本文選題：火燒油層 + 催化劑��； 參考：《東北石油大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：火燒油層是一種提高油藏采收率的重要熱采方法,與其他熱采方法相比優(yōu)勢明顯。在火燒油層開發(fā)過程中,通過注入空氣點燃油層,以油層中裂解的焦炭作為燃料,維持燃燒前緣持續(xù)燃燒,依靠熱力以及其他綜合驅(qū)動力共同作用,達(dá)到提高采收率的目的。但是由于其驅(qū)替機(jī)理較為復(fù)雜,經(jīng)常會出現(xiàn)火燒油層失敗的現(xiàn)象。其中燃料消耗量(也被稱為燃料沉淀量、焦炭含量)是決定火燒油層成功與否的重要因素之一,當(dāng)燃料消耗量過低時,可能會導(dǎo)致燃燒效果不好,甚至無法持續(xù)燃燒�？諝庀牧渴怯绊懟馃蛯咏�(jīng)濟(jì)性的因素,當(dāng)火燒油層燃料消耗量較高時,需要注入大量的空氣以滿足油層的燃燒,如何提高氧氣利用率,節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本也是火燒油層需要考慮的問題。針對火燒油層中存在的問題,本文研制了適用于火燒油層開發(fā)的納米粒子催化劑,并得到了制備該催化劑的最佳參數(shù)。利用油酸作為改性劑,對納米粒子進(jìn)行表面改性,增強(qiáng)其在油相中的分散性,提高了催化效率。通過室內(nèi)實驗,對比分析了改性后的納米粒子催化劑、納米粒子催化劑、金屬催化劑對稠油的降粘作用發(fā)現(xiàn),改性后的納米粒子催化劑對原油改質(zhì)降粘的作用明顯。原油的熱分析方法是研究原油氧化過程的重要手段,本文利用熱分析儀器,將原油與模擬砂均勻混合成油砂后,開展了熱分析研究。通過TG/DTG曲線和DSC曲線將油砂的氧化過程劃分為四個階段,兩種油砂在低溫氧化階段的放熱量都很低,主要依靠高溫氧化反應(yīng)放熱。利用FWO等轉(zhuǎn)換率法計算油砂各個階段的反應(yīng)動力學(xué)參數(shù),重質(zhì)組分較多的油砂B各階段的活化能更高。添加催化劑后,油砂的放熱曲線呈雙峰狀,低溫氧化階段放熱量增大。催化劑的加入使油砂氧化過程中各階段的溫度區(qū)間均向低溫區(qū)移動,各階段所需要的活化能也有所降低。分析原油低溫氧化反應(yīng)及焦化反應(yīng)的影響因素是研究火燒油層燃燒機(jī)理的重要一步,通過室內(nèi)實驗得知,溫度是影響原油低溫氧化反應(yīng)后尾氣含量及原油組分的主要因素,溫度的升高對原油的低溫氧化反應(yīng)中的加氧反應(yīng)及脫羧反應(yīng)均有促進(jìn)作用。催化劑的加入,不僅加快了原油低溫氧化反應(yīng)速率,還對原油起到改質(zhì)作用,反應(yīng)后原油中輕質(zhì)組分(飽和烴、芳香烴)含量上升,重質(zhì)組分(膠質(zhì)、瀝青質(zhì))含量下降�；馃蛯舆^程中,油砂的焦化機(jī)理主要分為兩類,即:氧化結(jié)焦和自由基聚合結(jié)焦。溫度較低時以氧化結(jié)焦為主,溫度較高時以自由基聚合結(jié)焦為主。氧氣含量和溫度都是影響著油砂的結(jié)焦量的主要因素,氧氣含量越高、溫度越高,油砂的結(jié)焦量越高。催化劑的加入一方面對原油起到改質(zhì)作用,同時金屬離子對結(jié)焦反應(yīng)又起到催化的作用,從實驗結(jié)果來看,催化劑降低了油砂的結(jié)焦量。在火燒油層燃燒管室內(nèi)實驗的基礎(chǔ)上,本文開展了兩組添加催化劑的火燒油層燃燒管室內(nèi)實驗。通過對比分析得知,添加催化劑后,油樣的燃燒時間有所縮短,氧氣利用率明顯升高,其中油樣A的氧氣利用率提高了6.78%,油樣B的氧氣利用率提高了5.98%。同時催化劑還加快了油樣的燃燒前緣溫度及燃燒前緣推進(jìn)速度,燃燒效果更好。在采收率方面,油樣A的采收率提高了4.16%,油樣B的采收率提高了3.71%。最后從火燒油層過程中燃料消耗量、燃燒前緣推進(jìn)距離、推進(jìn)速度,燃燒前緣平均溫度,空氣消耗量及氧氣利用率的角度分析了三個關(guān)鍵參數(shù),即:注氣速度、預(yù)熱溫度及砂粒粒徑級差對火燒油層開發(fā)效果的影響。
[Abstract]:In order to improve the efficiency of oil recovery , it is found that the thermal analysis method is one of the most important factors to improve the oil recovery . In the process of burning oil layer , the coking mechanism of oil sands is mainly divided into two categories , namely , oxidation coking and free radical polymerization coking .

【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE357.44;TQ426

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1856464