60℃条件下原油的粘度： 98.2×104mPa·S
原油粘度对解聚效果的影响 ※单56－7－11井 56－ 11井
mPa·S） 2＃复配解聚体系解聚效果评价（27040mPa·S）
解聚体系 处理后原油粘度，mPa·S 降粘率，％
100 处理后原油粘度 m P a . S 处理后原油粘度m 80 60 40 20 0 1 2 3 2 # 与 1 2 ＃ 解聚剂比例 4 5
处 理 后 原 油 粘 度 ， mPa.s
700
600
500
400 0 1 2 3 解聚剂浓度，％ 7 ＃ 解聚剂浓度，％ 4 5 6
浓度对2＃解聚剂解聚效果的影响
浓度对7＃解聚剂解聚效果的影响
2＃和7＃解聚剂处理营47×23井的原油粘度从5280mPas降低到600mPas左右。
原油粘度对解聚效果的影响 ※营47X23井 47X23井
二：稠油分子聚集及解聚机理探讨
☆源相浓度（迁移速度与源相浓度成正比）
影响迁移速率的因素
☆温度（升高温度有利于表面活性剂阴、阳离 子进入膜相并复合成离子对，迁移速度增加）
稠油分子解聚体系渗透迁移入油相并 与油分子键合示意图
＋
稠油分子解聚体系与原油分子 的氢键结合示意图
二：稠油分子聚集及解聚机理探讨
分子结构表征
单56－7－9井原油的红外光谱图
解簇剂分子的红外观谱图
分子结构表征
原油-解簇剂络合体的红外观谱图
几个主要峰的变化
稠油分子的红外光谱 N-H,O-H,C-H C=O C-N 3481-2853cm-1 1602cm 1459cm
- 1600cm 1429cm
100 处理后原油粘度mPa.S 80 60 40 20 0 1 2 3 7 # 与 1 2 ＃ 解聚剂比例 4 5
7＃复配解聚体系解聚效果评价实验效果
7# 65.0×104 33.81 7＃:12＃ 2:1 9.64×104 90.18 7＃:12＃ 1:1 8256 99.16 7＃:12＃ 1:2 4628 99.53 12＃ 3403 99.65
稠油分子聚集机理及油层降粘 技术探索
2007年9月 年 月
提 纲
一、稠油聚集机理探讨
二、油层降粘技术的探索研究
一. 稠油簇集体的分子结构与动力学
组分与粘度之间的关系：
族组分分析统计表
井 名 粘 度 MPa.S 70200 66600 26100 9200 312000 稠 油 类 型 超稠油 超稠油 特稠油 普通稠油 超稠油 烷 烃 % 19.41 19.05 22.55 26.88 17.75 芳 烃 % 21.52 23.33 21.66 25.14 23.38 非 烃 % 30.92 30.83 24.93 30.64 38.53 沥青质 % 10.44 10.34 11.57 13.29 16.45 Mw 10595 5931 7520 11106
1－－7# 2－－7#:12#=2:1 3－－7#:12#=1:1 4－－7#:12#=1:2 5－－12＃
60℃条件下原油的粘度： 98.2×104mPa·S
原油粘度对解聚效果的影响 ※郑418井 418井
解聚体系 处理后原油粘度，mPa·S 降粘率，％
100 处理后原油粘度 m P a . S 80 60 40 20 0 1 2 3 2 # 与 1 2 ＃ 解聚剂比例 4 5
2＃ 317.4 98.83
2#:12＃ 2:1 9654 64.30
2＃：12＃ 1:1 18960 29.88
2＃：12＃ 1:2 12580 53.48
12＃ 8880 67.16
1－－2# 2－－2#:12#=2:1 3－－2#:12#=1:1 4－－2#:12#=1:2 5－－12＃
原油粘度对解聚效果的影响 ※单56－7－11井 56－ 11井
解簇剂的液晶态显微照片（×200，2%水溶液， 30 ℃)
解聚剂机理探讨
验证方法和结果： 验证方法和结果：
由于解簇剂分子本身具有荧光性质（萘，337nm），因此 可以利用荧光光谱测定解簇剂分子在溶液中的浓度。通过对不 同时间水相中解簇剂分子浓度的变化测定解簇剂分子自水相到 油相的迁移速度和趋势。到油相的迁移速度和趋势越大，说明 解簇剂分子和油相分子生成络合体的能力越强。同时还可以证 明解簇剂分子之间（F1）、油相分子之间(Fo)以及解簇剂分子 与油相分子之间（F2）作用力大小关系。
解聚体系 处理后原油粘度，mPa·S 降粘率，％
100 处理后原油粘度 m P a . S 处理后原油粘度m 80 60 40 20 0 1 2 3 7 # 与 1 2 ＃ 解聚剂比例 4 5
mPa·S） 7＃复配解聚体系解聚效果评价（27040mPa·S）
7# 1094 95.95 7＃:12＃ 2:1 12464 53.25 7＃:12＃ 1:1 23760 12.13 7＃:12＃1:2 18690 30.88 12＃ 8880 67.16
