高含量的瀝青質膠核是體系中對重質油穩定性影響最大的成分，下面是小編蒐集整理的一篇探究瀝青質對重質油體系穩定性影響的論文範文，供大家閱讀參考。
[摘 要]迄今為止，關於膠質瀝青質的定義尚沒有確的定義。它不是具有明確地質意義的一種物質， 也不是按化學性質或結構劃分的一種化合物， 而是一類雜散的、 無規則的有機地質大分子，膠質瀝青質一般是指石油中不溶於正戊烷或正庚烷而可溶於苯或甲苯的一類特定組分。由於石油瀝青質成分和結構的複雜性， 目前， 關於它在原油中的存在狀態仍無統一認識。在石油行業中，對膠質瀝青質的各種性質的機理、影響因素、以及對其危害的處理措施的研究尚未有十分重大的突破。本文僅就膠質瀝青質的危害、影響因素、及預防措施進行簡略的概括與闡釋。
[關鍵詞]膠質;瀝青質;偶極作用;氫鍵作用;電荷轉移
引言
研究者發現，瀝青質是體系的膠核組分，高含量的瀝青質膠核是體系中對重質油穩定性影響最大的成分，它的存在為油品帶來了一系列不良的影響，對重質油體系穩定性研究的重點和核心都在於對瀝青質的研究。
瀝青質是渣油中芳碳率最高、分子量最大、極性最強的部分。由於其結構的複雜性，已經不能單純的從化合物的角度進行分析，只能從平均分子結構的角度來加以研究。
1 瀝青質結構組成的研究
雖然瀝青質的組成非常複雜，但是由於組分的分子骨架中碳數仍佔90%以上，所以測定其平均結構引數是有意義的。
2 瀝青質分子間力的研究
瀝青質膠核形成的像話作用方式包括偶極相互作用力、電荷轉移作用、芳香碟片中心的未配對自旋點位的配位作用(通常是雜原子)、氫鍵作用以及極性相互作用等，這些相互作用對石油體系的巨集觀性質有重要的影響。
上述相互作用可劃分為三種類型：1、偶極相互作用2、電荷轉移作用;3、氫鍵作用。電荷轉移作用和氫鍵作用是特殊吸引力，他們與偶極相互作用同屬分子間相互作用力。石油膠體體系中膠束的形成是芳香單元片之間在分子間力作用下重新取向和聚集的結果。在分子間力的作用下，膠束還可以進一步形成聚集態(無序聚集)、束狀聚集(有序聚集)乃至中間相或絮狀物。
(1) 偶極相互作用
瀝青質中極性分子所佔的比例通常達到4%～50%，瀝青的許多物理和化學性質與體系的極性有關，但對瀝青及其組分的極性進行直接測量則及其少見。
有研究對瀝青質中的`永久偶極子做了定量研究，評價了他們在瀝青質分子締合過程中的作用。主要得到了如下結論：1、偶極相互作用導致瀝青分子締合形成高分子齊聚物。這種締合作用源於偶極子靠靜電吸引而頭尾相連形成了二聚體，三聚體，以致多聚體。2、在重質油中，包含雜原子的極性官能團隊產生締合起著關鍵作用。3、體系的介電常數能夠反映瀝青質分子的締合狀態。
由於偶極子系雜原子導致的區域性電荷不平衡引起，二瀝青質的締合狀態又與分子中的偶極子數目有關，因此推測，瀝青質的自締合以及瀝青質與膠質分子中所含的雜原子數目有關。
(2) 電荷轉移作用
膠質和瀝青質之間通過電荷轉移作用形成的電荷轉移絡合物為膠溶態瀝青質，因此油性介質中膠質分散瀝青質的能力取決於兩者殘餘電荷轉移作用的程度。雖然假定石油和瀝青的重組份子之間存在著電荷的轉移作用，但證據主要來自對它們的分子量的研究結果。迄今為止，幾乎沒有研究過瀝青的電荷轉移特性。
根據瀝青質的微觀結構，瀝青質的稠環芳香體系包括以下結構實體：烷基取代多環芳烴，雜環芳烴和電負性取代基芳烴。各個組份根據其提供貨接受電子的對應能力的差異而具有不同程度的電荷轉移或接受能力，如瀝青質與碘共存時是電子供體，與吡啶共存時是電子受體。在瀝青的巨集觀結構中，導致單元片之間疊合的∏-∏相互作用即源於∏供體和∏受體之間的相互作用。
(3) 氫鍵作用
