【摘要】：火燒油層技術(shù)(ISC)是非常規(guī)稠油油藏提高采收率(EOR)的熱效率方法,具有明顯的優(yōu)勢(shì)。它包括將空氣注入儲(chǔ)層中,通過油與氧氣的接觸在不同的溫度范圍內(nèi)形成一系列的反應(yīng),能夠放出大量的熱;氧氣與熱解形成的類似焦炭的材料發(fā)生反應(yīng),該反應(yīng)生成的熱量可以維持燃燒前緣的傳播,在高溫下驅(qū)替和改質(zhì)稠油。在熱量和其他驅(qū)動(dòng)力的協(xié)同作用下,達(dá)到提高采收率的目的。但是由于反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜,經(jīng)常出現(xiàn)失敗的現(xiàn)象,因此沒有得到廣泛應(yīng)用。因此,本文主要從分析稠油物性,建立集總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型,利用FOW等轉(zhuǎn)化率法和Kissinger微分法分析各階段動(dòng)力學(xué)參數(shù)三個(gè)方面進(jìn)行研究。針對(duì)稠油火燒供氫催化改質(zhì)反應(yīng)機(jī)理和產(chǎn)物分布特點(diǎn),構(gòu)建了三集總、四集總和六集總應(yīng)網(wǎng)絡(luò),建立了模型動(dòng)力學(xué)方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式,采用龍格-庫(kù)塔法和蒙特卡洛法算法相結(jié)合的方法求解模型的動(dòng)力學(xué)參數(shù)�；诓煌瑮l件下的實(shí)驗(yàn),尋找最佳反應(yīng)條件,揭示火燒過程特征反應(yīng)微觀機(jī)理,進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,繼而研究稠油瀝青質(zhì)供氫催化裂解集總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和產(chǎn)物選擇性分布,試驗(yàn)和實(shí)現(xiàn)能夠促使瀝青質(zhì)最大轉(zhuǎn)化、焦炭最少生成、改質(zhì)油產(chǎn)率高的反應(yīng)條件(催化劑種類與用量、反應(yīng)時(shí)間與溫度、供氫體及壓力)的整體優(yōu)化。通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析可以看出,求取的活化能在文獻(xiàn)給出的烴類熱裂解反應(yīng)的活化能范圍內(nèi),供氫體加入可使反應(yīng)活化能發(fā)生一定變化,整體規(guī)律呈現(xiàn)為重質(zhì)組分裂解加快,而輕質(zhì)、中質(zhì)組分則發(fā)生上下波動(dòng)變化。集總模型中體現(xiàn)的各組分產(chǎn)率變化以及確定的活化能和指前因子,對(duì)稠油火燒研究具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

圖 1.1 （a）ISC 所涉及的主要現(xiàn)象設(shè)計(jì)圖 （b）ISC 區(qū)溫度剖面原油的多組分特性對(duì)理解燃燒的復(fù)雜性有重大貢獻(xiàn)。幾乎不可能確定原油混合物中的每個(gè)組分，以及與氧化氣體和溫度相關(guān)的每個(gè)組分的基本反應(yīng)。因此，原油組分和不同反應(yīng)階段的結(jié)塊是實(shí)用和持久的。然而，組件之間的相互作用是一個(gè)關(guān)鍵因素，因?yàn)榛旌弦?guī)則被忽略。將原油混合物作為散裝材料進(jìn)行評(píng)估是一種有前途的方法。在后一種方法中，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)分別將串聯(lián)和并聯(lián)反應(yīng)集中，并解釋集總反應(yīng)的表觀活化能。根據(jù)溫度曲線建立反應(yīng)模型。人們普遍認(rèn)為 ISC 期間存在至少兩個(gè)反應(yīng)階段，燃料沉積和燃料燃燒[7]。一般來說，我們需要成熟的測(cè)量以及一個(gè)可靠的工具來解釋參數(shù)值。研究 ISC 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的一種方法是在大致類似于連續(xù)流動(dòng)攪拌釜式反應(yīng)器（CSTR）的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用梯度溫度氧化（RTO）實(shí)驗(yàn)[8]，并使用解釋工具來獲得動(dòng)力學(xué)參數(shù)。由于反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要減少對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的因素。同時(shí)，我們需要使測(cè)量可靠。根據(jù)等轉(zhuǎn)換原理的無模型假設(shè)，可重復(fù)測(cè)量對(duì)于使我們相信這一原理適用于從精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中解釋集總反應(yīng)特性是至關(guān)重要的。這些問題是同轉(zhuǎn)換一致性的核心。近些年一些國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果如下：

圖 2.1 高溫高壓反應(yīng)釜程G 209 F3 Tarsus 熱分析儀作為模擬火燒油的熱效應(yīng)。具體實(shí)驗(yàn)操作流程如下。驗(yàn)開始前，，儀器需提前打開預(yù)熱 4h 以上。，防止水中有雜質(zhì)而堵塞或污染儀器。器在剛開始使用或使用一段時(shí)間后要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所測(cè)的溫度要求（包括范圍及變化情l2O3（已煅燒）進(jìn)行測(cè)試，得到相應(yīng)的基至少 4 種標(biāo)準(zhǔn)樣品，使標(biāo)準(zhǔn)樣品 DSC 曲度范圍。然后在 2 K/min、5 K/min、10 K 左右的樣品放在坩堝中，然后覆蓋 20mg密實(shí)的分布在坩堝內(nèi)。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE357.44

【參考文獻(xiàn)】

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1 張銳;鄧君宇;任韶然;王玉婷;張亮;戶昶昊;王中元;程海清;;稠油低溫氧化過程結(jié)焦行為實(shí)驗(yàn)[J];中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年04期

2 譚克;王帥;曹放;;稠油、超稠油熱采技術(shù)研究進(jìn)展[J];當(dāng)代化工;2014年01期

3 唐君實(shí);關(guān)文龍;梁金中;江航;王伯軍;;熱重分析儀求取稠油高溫氧化動(dòng)力學(xué)參數(shù)[J];石油學(xué)報(bào);2013年04期

4 張方禮;劉其成;趙慶輝;張勇;程海清;;火燒油層燃燒反應(yīng)數(shù)學(xué)模型研究[J];特種油氣藏;2012年05期

5 張方禮;;火燒油層技術(shù)綜述[J];特種油氣藏;2011年06期

6 劉永建,鐘立國(guó),蔣生健,孫憲利,宮宇寧;水熱裂解開采稠油技術(shù)研究的進(jìn)展[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2004年01期

7 EddyE.Isaacs,牛寶榮,周潤(rùn)才;21世紀(jì)重油和瀝青的開采方法[J];國(guó)外油田工程;2000年03期

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1 吳川;雙親型稠油水熱裂解降粘催化劑的合成及反應(yīng)機(jī)理研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2011年

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1 高楠;火燒油層地下原位供氫催化裂解改質(zhì)超稠油反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究[D];東北石油大學(xué);2018年

2 譚聞瀕;多孔介質(zhì)中稠油結(jié)焦特性及其滲流實(shí)驗(yàn)研究[D];清華大學(xué);2015年

3 王蕾;輕質(zhì)油藏注空氣低溫氧化模型和熱效應(yīng)研究[D];中國(guó)石油大學(xué)（華東）;2013年

本文編號(hào)：2638501