过渡金属的有机酸盐对稠油水热裂解降黏反应的催化作用

研制了过渡金属有机酸盐催化剂,并据此对胜利油田的稠油进行了水热催化裂解降黏室内实验.在反应温度为280°C、反应时间为36 h、加水量为20%、催化剂质量分数为0.2%的条件下,原油脱水降黏率达到97%.利用红外光谱、气相色谱-质谱、电感耦合等离子体原子发射光谱测试方法对稠油反应前后的的物理和化学性质进行了分析,探讨了稠油水热催化裂解降黏反应的机理.研制的过渡金属有机酸盐可用于特稠油、超稠油的现场开采.     

用于稠油水热催化降黏的keggin型杂多酸盐的制备表征及应用

采用室温固相反应的方法合成了纳米级的keggin型杂多酸盐,使用红外光谱IR、X射线衍射XRD和激光电位粒度检测法ZSI等方法进行了表征,并将其用于特、超稠油的水热催化裂解降黏反应,使用棒薄层火焰离子化分析仪TLC-FID对反应前后稠油的族组成进行了测定,研究结果表明:纳米级的keggin型杂多酸盐可以使G540稠油在200℃时黏度降低80%以上,并有9.25%的重质组分裂解为轻质组分.     

芳基双希夫碱在低温稠油水热催化裂解中的室内研究

研制了一种低温水热催化裂解降黏剂--芳基双希夫碱,并用该降黏剂对南阳油田的稠油进行了室内试验.在反应温度为200°C,催化剂质量分数为0.08%,pH值为12的条件下,原油的降黏率达到91.34%.用棒色谱对反应前后的族组成进行了测定,发现反应后重质组分有所减少;采用气相色谱对反应前后饱和烃变化的测定结果表明,反应后饱和烃增多;用红外光谱对反应前后胶质、沥青质的结构进行了测定,反应后稠油重质组分的结构发生了变化,导致稠油黏度降低,在一定程度上改变了稠油的品质.     

稠油水热裂解催化降黏研究的进展

在论述了开展稠油开采新方法研究的重要性、稠油的分类及其开采方法的基础上,从催化剂的研制、机理研究、现场应用等方面对特超稠油的水热裂解催化降黏方法进行了全面介绍,同时对该课题组近年来的研究工作进行了重点介绍,着重分析了该课题组自行研制的4类催化剂的催化降黏机理.最后,对稠油水热裂解催化降黏方法面临的问题和今后的发展趋势进行了分析.     

稠油管输中油溶性降黏剂研究

合成了一种集较强极性基团和表面活性基团为一体的油溶性降黏剂.通过自制合成的两种单体丙烯酸十八酯和甲基丙烯酸十二烷基苯磺酸丙二醇酯,在合成条件为:单体配比(摩尔比)1:2,;引发剂用量1%,合成温度70℃下反应8 h,得到最终产物,并用红外光谱法表征了聚合物的组成特性.该共聚物能使稠油的黏度由62 133 mPa·s降到1 192 mPa·s,降黏率达到98.08%,满足稠油在管道输送中的可流动黏度要求.     

丙烯酸酯接枝共聚物在稠油降黏中的应用

油溶性降黏剂降黏技术作为一种新型的稠油开采和输送技术,具有不同于其他稠油降黏技术的独特性及其适用范围,具有广阔的开发前景;其研究在石油领域非常活跃。根据油溶性降黏剂的降黏机理,针对丙烯酸丁酯、苯乙烯、丙烯酰胺三元共聚物,通过固定其他反应条件用TDI(甲苯二异腈酸酯)、氯化石蜡、平平加、硬脂酸对其进行了接枝改性处理,探讨了接枝改性物的品种和用量对降黏率的影响。所合成的丙烯酸酯接枝共聚物对稠油的降黏率最高可达94%左右。采用红外光谱仪器分析手段,对部分丙烯酸酯接枝共聚物的结构进行了表征。结构表征数据分析表明,已合成的丙烯酸酯接枝共聚物符合所设计的结构特点。     

稠油的可控氧化热采:MnO2催化剂上的重油低温氧化分解行为（英文）

采用MnO2纳米催化剂促进稠油重组分的低温氧化裂解及高温氧化生热,进而促进火烧油层技术在超稠油油藏开发中的应用,提高火烧油层技术的采收率.结果表明,MnO2促进了稠油的低温裂解,高温生热量并不随燃料沉积量的减少而降低.MnO2的加入促进了低温下小分子的生成,并使高温氧化反应更加温和,提高了高温产物的氧化度.相比无催化剂的氧化反应,MnO2使稠油的低温氧化和高温氧化的表观活化能分别降低了10–30 kJ/mol和20–40 kJ/mol.     

