【摘 要】
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随着稠油在我国原油产量中所占的比重不断增加,高效的稠油开采技术越来越受到关注。注空气采油技术是一种经济有效的提高原油采收率的方法,其不仅具有气源广泛、技术成本低、
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随着稠油在我国原油产量中所占的比重不断增加,高效的稠油开采技术越来越受到关注。注空气采油技术是一种经济有效的提高原油采收率的方法,其不仅具有气源广泛、技术成本低、驱油效率高等特点,现场应用受地域、原油性质、油藏条件等因素的影响也较小。空气注入油层与原油接触后会发生氧化反应,按照反应温度的高低可分为低温氧化和高温氧化,其中低温氧化对注空气采油过程有着重要影响。以鲁克沁稠油为原料,分离得到稠油胶质和沥青质分别进行低温氧化实验。研究了反应温度、时间及氧化催化剂对其低温氧化过程的影响。随着反应温度升高,胶质低温氧化产物中次生沥青质和沥青质低温氧化产物中焦炭含量呈S曲线趋势增加;随着反应时间延长,胶质低温氧化产物中次生沥青质的含量线性增加,而沥青质在反应前期不发生结焦,后期生焦率迅速上升;氧化催化剂的加入促进了胶质和沥青质的低温氧化和裂解反应,次生沥青质和焦炭含量较相同条件下非催氧化更高。论文首次对胶质和沥青质低温氧化产物的结构特征进行分析,将胶质低温氧化产物分离为正庚烷可溶物和次生沥青质,沥青质低温氧化产物分离为甲苯可溶物和焦炭。采用红外光谱仪、元素分析、核磁共振1H-NMR和X射线衍射等分析了低温氧化产物的结构组成变化,是传统热重法研究胶质和沥青质氧化动力学的重要补充。胶质氧化产物结构分析结果表明:正庚烷可溶物分子极性、芳香度和烯烃含量较原油胶质增加,烷烃结构含量随温度升高、反应时间延长逐渐减少,催化氧化条件下正庚烷可溶物分子极性、芳香度及烯烃含量较非催化氧化进一步增大,烷烃结构含量更低;次生沥青质分子极性、芳香度高于原油胶质和沥青质,加入催化剂后,次生沥青质中烷烃结构高于原油沥青质及非催化氧化,分子极性、芳香度和烯烃含量也较原油沥青质和非催化氧化产物更高。沥青质氧化产物结构分析结果表明:甲苯可溶物分子极性、芳香度和烯烃含量随温度升高先增强后减弱,烷烃结构含量增加;焦炭分子极性、芳香度较原油沥青质显著增强,芳香片层的直径和堆叠高度增大,加入催化剂后焦炭产物烷烃结构含量较较非催化氧化更高,芳香度较原油沥青质和非催化氧化增大。
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