發(fā)布時間：2020-07-30 10:28

【摘要】：世界經濟飛速發(fā)展、石油消耗迅速增漲,促進了人們對稠油資源的開發(fā)利用。我國針對稠油采收率低等難題引進了火燒油層(火驅)作為中后期采油接替技術�；痱尣捎褪亲罡咝У拈_采技術之一,其過程發(fā)生稠油的劇烈熱解,涉及到熱、氣和油共存的復雜情況,掌握稠油熱解狀況至關重要�；痱尩臒峤膺^程受溫度和非烴氣體共同作用,本文以遼河Q塊稠油(簡稱稠油)為研究對象,探索稠油熱解特性及其產物性質。(1)對稠油及其砂樣進行了基礎物性分析得出:Q塊稠油屬普通稠油,其碳氫元素含量占97.30%,瀝青質含量占4.12%,砂樣含油率6.8%。利用熱重分析儀(TGA)對稠油砂樣A、B的熱解過程進行了研究,結果表明:其熱解過程可分為輕組分較弱化學鍵斷裂后揮發(fā),重組分裂解產油成焦和殘余有機物分解炭化3階段。其熱解活化能(E)隨溫度升高而增加,第3階段最大值分別為262.670和194.733kJ·mol~(-1)。(2)利用TGA和固定床反應器研究了N_2、CO_2和空氣氣氛下稠油的熱解過程,TGA結果表明:其熱解過程可劃分為輕組分與水分揮發(fā)、組分較弱化學鍵斷裂和重組分裂解產油成焦3個階段;N_2和CO_2氣氛下稠油熱解平均失重速率相近,熱解第3階段最大E值分別為142.871和148.824kJ·mol~(-1)。固定床熱解結果顯示:隨溫度升高稠油熱解液體產物產率升高,CO_2下650℃最大值為61.53%,熱解氣與殘余物產率降低。不同實驗氣氛流量下的固定床熱解實驗表明,隨氣氛流量降低液體產物和熱解氣產率升高,殘余物產率降低,30mL·min~(-1)的N_2下液體產物產率最大值為66.93%。(3)利用TGA和傅里葉紅外光譜儀(FTIR)分別對熱解液體產物的氧化特性和化學組成進行分析,TGA實驗結果顯示隨熱解溫度升高,液體產物熱重曲線向高溫區(qū)偏移同時失重程度減弱;FTIR結果顯示稠油及其液體產物所含官能團相似,隨熱解溫度升高稠油中甲基含量增多,亞甲基減少。(4)利用氣相色譜儀分析實驗熱解氣發(fā)現,含氧氣氛不利于熱解液體產物產出。結合熱解溫度和氣氛流量這兩個最重要因素,為提高和穩(wěn)定火驅稠油采收率,應維持適當高溫,使含N_2和CO_2的煙氣與稠油充分接觸。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE357.44
【圖文】：

采用專業(yè)的開采設備使稠油采出的方法，其代表有注氣混相驅等。其中，注相驅中常見方法有注 CO2采油技術、注 N2采油技術和注煙氣采油技術[12]。蒸汽吞吐，即在短期內向生產井內注入一定量的蒸汽，關井使熱量擴散，最后開產的采油技術[13]。該方法采油以周期循環(huán)方式開展，單個周期包括 3 個階段，分別氣階段、燜井階段及開井生產階段，具體原理如圖 1-1 所示。下一周期的開始標志時采油量降至設定標準以下，如此循環(huán)執(zhí)行采油過程。而開采截止的標志包括轉變一種開采技術和油井增產油量下降至不經濟價值。蒸汽吞吐的采油速度快但采收率采油速度為 2~6%、采收率為 15~20%[13]。該技術雖具備采油周期峰值高，但同時遞快，油汽比和日產油量隨開采周期增加而迅速降低。其適用的油藏條件為：油層厚10m，油藏深度在 150~1600m 之間，最適宜于對溫度敏感的高粘度原油的開采[14]國油藏的環(huán)境復雜且存在非均質嚴重的問題，大規(guī)模推廣蒸汽吞吐存在很大程度的。

華南理工大學工程碩士學位論文0~1400m 之間，粘度高及密度相對較低的淺層油藏，適宜粘度范圍為 10k~20kmPa時，還需要油藏具備較高的含油飽和度和相對簡單的地質結構。蒸汽驅雖然在采收面有了提高，但是其見效慢且成本高，過程出砂嚴重。另外，蒸汽因為重力的作用地層中產生汽竄，影響開采穩(wěn)定進行。

圖 1-3 蒸汽輔助重力泄油開采工藝[17]Fig.1-3 Steam assisted gravity drainage mining technology注氣驅稠油開采技術，即把 CO2、N2或煙氣等注入油層最終達到提高稠油采收的技術，其機理如圖 1-4 所示[21]。氣驅采油是一種有效的強化采油技術，它作為開發(fā)田和二次開發(fā)老油田的有效技術已被廣泛認可[22]。全球正積極開展注氣采油項目已有 188 個[23]，其中注 CO2項目占比最大達 65%，為 122 個。注烴類氣的采油項 38 個、占比 20%。另外，火燒油層項目發(fā)展了 21 個，注氮氣項目則為 6 個，其中數項目均達到了很好的實施效果[24]。而在我國很多油田都有注 CO2吞吐和 CO2驅目，也有部分還處于注 CO2試驗[25]。我國目前注氣驅采油技術還存在試驗效果差慢的問題，因注氣效果差導致推廣受阻。同時期國外開展的注 CO2油藏多為碳酸鹽，其滲透率＞10-2μm2，所以可采用多種實施方式。相對于其他氣體而言，CO2具備豐富和混相壓力最低的特點，注 CO2強化采油技術（EOR）項目已成為全世界提高產量的重要手段之一[26]。注 CO驅油將成為我國未來注氣驅的主要方向。同時，我

【參考文獻】

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本文編號：2775416