【摘要】：隨著易開采的常規(guī)原油不斷減少,原油供需日益增加,發(fā)展非常規(guī)原油,如稠油、超稠油的懫輸技術(shù)迫在眉睫。但是,由于高瀝青質(zhì)含量的稠油的粘度高和流動性差,給稠油的采輸帶來了許多困難。因此,研究稠油瀝青質(zhì)在油藏表面、運(yùn)輸管道中的脫附現(xiàn)象和與之對應(yīng)的微觀機(jī)理,具有重要科學(xué)意義。本論文采用從加拿大油砂中提取的稠油瀝青質(zhì),通過XPS光電子能譜、元素分析等測試手段對其中的瀝青質(zhì)成分及含量進(jìn)行了表征,說明了瀝青質(zhì)分子是通過極性相互作用吸附至二氧化硅基底表面,直至達(dá)到飽和狀態(tài)。通過耗散型石英晶體微天平這種測試手段,對二氧化硅基底表面上瀝青質(zhì)分子的動態(tài)吸附及解吸附過程進(jìn)行了實(shí)時(shí)、原位的監(jiān)測。聚電解質(zhì)分子與二氧化硅表面之間的靜電相互作用及其與瀝青質(zhì)分子之間的靜電、極性相互作用使瀝青質(zhì)從基底表面脫離,并且隨著濃度增加,聚電解質(zhì)分子之間形成疏水微區(qū),將瀝青質(zhì)分子包裹在其中,帶離表面,促進(jìn)了瀝青質(zhì)的脫附。結(jié)合紫外可見吸收光譜及原子力顯微鏡等手段分別對流出液中的瀝青質(zhì)含量及脫附后的吸附層形貌變化進(jìn)行了表征,進(jìn)一步證明了兩親聚電解質(zhì)分子與瀝青質(zhì)分子在二氧化硅表面存在競爭吸附過程。最后,通過對隨機(jī)次序模型(Random Sequential Model,RSA)進(jìn)行修正,同時(shí)考慮了瀝青質(zhì)分子與聚電解質(zhì)分子的擴(kuò)散效應(yīng)及濃度變化對競爭吸附過程的影響,建立了新的吸附模型,并為高分子剝離瀝青質(zhì)的動力學(xué)機(jī)制的探討建立了一種有效方法。
【圖文】：

油瀝青質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)]是稠油組分中極性最大、密度最高的表面活性成度的沉積。瀝青質(zhì)極易溶于熱苯類的有機(jī)溶劑或正庚烷之類的低級正構(gòu)烷烴，因此定義瀝青質(zhì)。瀝青質(zhì)通常采用四組分分離法進(jìn)行提取，不同同的，比如溶解原油組分所使用的溶劑若有所差質(zhì)分子[30, 31]以含有 S、N、O 原子的雜環(huán)等芳香含有許多氨基、羥基、羧基等極性基團(tuán)的環(huán)烷烴很強(qiáng)的極性。Dickie和Yen[32]首先提出了瀝青質(zhì)質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)較為規(guī)整，并且這種模型隨后也被rray R. Gray 等人[33]提出了瀝青質(zhì)聚集體的模型（通過分子間氫鍵、π-π 堆積及庫倫電性作用發(fā)生分子結(jié)構(gòu)。而瀝青質(zhì)分子之間的相互作用機(jī)理也列的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，他們推論出了原油中膠質(zhì)瀝青

片表面的瀝青質(zhì)在高濃度鹽溶液的條件下的脫附效果遠(yuǎn)不如活性劑對瀝青質(zhì)的脫附也產(chǎn)生了促進(jìn)作用。此外，Mustafa,采用了 QCM-D 及其它手段，原位探究了瀝青質(zhì)在巖層表面的機(jī)理，并對其納米尺度的微觀動力學(xué)進(jìn)行了探討。于提高稠油開采效率的微觀研究，可以通過“水包油”的方法青質(zhì)粘度以及瀝青質(zhì)分子的尺寸等，即我們所說的“降75]等人通過優(yōu)化升級重油催化裂解稠油組分，使其粘度得到的微觀驅(qū)油機(jī)理進(jìn)行了研究，如圖 1-2 所示。他們采用擁有不聚合物，將其支鏈上的 Cu2+轉(zhuǎn)移至瀝青質(zhì)絮狀物處，打破了質(zhì)與膠質(zhì)分子間的 C-S 鍵，將它們裂解為小尺寸分子，如芳同時(shí)，聚合物作為一類分散劑，通過形成聚集體將瀝青質(zhì)分子瀝青質(zhì)分子間的聚集。目前所使用的各種各樣的分散劑及阻結(jié)構(gòu)為苯環(huán)、羥基、羧基、磺酸基及烷基側(cè)鏈等，，既可以與瀝，又可以使稠油組分降粘，最終提高稠油采收效率。
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE621

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本文編號：2628675