稠油中胶质对沥青质分散稳定性的影响研究

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1、第28卷第1期油田化学Vol.28No.12011年3月25日OilfieldChemistry25March，2011文章编号:1000-4092(2011)01-037-08*稠油中胶质对沥青质分散稳定性的影响研究程亮，叶仲斌，李纪晖，孙晨(油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学)，四川成都610500)13摘要:应用XPS、Zata电位分析仪表征了3种稠油沥青质、胶质表面官能团及其溶液ζ电位，通过C-NMR定量计算了3种胶质的缩合芳环、烷基侧链结构参数，以此探讨了胶质电性质及分子结构参数与沥青质分散稳定性之间的内在联系。结果

2、表明:辽河沥青质因含有质量分数较高的羧酸和钙元素而带负电荷;塔河、渤海沥青质富含镍、钒元素及酸性官能团(-OH和-SH)使其带正电荷;3种胶质因只含酸性官能团(吡咯、-SH和-OH)其表面带正电荷。胶质在沥青质表面的吸附会改变沥青质的ζ电位。由此推断，沥青质/胶质在有机溶剂中所带电荷来自表面金属阳离子的离解和酸、碱性官能团去质子作用。根据胶质对沥青质的稳定情况，带同种电荷的沥青质对胶质形成的电荷库仑排斥力对胶质在其表面的吸附影响并不明显，说明沥青质/胶质间缩合芳环产生的范德华力大于两者间电荷库仑排斥力。胶质分子结构参数是影响沥青质胶体稳定性

3、的主要因素，胶质缩合芳环和烷基侧链结构越多，分散稳定沥青质效果越好。图26表7参1713关键词:沥青质;胶质;XPS;Zata电位;C-NMR+中图分类号:TE345:TE832.332:TE39文献标识码:A稠油储量占世界已探明原油总储量的20%以胶体体系中沥青质胶粒的分散性。为此，采用XPS上，随着轻质原油产量不断减少，稠油开采显得日益和Zata电位分析3组性质不同的沥青质、胶质的表紧迫。从稠油结构上看，稠油是一个连续分布的动面官能团结构及ζ电位，对不同沥青质、胶质表面［1，2］态稳定胶体体系，沥青质和胶质组成分散相，芳碳、氧、氮和硫元

4、素的化学环境以及存在形态所引起13烃和烷烃则构成连续相。由于沥青质具有极强的缔的电荷差异进行分析对比;采用C-NMR对3种胶合性，由沥青质和胶质组成的分散相缔合胶束动态质的芳香碳、烷基碳结构进行表征计算，以寻求建立特性和胶质对沥青质吸附分散能力直接影响动态胶沥青质与胶质之间的引、斥力性质表观联系，据之考体体系中沥青质分散性。根据胶体稳定理论，胶体察胶质分散稳定沥青质的程度，为稠油的经济开采体系中胶粒间的引力位能与斥力位能的相对关系直及运输、后处理等工艺提供“治本”而非“治标”的理接影响体系稳定性。在稠油溶胶体系中，引、斥力位论依据。能主要包

5、括沥青质、胶质表面电荷产生的库仑力、二1实验部分者缩合芳环产生的范德华力、极性基团间的氢键、沥青质胶粒界面扩散双电层电性斥力与胶质吸附层产1．1实验材料［15］生的空间斥力等。由于氢键、电性斥力已被证［6］［35］，则沥青质与3组沥青质及胶质采用四组分分离法得到，实是影响胶体稳定性的次要因素其元素含量见表1。胶质间的电荷库仑力、范德华力及空间斥力决定了*收稿日期:2010-06-29;修改日期:2010-09-25。项目基金:“863”计划海洋领域重点项目“渤海油田聚合物驱提高采收率技术研究”项目子课题“聚合物在线溶解和聚合物驱改善技术研究

6、”(项目编号2007AA090701－3)、国家重大专项“海上稠油化学驱油技术”(项目编号2008ZX05024－02)子课题“海上油田早期注聚及聚驱关键配套技术研究”(项目编号2008ZX05024－002－04)。作者简介:程亮(1977－)，男，四川大学应用化学专业学士(2000)、西南石油大学化学工艺专业硕士(2007)、西南石油大学油气田开发专业在读博士研究生(2008－)，主要从事油气增产方面研究，电话:13550267323，E-mai:cldejia2000@sina．com．cn．38油田化学2011年表1沥青质及胶质元素

7、含量元素质量分数/%样品CHNSONiV塔河沥青质84．078．131．434．621．530．0190．120辽河沥青质82．689．191．961．264．780．0600．031渤海沥青质84．9310．450．481．072．820．0110塔河胶质81．6511．151．184．521．3700辽河胶质82．3412．031．611．412．4400渤海胶质85．888．041．841．093．06001．2沥青质、胶质性质表征分析中分离1.2h(转速为2000r/min)，用砂心过滤装置及0.22μm有机滤膜抽滤，滤液测其吸光度

8、以确定非金属元素分析采用德国VarioELIII型元素［12］稳定的沥青质浓度，测定波长450nm。用分散分析仪测定;金属元素含量采用美国热电公司IRIS1000ICP-AES仪