钛酸脂改性坡缕缟石化学气相沉积生长碳纳米管

以钛酸脂改性坡缕缟石为催化剂，利用化学气相沉积法催化裂解乙炔，在高温下成功地制备了多壁碳纳米管，认为坡缕缟石释放的金属铁起到了催化乙炔的作用，讨论了它的形成条件，指出在800℃条件下生长的碳纳米管质量最好、产率最高，若催化反应温度过高则会降低产品的质量，催化温度低于700℃时不能用来制备碳管。与传统的过渡金属催化剂相比，这种矿物催化剂原料成本低廉，制备工艺简单，有利于碳纳米材料合成的工业化生产。     

交互正交试验设计在Mn/Ce催化剂制备中的应用

利用交互正交试验设计对柠檬酸络合法制备Mn/Ce复合氧化物催化剂(简称Mn/Ce催化剂)的制备条件进行了优化,重点考察金属配比(Mn∶Ce=7∶3、1∶1、3∶7)、焙烧温度(350℃、500℃、650℃)、焙烧时间(2 h、3.5 h5、h)等3种因素对催化湿式氧化(CWAO)降解正丁酸过程中Mn/Ce催化剂活性的影响。结果表明,金属配比和焙烧温度对催化剂活性有显著影响(置信度p分别为99%和95%),焙烧时间对催化剂活性无显著影响(p=90%),焙烧温度与金属配比之间有显著的交互作用(p=99%),得到的最佳制备条件为:Mn∶Ce=3∶7、焙烧温度500℃和焙烧时间5 h;并对最佳制备条件下得到的Mn/Ce催化剂进行XRD、BET和SEM等表征。     

江汉平原高砷地下水中DOM三维荧光特征及其指示意义

水体中溶解性有机质(dissolved organic matter, DOM)是含水层中砷释放的主控因素之一.江汉平原河湖众多、沟渠广布,地表水体与浅层地下水的交互作用使得DOM的组分特征及其强度有显著差异.为查明江汉平原地下水中溶解性有机质在砷迁移转化过程中的作用,对江汉平原地表水和浅层地下水进行三维荧光光谱分析,使用平行因子分析法提取水体中有机质的分子组成、功能特点和荧光特征,并分析各组分相对含量与地下水中砷与铁的关联.江汉平原水体中DOM包括3种主要组分,组分C1、C2为类腐殖质,C2是生物降解过程中产生的小分子,C3为类蛋白物质.地下水DOM以类腐殖质组分C1、C2为主,地表水以类蛋白类物质C3和小分子腐殖质C2为主.高砷地下水中DOM以陆源为主,主要通过两种途径促进As的迁移转化:(1) DOM的腐殖质组分充当微生物群落的电子运输工具,促进微生物作用下的有机质氧化和铁氧化物的还原,并伴随As的释放及大量溶解性有机碳(dissolved organic carbon, DOC)和HCO₃-的产生;(2) As以铁等金属阳离子为桥接物与腐殖质结合,通过形成As-Fe-DOM络合物,导致地下水中砷的迁移.      

高岭石对稠油氧化影响的DTA-TG分析

运用NETZSCH STA 409PC同步热分析仪针对新疆克拉玛依油田红浅扩大试验区中的稠油样品在氧化过程中高岭石的影响,分析测试。研究结果表明,高岭石的加入影响了稠油的低温及高温氧化反应,使稠油的低温氧化DTA峰值温度从437.6℃增加为455.4℃;高温氧化DTA峰面积显著减小,峰值从607.8℃减小为597.8℃;高岭石含量的增加,有利于降低稠油的低温,高温氧化的DTA峰值温度。随着升温速率的增加,混合样品中稠油的低温,高温氧化及高岭石脱羟基反应呈现为动力学过程。研究结果有助于深入认识原油的氧化过程,对提高采收率和推动稠油油藏的有效开发具有重要的意义。     