氫鍵作用發生在與電負性原子(如O或N) 相聯的氫和另外一個電負性原子或富電子中心之間，在瀝青質中，雖然像--OH和--NH這樣的氫鍵基團濃度通常很低，但他們對瀝青質性質的貢獻可能很重要。在瀝青質中，形成分子間氫鍵需要兩個分子官能團----質子供體(氫鹼酸)和質子受體(氫鍵鹼)---之間的專屬 相互作用，這種相互作用想成氫鍵絡合物，該相互作用為一快速可逆平衡。
在瀝青中天然存在的氫鹼酸包括酚類、醯胺類、吡啶類結構。研究--OH和--NH的紅外伸縮振動發現，瀝青質中的酚/醇型--OH和吡咯型--NH幾乎全部以氫鍵絡合物形式存在。
3 膠質和瀝青質對乳狀液穩定性的影響
世界開採的原油有近 80 %以原油乳狀液形式存在[10]。而原油乳狀液的穩定性很大程度上取決於瀝青質、膠質等天然乳化劑吸附在油水介面上形成的介面膜的性質。此介面膜有兩個特點：油水介面張力較大(25～30 mN/ m) ，即成膜物質的介面活性不大而膜的強度大。另一個特點使原油乳狀液的液珠在互相碰撞時膜不易破裂 ，因而乳狀液很穩定。Zaki等[4 研究了瀝青質、 膠質、 石蠟對含蠟的 W/ O 型乳狀液穩定性的影響，用20 %(質量分數)石蠟溶解在十氫化萘中來模擬含蠟原油 ，發現膠質單獨不能穩定乳狀液。
4 膠質瀝青質對油層的酸渣傷害
早在20世紀60年代，美國和加拿大的約28%～35%的油井進行酸化施工時會生成酸化油渣。國內周萬富等考察了原油性質對酸渣的影響，對不同膠質、瀝青質含量的各油田原油進行了成渣研究的實驗結果：
得出結論：影響酸渣生成的重要因素是原油中膠質瀝青質的含量。不含膠質、瀝青質的原油不會生成酸化淤渣。
5 膠質瀝青質的含量對高含蠟原油流變性的影響
原油中膠質瀝青質和蠟的含量及相互含量的比例是決定原油流變性的3個關鍵因素，同時也是影響降凝劑改性效果的主要因素。對於高含蠟低膠質瀝青質原油，原油所含蠟晶多，體積大，低溫時能夠形成可逆網狀結構，熱處理溫度高，處理效果差，處理溫度的選擇不當還會使原油的低溫流動性惡化。對蠟和膠質、瀝青質的含量比例適中，例如在0.8～1.5之間的原油，存在一個最佳的熱處理溫度[13]。在同樣條件下，還膠質瀝青質少的高含蠟原油所需要的降凝劑更多一些[12]。
6 瀝青質沉澱在對儲層的損害
當瀝青質在儲層發生絮凝時，部分大尺寸的瀝青質顆粒會在孔喉出沉澱下來，較小尺寸的微粒則隨流體一起運移，運移至某些與其尺寸相匹配的孔喉處便會陸續沉積下來，從而在巨集觀上改變儲滲空間，嚴重的時候會堵塞孔喉，從而降低了儲層的滲透率，改變油氣富集規律，降低採收率，嚴重的甚至會致使無法開採此儲層的原油。而且由於瀝青質由於極性很強，即使加入溶劑和分散劑，也很難從岩石表面完全脫附，因此瀝青質造成的堵塞和潤溼反轉通常是不可逆的，可以認為瀝青質沉積對儲層的某些損害是永久性的。
瀝青質的沉澱析出被認為是形成焦油的主要因素，焦油是油藏中與油層相聯絡的、強烈富集瀝青質(瀝青質20%～60%)的部分，焦油層的形成對油藏開發十分有害，焦油層改變了油-巖之間的潤溼性，降低了油層的滲透性，這在原油開採中直接影響了採出率。
參考文獻
[1] 李素梅，張愛雲，王鐵冠. 原油極性組分的吸附與儲層潤溼性及研究意義. 地質科技情報，1998，17(4)：65―69.
[2] 廖澤文，耿安鬆. 油藏開發中瀝青質的研究進展.科學通報，44(19)，1999： 2018―2023.
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[4] 秦匡宗， 郭紹輝. 石油瀝青質. 北京： 石油工業出版社， 2002：97―113.
[5] 張人雄，向陽，李曉梅. 超稠油油藏熱採過程中瀝青質損害室內模擬.石油勘探與開發，2001，28(1)：85―86.