇或羧酸等含氧化合物.该研究探索了稠油火驱低温氧化过程中原油与尾气的变化规律,并计算出了不同温度下稠油低温氧化反应方程.     

模拟注蒸汽油藏水热条件下低硫稠油的化学改质反应研究

模拟注蒸汽热采水热条件开展了辽河低硫稠油化学改质实验．结果表明，化学改质后稠油中硫等杂原子部分被脱除，芳环数和总环数减少，H／C增大，重质组分含量降低，稠油粘度降低．延长反应时间和提高反应温度可强化稠油化学改质反应，但反应时间在72h以上和反应温度在240℃以上时改质稠油粘度降低幅度趋缓．辽河低硫稠油化学改质反应不仅涉及有机硫化物与水反应而发生裂解，还包括稠环桥联键断裂和脱烷基侧链等反应．砂及某些金属离子或化合物对化学改质反应具有催化作用，供氢剂和碱对裂解反应具有促进作用，模拟实验证实了水热条件下辽河低硫稠油化学改质反应中的催化作用及供氢剂、碱和砂与催化剂的协同效应．     

稠油降黏新技术的研究进展

稠油中含有大量胶质、沥青质,造成其黏度高、密度大、流动性差,给稠油的开采和输送造成了很大困难.常规降黏方法,包括加热降黏、稀释降黏及乳化降黏,都有其不可克服的缺点.介绍了5种新型降黏技术的作用机理及其在国内的研究应用情况,包括油溶性降黏剂降黏、水热催化裂解降黏、微生物降黏、超声波降黏、磁处理降黏.指出目前单一降黏方法难以解决稠油的开采和输送问题,采用合理的复配技术是解决稠油降黏的有效途径.     

塔河油田深层稠油掺稀降黏技术

针对塔河油田超深层稠油储层地质特点和稠油性质,进行了稠油掺稀降黏室内实验和现场试验.室内实验分析了塔河油田稠油黏度的影响因素(稠油特性、温度、压力、含水、流动状态、溶解气、矿化度).讨论了塔河油田稠油掺稀降黏的原理及降黏规律,并采用2口井的稀油对3口井的稠油进行定温条件下不同掺稀比例的稠油降黏实验.实验结果表明:掺稀比例和稠、稀油黏度差等因素都会影响降黏的效果.当稠油与稀油以体积比1:1混合后,稠油黏度下降幅度较大,降黏率一般大于95%.现场试验表明,各种掺稀降黏工艺管柱及工艺均能适用于塔河油田不同开采方式、不同含水情况下油井的正常生产,工艺的普适性较好.塔河油田深层稠油油藏掺稀降黏效果明显,投入产出比为1:7.     

粘多糖乳化降黏稠油的研究

利用本实验室生产的粘多糖A对辽河重质稠油进行乳化降黏试验,系统考察油水质量比、多糖浓度、乳化温度、乳化转速和乳化时间对稠油乳化降黏的影响。结果表明：将油水质量比6：4,多糖质量浓度150 mg/L的稠油溶液放入温度25 ℃、转速160 r/min的摇床乳化6 h,稠油黏度由87000 mPa·s降至310 mPa·s,降黏率达到99.6%。此外,通过对乳化降黏后稠油破乳处理研究发现,稠油在室温静置24 h后即可实现油水分离,且破乳后的多糖水溶液可以重复使用2批次,显著降低了多糖乳化剂及后续稠油脱出水处理成本。因此,该粘多糖A可广泛应用于稠油乳化降黏开采和输送领域。     

旅大27-2油田稠油油藏流体流动性影响因素

旅大27-2油田开发已经进入到蒸汽吞吐中后期,目前油田含水上升快,蒸汽吞吐开发效果变差。为了更好地对旅大27-2油田进行储量评价以和开发动用。详细研究了稠油族组成、温度、油水乳化、压力、N_2溶解及降黏剂对旅大27-2油田稠油黏度的影响,然后通过流动性实验证实了稠油在储层中的流动性主要受到黏度的影响,明确了温度、油水乳化和降黏剂的使用是影响稠油黏度的主要因素。当温度从50℃升高到100℃时,旅大27-2油田稠油油样黏度从3 665 mPa·s降低到172 mPa·s,降低了95.31%;50℃时,70%含水原油黏度为不含水原油黏度的21.1倍;50℃、降黏剂含量为1.0%时,降黏率为94%。有效地避免或者减弱油水乳化形成油包水乳状液,是有效提高油田开发效果的重要途径。     

