發(fā)布時(shí)間：2020-09-09 21:16

　　 火燒油層是一種高效的稠油開采方法,通過提高地層溫度降低了地層中稠油黏度,同時(shí)通過熱改質(zhì)反應(yīng)進(jìn)一步降粘,提高了采出油的品質(zhì)。但是實(shí)際生產(chǎn)過程中,缺乏地層中的稠油熱改質(zhì)反應(yīng)過程的定量數(shù)據(jù),無法判斷地層反應(yīng)條件以及稠油的熱改質(zhì)程度,從而導(dǎo)致火驅(qū)方案設(shè)置不合理。因此,本論文針對(duì)火燒油層現(xiàn)場(chǎng)存在的稠油熱改質(zhì)過程不清楚的問題,以遼河油田曙光1-49-k028稠油為研究對(duì)象,開展實(shí)驗(yàn)室熱改質(zhì)研究,提供物料平衡數(shù)據(jù);通過對(duì)火驅(qū)稠油熱改質(zhì)反應(yīng)后改質(zhì)油的物理化學(xué)性質(zhì)分析,估測(cè)其所經(jīng)歷的熱反應(yīng)程度;并在此基礎(chǔ)上,篩選出了合適的火驅(qū)熱改質(zhì)降粘助劑。首先研究了不同溫度對(duì)稠油熱改質(zhì)產(chǎn)物分布和性質(zhì)的影響,在380~460℃溫度范圍內(nèi)(380℃、400℃、420℃、440℃和460℃,共計(jì)5個(gè)溫度點(diǎn))對(duì)該稠油純熱改質(zhì)反應(yīng)(TU)進(jìn)行了考察。隨熱反應(yīng)溫度升高,氣損和生焦率增加。不同溫度下反應(yīng)30 min后生焦率分別為0.03%、0.08%、1.31%、4.37%和9.64%。在火驅(qū)采油過程中,這類焦炭和殘留渣油可能成為潛在燃料。稠油熱改質(zhì)性質(zhì)分析結(jié)果表明,改質(zhì)油黏度大幅下降,不同溫度下反應(yīng)30 min后改質(zhì)油降黏率分別達(dá)到了86.85%、96.15%、99.39%、99.79%和99.93%。在純熱改質(zhì)試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上,考察了水和礦物對(duì)稠油改質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與純熱改質(zhì)相比,水和礦物都能促進(jìn)稠油裂解反應(yīng),輕質(zhì)油餾分(餾程小于350℃)收率提高,改質(zhì)油的密度、黏度大幅下降。與純熱改質(zhì)相比,稠油水熱裂解(AU)促進(jìn)瀝青質(zhì)解締,使改質(zhì)油瀝青質(zhì)含量降低、瀝青質(zhì)平均相對(duì)分子量減小;礦物催化熱改質(zhì)反應(yīng)(CTU)生焦率大幅上升,不同溫度反應(yīng)30 min后生焦率增至0.37%、1.14%、2.62%、4.96%和12.71%。在礦物和水共同作用下,稠油熱改質(zhì)反應(yīng)(CAU)改質(zhì)油效果進(jìn)一步提高,不同溫度反應(yīng)30 min后改質(zhì)油降黏率分別為93.96%、99.17%、99.85%、99.89%和99.95%,這說明水和礦物對(duì)稠油改質(zhì)具有協(xié)同催化作用。與原油相比,不飽和烴的存在是熱改質(zhì)油的典型特征。本研究隨后采用碘值測(cè)定法,評(píng)價(jià)了改質(zhì)油輕餾分的不飽和烴相對(duì)含量,考察稠油熱改質(zhì)程度。結(jié)果表明,當(dāng)油層溫度較低(200℃)時(shí),反應(yīng)30 min稠油輕質(zhì)油餾分碘值僅為0.03 gI_2/100g Oil;稠油在380~460℃的范圍內(nèi)發(fā)生熱改質(zhì)反應(yīng)后,改質(zhì)油輕質(zhì)油餾分的碘值顯著增加,不同溫度反應(yīng)30 min后輕質(zhì)油餾分的碘值(gI_2/100g Oil)分別為0.14、0.16、0.19、0.29和0.37。為了進(jìn)一步提高降黏效率,考查了添加酸性助劑(HPA)對(duì)稠油熱改質(zhì)的影響。借鑒酸催化裂化機(jī)理,考查了三種雜多酸添加量在0~1.0 wt%范圍內(nèi)稠油熱改質(zhì)效果。結(jié)果表明,三種雜多酸助劑均能進(jìn)一步提升稠油熱改質(zhì)效果,不同HPA對(duì)稠油熱改質(zhì)反應(yīng)改質(zhì)效果順序?yàn)锳BC,這與三種HPA的酸強(qiáng)度順序是一致的。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn),雜多酸A對(duì)熱改質(zhì)油性質(zhì)改善效果最為明顯,且雜多酸A具有良好的熱穩(wěn)定性,因此雜多酸A為合適的火燒油層熱改質(zhì)助劑。通過上述研究,得到了在火驅(qū)采油溫度范圍內(nèi)稠油熱改質(zhì)規(guī)律,篩選出了合適的火驅(qū)降粘熱改質(zhì)助劑,為充分認(rèn)識(shí)遼河稠油火驅(qū)采油過程奠定了一定的實(shí)驗(yàn)與理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TE345;TE621

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