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稠油是目前开采和使用的主要原油之一,由于主要由石蜡、沥青、胶质等组分组成造成了稠油具有很高的粘度。所以稠油在输送等过程中具有一定的困难,其存在的安全隐患等问题困扰着石油行业的专家学者。目前微波降粘技术被普遍认可和研究,其中微波频率是影响反应效果的最主要因素,而稠油的组分则是影响稠油粘度的最主要因素。本文以2015年的重点科研项目“微波非热效应对原油降凝粘作用的可行性试验研究”为依托,围绕微波频率以及微波作用前后组分变化两个主题相结合开展研究,为微波降粘技术高效使用提供理论和实验基础,主要的研究内容包括:稠油微波降粘技术的基本理论分析。结合微波工程技术,充分掌握典型二端口网络及其散射参数测量原理,熟练运用传输线电路理论。针对物质峰值吸收频率的测量方法进行了系统的总结,找到各自测量的原理以及各自的优缺点。提出一种基于同轴传输线测试法为基础理论的新型测试模型,该模型具备测量稠油样品所需要的高频段、宽范围等特点,并且通过结构设计上的创新解决了实际测量时样品难以制备的问题,提高测试的便捷性。同轴传输线模型的仿真研究与装置的制作。建立改进后同轴传输线模型的仿真计算模型,利用ANSOFT HFSS软件对腔体进行仿真研究,验证理论推导的正确性。根据仿真参数对稠油峰值吸收频率测量系统进行优化设计研究,达到更大的微波测量范围。结合仿真设计结果,充分考虑实际加工的可行性和实际测量中存在的问题以及困难,对测试装置进行加工并搭建实验系统,然后进行详细的校准和调试。稠油对微波的峰值吸收频率规律研究以及微波对稠油组分影响的实验研究。运用微波辐射装置对不同种类的稠油样品进行试验和数据测量,得到不同稠油样品的峰值吸收频率。采用质谱分析仪对实验前后的样品进行分析,研究稠油组分变化的规律。本文研究突破了目前微波技术在原油中只围绕0.915GHz和2.45GHz两个频率点的研究瓶颈,提出将微波峰值吸收频率的测量与微波反应前后组分变化相结合的研究思路,得到了:沥青油样在5812GHz、6.247GHz、8.154GHz和8.206GHz频率下存在微波吸收;石蜡油样在5.629GHz、5.975GHz和6.218GHz频率下存在微波吸收;对微波峰值吸收频率下作用前后沥青(6.247GHz)的轻组分(C7-C14)在原油中的百分含量增加了8.7%,C15几乎不变,重组分(C16及以上碳数)在原油中的百分含量减少了13.5%;石蜡(6.218GHz)在微波作用前后的轻组分(C7-C15)在原油中的百分含量增加了4.9%,其中C10增加较为显著,增加幅度为原稠油组分含量的18倍以上,重组分(C16及以上碳数)在原油中的百分含量减少了12.61%。以上结论为微波在原油领域中的高效率应用提供了可行性支持,具有重要意义。