油页岩原位开采温度-时间-转化率判识方法及应用

油页岩原位转化开采加热的最终温度、加热时间和最终油气转化率与原位开采的经济成本息息相关。利用Rock-Eval 6型岩石热解分析仪分别获取不同升温速率下的油页岩烃产率-转化率和烃产率-活化能之间的关系,以烃产率为桥梁,建立活化能与转化率的对应关系;在此基础上,依据化学动力学反应原理,将油页岩有机质（干酪根）演化生成油气的过程近似为具一级反应特征的热裂解反应,获取不同转化率条件下温度倒数（1/T）与时间对数（ln t）的关系式,建立油页岩原位转化温度-时间-转化率关系图。以广东茂名盆地油柑窝组油页岩为例,通过上述方法建立了油页岩原位转化开采温度-时间-转化率关系图。由判识关系图可知：加热至350℃开采该区油页岩,转化率达90%需要98 a;加热至200℃开采该区油页岩,在不采取其他措施的情况下即使转化10%也需要147 a。实际情况下,地下油页岩原位受热具有非均质性,加热开采能耗大,通过添加催化剂降低油页岩原位油气转化所需的温度、改善油气产物品质可能是油页岩原位开采技术的一种发展方向。     

环境温度对石油污染滨海盐渍土强度及变形特性的影响

环境温度影响石油黏滞性,改变石油污染土的力学特性。借助无侧限抗压强度试验,研究不同温度条件下石油污染滨海盐渍土的强度及变形特性。结果证实:温度对石油污染盐渍土力学性质影响显著,温度越高,污染土抗压强度越低,20℃时,含油率15%污染土的抗压强度较未污染土下降近70%;石油污染滨海盐渍土的抗压强度随含油率的增加先增大后减小,环境温度与污染土强度峰值点处的含油率反相关,10℃、20℃、30℃条件下,强度峰值点处的含油率分别为15%、10%和5%;石油污染盐渍土表现为应变软化型破坏,含油率及环境温度影响石油污染盐渍土的抗变形能力,土样的破坏面积和裂缝宽度随含油率增加及温度升高而增大。     

柳树河油页岩的热解特征及动力学

利用岩石-热解评价仪研究了200～600 ℃不同升温速率（10、15、20、25、30 ℃/min）下柳树河盆地油页岩热解生烃特征,利用Friedman法和Sestak反应机制,求出了油页岩的反应活化能和反应函数,建立了热解动力学模型,可用于计算热解生烃率和达到某一转化率所需要的时间。研究发现,油页岩的反应活化能并不是一个定值,随着反应温度的增加逐渐增大。这是因为油页岩热解是一个极其复杂的多步反应过程,在不同的温度区间内具有不同的反应机理。     

沥青质催化降解特征及动力学研究

采用热解气相色谱仪 (Py-GC),对东营凹陷烃源岩可溶有机质中的沥青质进行了热解模拟实验。考察了蒙脱石和K₂CO₃ 介质对沥青质催化降解过程的影响,求得了沥青质的催化降解动力学参数。结果表明,在K₂CO₃ 介质存在下,沥青质热解生成气态烃、轻烃和重烃的收率均有明显的提高,模拟温度下总检测烃收率提高了约 2 0 %;在蒙脱石介质存在下,除重烃收率下降外,气态烃和轻烃收率均有所提高,模拟温度下总检测烃收率提高了约 10 %。与之相对应,除蒙脱石存在下重烃的生成活化能有所增加外,介质的存在均不同程度地降低了其它各热解产物的生成活化能。最后,对沥青质的催化降解机理进行了初步的探讨.     

