Надмолекулярная структура высокомолекулярных компонентов нефти и ее влияние на свойства нефтяных систем

• Автор: Ганеева, Юлия Муратовна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 307 с. : 31 ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень сокращений, условных обозначений

Введение

Глава 1. Парафиновые и асфальтеновые надмолекулярные структуры:

закономерности формирования и влияние на свойства нефтяных систем (обзор литературы)

1.1 Состав и свойства кристаллических надмолекулярных структур

1.1.1 Твердые парафины. Состав, методы выделения и исследования

1.1.2 Кристаллизация твердых парафинов

1. 1.2.1 Кристаллизация индивидуальных н-алканов и их смесей

1.1.2.2 Кристаллизация нефтяных парафинов
1.1.3 Парафиновые отложения, основные характеристики и свойства
1.2 Состав и свойства асфальтеновых наноагрегатов
1.2.1 Модели асфальтеновых молекул
1.2.2 Надмолекулярные структуры различных уровней
1.2.3 Межмолекулярные взаимодействия, ответственные за
формирование наноагрегатов
1.2.4 Фазовые превращения асфальтеновых наноагрегатов
Заключение
Глава 2. Разработка методологического подхода к исследованию 87 высокомолекулярных парафиновых углеводородов в нефтяных системах
2.1 Разработка методики исследования высокомолекулярных 92 парафиновых углеводородов асфальтосмолопарафиновых отложений методом калориметрии
2.2 Применение методики исследования АСГ10 методом калориметрии 99 для уточнения класса АСПО
2.3. Экспресс-оценка состава парафиновых углеводородов 105 асфальтосмолопарафиновых отложений по данным термического
анализа
Глава 3. Высокомолекулярные парафиновые углеводороды в нефтях. 112 Разработка методологии типизации добываемых нефтей
3.1. Состав парафиновых углеводородов умеренно парафинистых и 115 парафинистых нефтей ряда месторождений Самарской области, Татарстана и Кыргызстана
3.2. Особенности кристаллизации парафиновых углеводородов в 130 нефтях
3.3. Разработка методологии типизации нефтей разрабатываемых
месторождений
3.3.1 Накопление смолисто-асфальтеновых компонентов
3.3.2 Накопление и кристаллизация высокомолекулярных парафинов
3.3.3 Выпадение смолисто-асфальтеновых компонентов
3.3.4 Выпадение высокомолекулярных парафинов
3.3.5 Выпадение асфальтосмолопарафиновых веществ
Глава 4. Влияние кристаллической фазы парафиновых углеводородов на 158 свойства нефтяных систем
4.1. Влияние кристаллической фазы парафиновых УВ на 158 растворимость асфальтосмолопарафиновых отложений в различных растворителях
4.1.1. Растворимость асфальтосмолопарафиновых отложений в алкан- 159 ароматическом растворителе
4.1.2. Эффективность узких бензиновых фракций по удалению 164 асфальтосмолопарафиновых отложений (на примере ОНГКМ)
4.2. Влияние кристаллической фазы парафиновых УВ на свойства 170 высококонцентрированных асфальтенсодержащих систем (на примере окисленных битумов)
4.2.1 .Твердые парафины в окисленных битумах

4.2.2 Влияние надмолекулярной структуры полиолефина на свойства 181 битумполимерных композиций
4.2.3 Влияние структуры битума на его совместимость со смесевым 193 полиолефиновым термоэластопластом
4.2.4 Оптимизация состава битумполимерных композиций на основе 202 битумов различного дисперсного строения
Глава 5. Асфальтеновые агрегаты: состав, структура и влияние на 210 свойства нефтяных дисперсных систем
5.1 Свойства и особенности распределения молекул типа А1 и А2 в 211 асфальтенах нефтей месторождений Татарстана
5.2 Роль молекул типа А1 и А2 в формировании надмолекулярных 223 структур (на примере окисленных битумов)
5.3 Характеристика надмолекулярной структуры асфальтенов методом 226 порошковой рентгеновской дифракции
5.4 Фазовый состав асфальтенов
5.5 Самоорганизация асфальтенов в нефтяных дисперсных системах 239 Глава 6. Использование свойства самоорганизации асфальтенов для 248 выявления условий формирования нефтяной залежи
6.1 Образование концентрационного градиента высокомолекулярных 251 компонентов в нефтяном пласте башкирского яруса Аканского месторождения
6.1.1 Особенности состава и свойств нефтей, добываемых из верхней 252 и нижней частей нефтеносного пласта башкирского яруса Аканского месторождения
6.1.2 Свидетельства подтока глубинных углеводородов на Аканском 257 месторождении
6.2 Пластовые битумы как показатель физической дестабилизации 262 асфальтеновых агрегатов
6.2.1 Характеристика битумсодержащих пород продуктивных

алканы с более низкой температурой плавления, содержащие меньшее число атомов углерода в молекуле. Наличие в молекуле разветвлений или циклов затрудняет молекулярное движение, понижает возможность их ориентации. При наличии в смеси н-алканов 25% разветвленных алканов орторомбическая фаза не наблюдается [62]. Формирование ламелярных структур в присутствии разветвленных алканов изучалось Д. Дорсет [63]. С использованием метода электронной дифракции показано, как при ламелярной упаковке происходит аккомодация метальных заместителей и ближайших вакансий.
Процесс кристаллизации и температура плавления зависят не только от строения УВ и их молекулярной массы, но и от их количественного соотношения в смеси. По данным Л.П. Казаковой [46], сплавы н-алканов и нафтеновых УВ, взятых в соотношении 1:1 имеют структуру, приближающуюся к структуре н-алканов. Увеличение содержания нафтеновых УВ в сплаве придавало кристаллам форму типичную для структуры нафтенов. При кристаллизации смеси н-алканов, нафтеновых и ароматических УВ с боковыми цепями нормального строения, взятых в соотношении 1,0:1,0:0,5 образовывалась мелкокристаллическая структура, типичная для структуры твердых ароматических УВ. Твердые парафины, в составе которых содержание изо- и циклоалканов составляет >40% кристаллизуются в виде мелких игл, что обусловлено стерическими эффектами боковых цепочек и/или циклическими группами, ограничивающими рост кристалла [62]. Разветвленные цепочки изо-алканов затрудняют движение молекул, особенно вращение вдоль длинной оси, что приводит к увеличению содержания аморфной фазы в парафинах микрокристаллического типа.
Существуют различия при кристаллизации н-алканов из раствора или расплава. В первом случае должна учитываться растворимость н-алканов в растворителе, что означает, что процесс кристаллизации в этом случае