沥青、胶质等成分的分子结构有一个共同点：大的芳香多环位于分子中央， 沥青、胶质等成分的分子结构有一个共同点：大的芳香多环位于分子中央， 周围分布着少许多环环烷烃和支链脂肪烃，在芳香多环的周围分布着一些杂原 子（O 子（O、N、S），并且多数与芳香多环共轭。
一：稠油簇集体的分子结构与动力学
维系稠油簇集体的作用力：
稠油分子解 聚体系嵌入
稠油分子簇集体
稠油分子簇集体被解簇
二：稠油分子聚集及解聚机理探讨
形 态 描 绘 沥 青 被 解 簇 过 程 中 的
稠油分子解聚体系进入稠油 分子体系后， 原油解簇过程中的形态 分子体系后 ， 稠油分子结晶体被 破坏， 破坏 ， 类似于有机络合分子对无 变化 机盐晶体的破坏一样， 机盐晶体的破坏一样 ， 带来的是 稠油分子更加无序的排列， 稠油分子更加无序的排列 ， 分子 间的作用力被消弱。 间的作用力被消弱。
（1） ）
（2） ）
稠油分子解聚体系与原油 分子的缔合
原油的形态（1）与被稠油分子解 原油的形态（ 聚体系缔合后原油的形态（ 聚体系缔合后原油的形态（2）
二：稠油分子聚集及解聚机理探讨
解簇剂的作用机理探讨：
自动过程
☆解簇剂分子通过油水界面由水相渗透、扩散至油相；
☆解簇剂分子利用和稠油分子之间的相互作用将稠油分子簇集体解簇。
解聚剂机理探讨
※实验条件：50℃、水与油（单56
－7－9井）体积比为1:1、油水界面 为78.5cm2 、原始浓度为 0.001mol/l(3%)。 ※1至8分别为处理时间0、4、8、12、 16、20、24、28h的解簇剂在水相中 的荧光光谱。 ※实验证实： ●大量解簇剂分子由水中快速通 过油水界面进入油中； 随着时间的延长光谱强度大幅度减弱 （类似荧光淬灭），从660减弱为370。 ●F2 ＞＞ Fo ，F1 ；
-1 -1 -1(变宽)
证实：解簇剂与原油产生了分子间的络合作用。
微观解聚效果评价
单56－7－9井原油
2%解簇剂处理后的单56－7－9井原油
从单56－7－9井原油与解簇剂复合前后的显微图片可以看出，两者复 合后的形态较复合前要均匀许多。表明大的稠油簇集体已经消失。
稠油分子解聚体系的评价
☆试验材料：郑418井、单56－7－9井、单56－7－11井、单56－9－21井、 试验材料： 陈373井、郑411井、郑科平1井、营47X23井、营8－43井太4－12井等10 余井的脱水原油。 ☆试验条件：油与0.5%的解聚剂水溶液的比例1:1；在60℃条件下静止处 试验条件： 理48h（无需搅拌，与乳化降粘区别之处），静止脱水后测定原油的粘度， 评价解聚效果。 乳 化 降 粘 粘 聚 降 解
二：稠油分子聚集及解聚机理探讨
稠油分子簇集机理：
对于稠油簇集体的形成 过程的研究：首先沥青分子 之间簇集成沥青聚集体，沥 青聚集体之间再由含杂原子 较多的胶质分子连接成体积 大的簇集体，然后该簇集体 进一步通过芳香多环簇集成 体积更大的稠油簇集体。
稠油分子簇集过程
二：稠油分子聚集及解聚机理探讨
现代沥青化学理论认为，沥青是由空间网络构成的骨架 结构，一些小分子与骨架发生作用，被固定在“骨架”上, 或这些小分子自身相互作用形成的分子镶嵌在网络骨架中。 沥青分子间相互作用力有较强的离子间力、电荷转移力、 π-π作用力、氢键作用和范德华力等。这些作用力共同作 用的结果使沥青在大多数有机溶剂中不易溶解。
1－－7# 2－－7#:12#=2:1 3－－7#:12#=1:1 4－－7#:12#=1:2 5－－12＃
原油粘度对解聚效果的影响 ※营47X23井 47X23井
2000 1600 1200 800 400 0 0 1 2 3 解聚剂浓度，％ 2 ＃ 解聚剂浓度 ，％ 4 5 6
800 处理 后 原 油粘 度 ， mPa.s
60℃营47×23井原油粘度 mPa·S 解聚体系 处理后原油粘度，mPa·S 降粘率，%
100 处理后原油粘度 m P a . S 处理后原油粘度m 80 60 40 20 0 1 2 3 7 # 与 1 2 ＃ 解聚剂比例 4 5
7＃复配解聚体系解聚效果
疏 水 亲 脂 作 用
静电相互作用模型
氢键相互作用模型
ππ堆 堆 叠效应
稠油簇集源自于稠油分子内部的相互作用力，维系簇集体的作用力应 该为分子间的非共价键。主要包括：静电作用、氢键、疏水亲脂相互作用 等。并且稠油簇集体分子之间有较大的接触区域、多个相互作用位点。
一：稠油簇集体的分子结构与动力学
稠油分子簇集体的研究方法
二：稠油分子聚集及解聚机理探讨
稠油分子解聚体系对稠油 的解簇集需要两个动态过程。 其一：分子通过油水界面由 水相扩散入油相； 其二：进入油相的分子要与 稠油分子通过分子间力进行大 于稠油分子之间结合力的分子 间缔合。 稠油分子解聚体系在水中形成的胶束