松辽盆地扶余—长春岭地区上白垩统青山口组油页岩品质特征及意义

松辽盆地扶余—长春岭地区上白垩统青山口组发育多层油页岩,油页岩颜色主要为棕褐色和灰黑色,发育水平层理和块状层理,揭示其沉积于半深湖-深湖环境。通过系统取样、测试和分析表明:研究区油页岩为中等含油率、中发热量、高灰分及低硫油页岩。总有机碳(TOC)测试结果为4.87%~19.90%,平均为7.88%,表明油页岩有机质丰度较高;通过岩石热解参数分析,研究区油页岩有机质类型以Ⅰ型为主,Ⅱ型次之;结合最大热解峰顶温度T_(max)(℃)的变化范围为437℃~449℃,指示出研究区的油页岩有机质成熟度处在未熟-低熟阶段。对研究区油页岩的厚度及含油率展布特征进行分析表明:研究区2号和3号矿层油页岩厚度最大,连续性最好,ZK0809井和ZK3201井区油页岩累计厚度较大,而SY9井区油页岩含油率最高。     

雅克拉凝析气田油气地球化学特征

雅克拉凝析气田天然气组分以甲烷为主,含量79.13%￣89.30%;重烃含量较高,平均占9.67%;干燥系数(C1/C1-5)介于0.89～0.92之间,属典型的湿气。δ13C1为-40.8‰～-39.4‰,δ13C2为-32.0‰～-30.2‰,δ13C3为-30.5‰～-28.9‰,表明天然气为典型的油型气。原油及其族组分的碳同位素组成和生物标志化合物呈现出典型的海相原油特征。原油成熟度较高,与天然气的成熟度基本相同,表明油气同源、同阶,为一次油气充注的产物,而与塔河油田存在较大差异。     

王庄油田强水敏性稠油油藏热采开发研究

王庄油田位于山东东营凹陷北部陡坡带,其主力含油层系沙一段黏土含量高达13%,水敏指数超过70%,属强水敏性稠油油藏。强水敏性成为制约其能否采用注蒸汽开发的关键。为此,在分析形成储层强水敏地质原因的基础上,采用水敏流动试验、高温物理模拟实验和数值模拟等方法,利用激光拉曼、X-衍射、核磁和CT等技术手段,开展了储层水敏机理、热采过程中骨架矿物、黏土矿物和储层物性变化规律研究。结果表明:随温度的升高骨架矿物逐步溶蚀、膨胀性黏土矿物发生转化;在温度高于250℃时渗透率可恢复到原始值的80%左右,证明了该类油藏热采开发的可行性;结合热采过程中温度场的变化,建立了强水敏稠油油藏热采储层物性变化模式。该成果在矿场应用中取得理想效果,可为同类油藏的开发提供借鉴。     

Utilization of constructional lime as heterogeneous catalyst in biodiesel production from waste frying oil

Waste frying oil as valueless material which is disposed to environment can be used as a promising feedstock to produce biodiesel. In this study, constructional lime was used as alkaline heterogeneous catalyst for biodiesel production from virgin and waste frying oil. After determining the best activation temperature for the catalyst (600 °C), transesterification reactions were carried out at 65 °C, MeOH to oil molar ratio of 12:1, and 1 wt% of activated constructional lime under vigorous mixing for 5 h. Yield of reactions for virgin and waste frying oil (2.17 % free fatty acid) and pretreated waste frying oil (0.918 % free fatty acid) were 87, 93.9, and 94 %, respectively. Transesterification of virgin frying oil and pretreated waste frying oil were done at 65 °C, MeOH to oil molar ratio of 6:1, and 1 wt% of KOH as catalyst under vigorous mixing for 2 h, for comparison. Yield of the reaction was 98.6 and 95.1 %, respectively. Therefore, when constructional lime is used as catalyst pretreatment of waste oil is not necessary.     

低成熟油页岩的生排烃作用实验模拟

烃源岩的成熟演化特征对评价一个区域的油气产出背景意义重大。笔者选择准噶尔南部低熟油页岩作为试验样品,分别进行无水变温、等温变水及等水变温条件下的烃源岩热模拟实验,并依据油、气、固体残渣的定性定量检测,分析烃类相态与组成变化。得到以下结果:无水变温及等水变温实验中油产率均在300 ℃时出现最高值,而且在等水变温情况下,200 ℃时的产油率比不加水情况下明显增大;在等温变水情况下,生油量在加10 mL水时最大;干气生成阶段,气态烃主要来自重烃裂解而不是高度演化的干酪根本身,400 ℃热解之后,剩余生烃率大约为5％左右;饱和烃在低温和极端高温时相对比例高,以正构烷烃为绝对优势组分;芳烃比例变化波动较大,以三环、四环芳烃为主,在400 ℃时达到最大值,在500 ℃时跌至最低值;非烃、沥青质相对比例变化与芳烃正好相反。