胡浩坤
毕业时间：2026年6月（硕士）
毕业去向：中石化中原石油工程设计有限公司
导师：黄海燕 副教授
学科专业：化学
研究方向：石油与天然气化学
学位论文题目
多场景油田沉积物的组成特征及形成机制研究
Composition Characteristics and Formation Mechanisms of Multi-scenario Oilfield Deposits
论文摘要
油田沉积物是影响原油开采、储运及加工效率的关键问题之一，其组成因来源不同存在显著差异。本文以永进油田井筒沉积物、渤海油田井筒与海管沉积物以及储罐不同层位油样为研究对象，综合运用有机溶剂抽提、族组分分离等物理分离方法，结合气相色谱、元素分析、傅立叶变换离子回旋共振质谱等仪器分析手段，系统表征了沉积物的宏观组成与分子组成特征，揭示了不同场景下沉积物的形成机制。
针对永进油田永303、永3-平1、永306侧三口油井的井筒沉积物及原油，采用真空干燥除水、甲苯索氏抽提、SARA族组分分离、蜡含量测定、气相色谱及FT-ICR MS等手段进行分析，结果表明：永303井与永306侧井沉积物以甲苯可溶组分为主，沥青质含量高达40 wt%以上，沥青质聚集沉淀是井筒堵塞的主因；永3-平1井沉积物则以无机物为主要组成，甲苯不溶物占78 wt%，其甲苯可溶组分中富集大量高碳烷烃（蜡含量 18wt%），为无机组分与蜡的共同沉积。高分辨质谱分析进一步表明，高缩合度（DBE=25-45）、短侧链的芳香烃类化合物普遍参与了沉积物的形成，并在沥青质组分中富集。
针对渤海油田21个不同来源的井筒及海管沉积物样品，采用真空干燥除水、甲苯索氏抽提初步确定沉积物类型，对甲苯可溶组分进行气相色谱分析，对甲苯不溶组分进行扫描电镜-能谱微观形貌观察与元素分析。结果表明：21个沉积物样品中，16个以地层砂石为主要组成。扫描电镜结合能谱分析进一步识别出聚合物凝胶、压裂支撑剂、腐蚀产物、纤维异物等多类非常规组分。这些组分与地层砂石共同构成复合垢，表明开发方式对油田沉积物的形成具有决定性影响。
针对鄯善、库尔勒、阿拉山口三个储罐的上层原油与罐底油样品，采取石油醚共沸除水、甲苯索氏抽提、SARA族组分分离、蜡含量测定、有机元素分析，并结合气相色谱与ESI FT-ICR MS进行分子组成表征。结果表明：三个储罐中仅阿拉山口储罐罐底出现油泥状沉积物。阿拉山口储罐罐底沉积物以甲苯可溶物为主要组成，其中高达约30 wt%的蜡是沉积物形成的主因。有机元素及高分辨质谱分析表明，阿拉山口罐中原油在储存过程中发生缓慢氧化，生成的极性含氧化合物促进了沉降过程。此外，高缩合、短侧链化合物在沉降过程中同样表现出明显的参与作用。
本文通过对三个典型场景中油田沉积物的组成分析与对比，揭示了不同场景沉积物的形成机制，为油田沉积物的预防和清除提供了理论依据。
关键词：油田沉积物；高分辨质谱；分子组成
发表学术论文
Hu H, Qiu S, Han S, Kong F, Zhang Y, He C, Wu J, Huang H. Compositional characterization of oil sludge in a crude oil storage tank. Energy & Fuels 2026;40(29):15689–98.
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