CO还原氧化锌速率的研究

电弧炉粉尘直接还原回收新工艺中,粉尘中的锌被还原挥发进入气相并于收尘系统中被氧化,分离出这部分含锌较高的物料可采用传统的方法回收锌.而含锌物料中ZnO成分不断变化．为探索其还原过程的规律,首先采用化学纯ZnO进行CO还原实验,研究还原过程的有关规律,这一还原反应也是其它冶金过程中常见的和十分重要的反应．经实验研究发现,氧化锌还原速率与CO的浓度和温度有关,在还原温度为910～1200℃,CO浓度控制在15%～100%(体积分数)范围的实验条件下,建立了还原过程的动力学方程,确定了条件恒温下还原过程的动力学参数表观活化能为251.57kJ/mol,并与CO和CO     

稠油油藏层内提温改质降黏技术室内实验研究

 黏度高、流动性差是制约稠油开采的主要问题,而解决的关键是降黏,本文研制和筛选出了适合稠油油藏开采的就地化学生热和催化复合体系.通过对生热体系进行正交试验,用极差分析法得出各因素对生热温度峰值影响的主次顺序;又通过对3种催化剂作用前后的原油进行了黏度和四组分测定,优选出适合稠油的催化降黏剂,并对优选出的催化剂作用后的原油进行了气相色谱分析.结果表明,影响生热温度峰值的因素的主次顺序依次是：反应物浓度、pH值、初始温度.4mol/L的NaNO₂/NH₄Cl溶液在60℃下可使反应液的温度提升150℃;油酸镍可作为稠油降黏催化剂,降黏率达80.3%,且使稠油中的胶质、沥青质含量分别下降,提高了饱和烃和芳香烃的含量.复合体系室内岩心模拟实验结果表明：交替段塞注入时,交替段塞的尺寸越小越好,0.1PV(孔隙体积)的交替段塞注入可提高驱油效率15.6%.     

王庄稠油乳化降黏剂的筛选

针对胜利油田王庄稠油黏度大、开采难的问题,对其进行了降黏实验研究.首先测定了不同温度下王庄稠油的黏度.原油的黏温实验表明:王庄原油在温度超过60℃时,黏度随温度的升高变化趋缓.为王庄原油研制了降黏剂JDLH.影响降黏剂JDLH对王庄稠油降黏效果的因素有:降黏剂加量、油水比、降黏温度和矿化度等.实验结果表明:降黏剂JDLH最佳加入量为0.3%,最佳油水体积比为7∶3,降黏温度为50℃;降黏剂JDLH可耐盐15 000 mg/L.用5种不同的降黏剂对王庄稠油做了降黏实验,实验结果表明,降黏剂JDLH的降黏效果最好.     

生物质松木锯末中低温还原高铁拜耳法赤泥

对生物质松木锯末和烟煤还原焙烧高铁拜耳法赤泥进行对比试验研究,包括还原温度、还原时间、还原剂用量对还原效果的影响.生物质松木锯末还原高铁拜耳法赤泥所需还原温度低而且还原时间短最终还原效果较好.试验通过热分析和X射线衍射、动力学研究结果揭示出生物质松木锯末中低温还原高铁拜耳法赤泥机理.同时确定了生物质松木锯末中低温还原的最佳还原条件.研究表明生物质松木锯末为赤泥质量分数的20%,还原温度为650℃,还原时间为30 min可将赤泥完全磁化.生物质松木锯末热重试验分析表明250~375℃温度区间为锯末热解的主要阶段,350℃左右热解速率达到最大,450℃后热解反应趋于平缓;烟煤热重试验表明300~700℃温度区间为烟煤热解的主要阶段,450℃左右热解速率达到最大,650℃后热解反应趋于平缓.动力学研究表明锯末在300~400℃区间热解表观活化能比烟煤热解表观活化能要低很多,说明在此温度范围内锯末比烟煤更加容易发生热解反应.生物质能够中低温还原高铁拜耳法赤泥,还原温度比煤基还原的还原温度低200℃左右.