第一篇：文獻綜述-稠油高粘特性的機理性研究-莊項寬

文獻綜述

1．前言

當今，世界稀油資源緊缺，稠油將成為石油資源的重要接替。而我國原油以稠油油藏為主。稠油中瀝青質、膠質含量過高是導致稠油粘度高的原因，給稠油開采和輸送造成了相當大的影響，研究稠油針對不同稠油油品選擇合理的降粘方法將變得至關重要,因此研究稠油高粘特性的機理具有很重大的意義[1]。

2．稠油

稠油是指在油層溫度下粘度大于100 mPa·s的脫氣原油,但通常都在1 Pa·s 以上。稠油由于粘度高,流動阻力大,不易開采,其突出的特點是含瀝青質、膠質較高[2]。目前國內外在稠油開采過程中常用的降粘方法有:加熱法、摻稀油法、稠油改質降粘及化學藥劑降粘法[3]。

3．稠油高粘特性的機理

稠油與含蠟原油組成上的不同在于稠油體系中蠟含量極低, 而膠質、瀝青質含量較高。稠油中的蠟即使全部析出, 也不至于形成以蠟晶為主體的原油結構, 且稠油即使在較高溫度下的粘度也相當大[4]。因此引起稠油高粘度的實質并非含蠟原油中存在的結構, 而是其本身分子(特別是瀝青質、膠質分子)在體系各種力相互作用下所形成的復雜大分子結構[3]。

首先, 稠油體系是一種膠體系統(tǒng)已得到公認,其中瀝青質是分散相, 膠質作為膠溶劑, 油分為分散介質。稠油中所含的超分子結構是稠油即使在較高溫度下粘度也相當高的根本原因[5]。稠油各組分的內部微觀結構直接影響到分子間和稠油微粒間的相互作用力, 也就影響到稠油的粘度, 即結構決定粘度性質。

其次, 稠油體系中的這些超分子結構并不是緊密堆積的, 低層次的結構在某種分子間力作用下可發(fā)生相互連接、聚集, 進一步形成松散的較高層次的超分子結構, 在此過程中把大量的液態(tài)油包裹其中。

再次, 根據Pfeiffer 和Saal 提出的后來被廣泛引用的瀝青膠體結構模型

分析, 瀝青質超分子結構處在膠束中心, 其表面或內部吸附有可溶質, 可溶質中分子量最大、芳香性最強的分子質點最靠近膠束中心, 其周圍又吸附一些芳香性較低的輕質組分, 即沿膠束核心向外其芳香度和分子極性連續(xù)遞減至最小。其中, 比較靠近瀝青質超分子膠束核心的吸附層可稱為溶劑化層, 溶劑化層的存在可增大分散相的體積[7]。在溶劑化層的外面還存在芳香度和極性逐漸減小的分散介質, 使瀝青質膠粒具有較大的空間延展度。在流體受力剪切過程中, 它們雖然和膠粒不能看成一個整體, 但由于其與膠粒之間的較強吸附作用也會引起粘度的增加[8]。最后, 雖然稠油體系中的蠟含量很低, 一般在10 %以下, 但低溫下蠟晶的析出也會造成稠油粘度的增高, 使稠油低溫下具有一定的非牛頓性。

[6]4．結語

目前工業(yè)上采用的稠油降黏技術大多已經比較成熟，但各種降黏方法都有其局限性，主要原因是對稠油的致黏機理沒有進行系統(tǒng)的研究，因此，深入的探討稠油的致黏機理和影響因素進而從理論上指導解決高黏問題顯得極為重要[9]。借助先進的分析儀器從微觀上深入探索稠油中雜原子和金屬元素的賦存狀態(tài)以及非烴化合物的分布情況與稠油黏度的關系，并與量子化學和結構化學相結合通過研究分子之間的相互作用力(氫鍵、偶極距、π-π鍵)和微觀結構特征來分析稠油的致黏因素，加大對稠油中膠質和瀝青質分子結構和性質以及它們膠體界面性質的研究，進而揭示稠油的致黏規(guī)律，是未來的主要研究方向[10]。文章通過對稠油致黏因素理論研究成果的分析，有助于加深對影響稠油高黏因素的系統(tǒng)認識，并為稠油開采和重油加工技術的研究提供理論借鑒作用。

參考文獻

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