注空气催化氧化渤海稠油降粘工艺可行性探讨

针对SZ361稠油进行了室内空气氧化探索实验，检测和分析了氧化稠油酸值以及尾气中含氧量变化，证实了稠油注空气催化氧化机理，并从理论和技术上论述了该技术的可行性；研究表明：稠油催化氧化有一定效果，氧化5d后，尾气中O2含量（体积分数）从空气中的21%消耗低至仅2.5%；在稠油50g，催化剂用量1.4%，空气压力0.7MPa，反应温度90℃，氧化48h，加水60%，300r/min搅拌的实验条件下，对海上稠油进行催化氧化降粘实验，粘度由2004mPa?s降至100mPa?s，降粘率可达95.0%。     

粘弹性稠油的驱替特征及其影响因素分析

在粘弹性稠油一维两相驱替数学模型基础上,考虑影响稠油松弛特性的两个因素：温度和胶质-沥青质含量(体积分数）,进行了数值求解,分析了松弛特性的影响因素及其对水驱稠油的影响。分析表明：温度越高,松弛特性越弱;胶质-沥青质含量越高,松弛特性越强,粘弹特性越显著;松弛特性可以降低驱替压力梯度,提高含水饱和度,推迟见水时间,延长开采时间,提高采收率,改善水驱粘弹性稠油的开发效果,但其影响随着温度的升高或胶质-沥青质含量的降低而减弱。研究成果为粘弹性稠油的驱替特征及其开发效果的研究提供了理论指导。     

超稠油改质降黏机理研究

研究了河南超稠油水热供氢催化裂解降黏，以及胜利超稠油水热催化裂解降黏反应机理，结果表明：高温水物化性质的改变有利于稠油水热催化裂解的进行;催化剂不仅使C—S键断裂，而且使C—O键、C—N键也发生了断裂，进一步促进了高温水参与催化裂解反应;在供氢剂与催化剂的协同作用下，供氢剂提供的氢自由基与裂解的基团作用，使聚合反应减弱，生成大分子化合物的量减少，而小分子饱和烃和芳香烃的量则增加，稠油分子的聚集状态发生一定程度的改变；沥青质、胶质中的杂原子含量（如S、O、N）减少，分子之间的相互作用力减弱，氢碳原子比（NH/NC）提高，稠油的黏度进一步降低，品质得到一定程度的改善。     

过热蒸汽与稠油之间的水热裂解实验

高温水热裂解实验一般都是在稠油与高温高压热水间进行，而过热蒸汽与稠油间的水热裂解反应目前尚无研究。为了展开此项研究，在调研的基础上设计了一种可变体积的高温高压反应釜替换定体积反应釜，实现了稠油过热蒸汽下的水热裂解实验。通过该设备实验研究了不同温度、不同含水量条件下过热蒸汽对稠油水热裂解的影响规律。实验结果表明，原油与过热蒸汽之间发生了明显的水热裂解反应。进一步分析可知，水热裂解反应后，原油黏度降低，饱和烃与芳香烃增加，胶质、沥青质含量降低，原油中的碳原子含量降低，氢原子含量明显增加，硫原子含量减小。随着含水量的增加，反应后原油的黏度先减小后增加，含水量为30%时，原油黏度最小。     

稠油胶质特性及其对沥青质吸附行为研究

考察了4种稠油胶质的分子结构特性及其对塔河、辽河沥青质的吸附行为,探讨了胶质吸附行为与沥青质分散稳定性间的内在联系。 结果表明: 4种胶质对沥青质的吸附符合Freundlich吸附,曲线形状是胶质多层吸附及渗透进入沥青质微孔结构的综合反映。4种胶质吸附等温曲线形状与其分子结构特性对照表明,塔河、渤海和辽河胶质对沥青质的吸附在低平衡浓度部分产生紧密单分子层吸附, 吸附曲线平滑；在高平衡浓度部分, 因其较强极性导致正庚烷对其亲和作用力不及沥青质从而发生相态分离, 在沥青质表面产生积极吸附造成曲线斜率急剧增大; 较弱极性的华北胶质未产生明显相态分离现象, 而是随浓度增加成比例渗透进沥青质聚集体中产生吸附。4种胶质的吸附行为与其分散稳定沥青质的有效性之间关系显示了胶质对沥青质的分散稳定能力既与其吸附量有关，也与其分子结构特性有关。      

预氧化方式对沥青基球形活性炭制备过程的影响

分别以30%HNO3溶液(质量百分数,下同)和空气为氧化介质处理沥青球,制备了沥青基球形活性炭。分别采用热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、气体吸附仪、扫描电子显微镜等对氧化沥青球、炭化料、沥青基球形活性炭等进行了分析与表征。结果表明:沥青球在HNO3氧化过程中主要引入—NO2官能团,该官能团在炭化过程中促进了沥青分子的交联和聚合,降低了沥青球挥发分的逸出,增加了炭收率;炭化后沥青球内部残留的氮(1.4%)提升了碳表面与活化剂的亲和力,加速了活化反应的进行。沥青球在空气氧化中的结合氧主要以C—O—C和C=O的形式存在,沥青分子在氧化过程中被交联成刚性或链状大分子,保证了炭化过程的顺利进行。     

Ce-MCM-41催化氧化苯乙烯的影响因素

本文以双氧水为氧化剂,考察了介孔分子筛Ce-MCM-41催化氧化苯乙烯的影响因素。结果表明:Ce-MCM-41具有一定的催化氧化活性,苯乙烯转化率为25.62%。较适宜的催化氧化反应条件为:苯乙烯10mL、双氧水30mL、丙酮40mL、反应温度60℃、反应时间8h、催化剂用量0.15g,在该反应条件下,苯乙烯氧化制苯甲醛的选择性可达81%。     

