稠油中胶质稳定分散沥青质的作用研究.pdf

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1、2011年1月西安石油大学学报(自然科学版)Jan．2011第26卷第1期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScieneeEdition)Vo1．26No．1文章编号：1673-064X(2011)01-0064-07稠油中胶质稳定分散沥青质的作用研究程亮，李纪晖，孙晨(西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610500)摘要：应用x射线光电子能谱(XPS)、Zata电位分析了3种稠油沥青质、胶质颗粒表面杂原子官能团的类型、含量及其溶液电位；通过”C—NMR、荧光光谱分析定量确定了3种胶质缩合

2、芳环、烷基侧链结构参数及其临界聚集浓度(CAC)；采用紫外一可见光谱(UV—Vis)测定添加胶质前后沥青质甲苯一正庚烷溶液中沥青质浓度的变化进而分析了不同胶质对沥青质的分散稳定作用；以此探讨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．结果表明：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／胶质间缩舍芳环产生的范德华力大于库仑排斥力．胶质分子结构参数是影响沥青质胶体稳定性的主要因素；胶

3、质缩合芳环和烷基侧链结构越多，极性越大，分散稳定沥青质效果越好；沥青质极性越大，其受胶质影响的分散指数越高．关键词：稠油；胶质；沥青质；吸附；分散中图分类号：TE39；TE345；TE832．332文献标识码：A从稠油体系结构上看，稠油是一个连续分布的斥力对溶胶体系稳定性影响甚微J，则胶粒间的动态稳定胶体体系E1-2]，沥青质和胶质组成分散相，电荷库仑力、范德华力及空间斥力决定了胶体体系芳烃和烷烃则构成连续相．在稠油开采、运输和后处的稳定性．为此，采用x射线光电子能谱(xps)和理过程中，稠油溶胶体系稳定性容易被破坏，导致沥Zata电位分析3组性质不

4、同的沥青质、胶质的表面青质发生沉淀，堵塞油层孔喉、油井和管道，造官能团结构及电位，对不同沥青质、胶质表面碳、成储层伤害，采收率降低．由于沥青质具有极强的缔氧、氮和硫元素的化学环境以及存在形态所引起的合性，胶质在沥青质表面的吸附和形成稳定的空间电荷差异进行分析对比；采用”C—NMR对3种胶烷基链层直接影响动态胶体体系中沥青质的聚集性质的芳香碳、烷基碳结构进行表征计算；运用荧光光和分散性．一般认为，溶胶体系中胶粒间的引力与斥谱对3组沥青质、胶质临界聚集浓度进行了测定，以力位能的相对关系直接影响体系稳定性．有研究表寻求胶粒间的电荷库仑力、范德华力及空间斥力

5、之明，在稠油溶胶体系中引、斥力位能主要包括胶粒问间的关系，以期找到解决稠油溶胶体系稳定性最直的电荷库仑力、范德华力、氢键、双电层电性斥力与接的方法．胶质吸附层产生的空间斥力”。．由于氢键、电性收稿日期：2010-08-．01基金项目：“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”(编号：2007AA090701—3)；国家重大专项“海上稠油化学驱油技术”(编号：2008ZX05024—02)联合资助部分研究成果作者简介：程亮(1977一)，男，博士，主要从事油气增产方面研究．E-

6、mail：cldejia2000@sina．com．cn程亮等：稠油中胶质稳定分散沥青质的作用研究一65—含量见表1．1实验部分1．2沥青质、胶质性质表征分析非金属元素分析采用VarioELIII型元素分析1．1实验材料仪测定；金属元素含量分析采用IRIS1000ICP一3组沥青质、胶质按文献[8]分离得到，其元素AES仪测定；XPS能谱分析采用XSAM800多功能表表1沥青质、胶质元素含量分析Tab．1Thecontentanalysisoftheelementsinasphalteneandcoloid面分析电子能谱仪测定：Al靶(1486．6e

7、V)X光枪rain，静置24h，取上层清液在离心分离器中分离1．2工作在12kV×15mA功率下，分析室本底真空2×h(转速为2000r／rain)，用砂心过滤装置及0．22mill10Pa，采用FAT方式，谱仪用CuP(932．67有机滤膜抽滤，滤液测其吸光度以确定稳定的沥青质eV)，Ag3ds／(368．30eV)，Au4f7／2(84．00eV)标样校浓度，测定波长450nm14j．用分散指数(D)定义沥正．数据采用污染碳C1S(284．8eV)校正，所有XPS青质被胶质稳定分散的程度．D：(P一P。)／p，P谱图采用香港大学提供的XPSPea

8、ks4．1软件(选是溶液中被胶质稳定的沥青质质量浓度，mg·L～，50％Lorentzian—Gaussia