贝尔油田希 11-72 井区注空气室内实验研究

油藏水驱油效率低，为驱难动用储量。通过室内实验，研究该井区注空气开发的可行性。结果得出注空气能够提高驱油效率。当注入 15 个 PV 时，空气驱油效率为 57.14%，而水驱只有 34.95%。通过细长管空气驱低温氧化实验和燃烧管空气驱高温氧化实验，发现驱替过程中氧气被大量消耗，发生了低温氧化，贝尔油田希 11-72 井区南二段油层可以采取注空气驱。     

空气低温氧化原油产出气的爆炸极限研究

设计了可燃性气体的爆炸极限测定装置，通过测定其安全性和准确性均符合本实验要求。空气与原油在油藏温度和一定压力下，低温氧化后得到CO、CH4、CO2等气体，根据该产出气的组成配制模拟混合气体，研究其爆炸情况，通过人工配制，对原油低温氧化后产出气中各组分比例进行调节，研究测定了不同压力和温度条件下的被测气体爆炸极限以及最高允许氧含量。结果表明：按照产出气组分比例配制的混合气体，不会在油藏条件下发生爆炸；爆炸极限和最高允许氧含量随温度和压力条件改变而改变，高温低压条件易使混合气体发生爆炸，而低温高压条件混合气体不易发生爆炸；二氧化碳对混合气体的爆炸有一定的抑制作用。     

轻油油藏高压注空气油与空气反应的活性研究

通过压力差热分析实验(PDSC)和热重与差热分析实验（TG/DSC），研究了鄯善轻油油藏原油在岩石矿物组成、温度、压力等的影响下，同空气反应的活性情况，以及由于氧化反应引起的自动升温及放热情况。结果表明，对鄯善油样，在温度低于300℃时，同氧气的反应能力很强，并能产生大量的热，同时增加压力能急剧提高氧化反应速度，在低温范围内，氧化反应放热量增加，热流曲线变得陡直；当压力达到4136kPa、温度215~220℃时油样表现出剧烈放热反应，出现气相中的燃烧或爆炸反应，放出大量的热；油样的氧化反应，也由于表面积的增加而加强，由于地层岩石中可能含有微量元素，起到催化作用，增进了油样氧化反应；在低温范围内鄯善油样有很强的挥发趋势，并没有反映出油样在气相中的氧化反应情况；同时油样具有较高API重度，低压条件下TG/DSC测试结果并不能全面反映氧化反应的趋势，高压条件下的TG/DSC或PDSC测试以及ARC测试是非常重要的。     

超临界水氧化处理油田含油污泥

利用一套自设的简便实用的超临界水氧化实验装置,对运用超临界水氧化法处理油田含油污泥进行了实验研究,实验中使用过氧化氢（H₂O₂）做氧化剂,考察了反应停留时间、反应温度、反应压力和pH值等工艺参数对含油污泥中原油去除率的影响。实验结果表明,超临界水中的氧化反应能有效去除含油污泥中的原油,去除率可达95%,反应停留时间、反应温度、反应压力是影响含油污泥中原油去除率的重要因素,随反应温度、反应停留时间和反应压力的增加,含油污泥中的原油去除率增加,pH值对去除率也有影响,但不大。对指导油田生产具有一定的实用价值。     

辽河油田双底鱼骨井设计与实施

与常规直井和水平井相比，鱼骨井因其泄油面积大、相同液量下压差小、能更加经济有效地开发复杂结构油气藏而在辽河油田获得成功应用。基于数值模拟技术和鱼骨井产能评价模型，对双底鱼骨井进行了井身结构设计，确定第一分支主井眼裸眼段长963m，鱼刺分支共6个;第二分支主井眼裸眼段长735m，鱼刺分支共5个。从施工难点、钻完井工艺技术、钻井液技术等3个方面介绍了该井现场实施的过程。该井油层钻遇率达到100％，初期日产油62t，是同一区块水平井产量的3倍、直井产量的10倍，取得了显著的开发效果。该井的成功设计与实施为我国复杂结构井技术的发展积累了宝贵经验。     

丰深1凝析气藏相态特征研究

丰深1凝析气藏是济阳拗陷古近系深层凝析气藏的首次发现。通过对地层流体组成分析、恒质膨胀和定容衰竭实验,及井下温度、压力连续测量,对丰深1凝析气藏相态特征进行了深入研究。结果表明,丰深1凝析气藏为高温、高压不饱和凝析气藏,无油环;地层流体中间烃、重烃含量高,凝析油含量为606g/m³,属高含凝析油的凝析气;该凝析气藏地露压差6.70MPa,衰竭式开采地层压力下降快,6mm气嘴生产时,生产初期近井地层压力就降到露点压力以下,出现反凝析现象,反凝析损失严重,重质组分采收率低,油气两相流动造成渗流阻力增加,使单井产能下降。相态研究为丰深1含油气砂砾岩体储量评估和开发方案编制提供了依据,对济阳拗陷同类型油气藏勘探开发具有指导意义。     

重油燃烧时的烟尘成分分析及治理研究

分析了油炉在燃用重油时产生烟尘的形状及特征，并对烟尘的成分进行了测定，指出重油中灰分所形成的粉尘粒飞灰一般只占很少部分，其大部分烟尘来自未燃尽的残炭和重油中胶擀沥青质在炉内形成的未燃尽的焦壳类烟尘，燃烧油雾中高温缺氧时，会出现炭黑类烟尘，减少重油炉烟尘排放的根本方法是改善重油的雾化质量和改进炉内燃烧。