不同添加物对轻质原油氧化反应速率的影响

通过模拟地层条件,利用空气原油静态氧化实验装置,考察了纯油、含砂量、含水量及添加催化剂HS对ZJ油田轻质原油氧化反应速率的影响。结果表明,黏土矿物岩心砂及地层水对ZJ油田轻质原油氧化反应速率几乎没有影响,催化剂HS的使用效果明显,可以作为降低空气驱产出气中氧含量的备选技术之一。     

注空气低温氧化作用对稠油组成及性质的影响

为了揭示稠油低温氧化作用机理及对原油组成及性质的影响规律,以辽河油田齐40稠油为例,通过高温高压反应釜研究了稠油注空气低温氧化机理以及温度和催化剂对低温氧化反应的影响。结果表明,低温氧化反应后,体系压力降低,空气中氧气含量减少,二氧化碳含量增加;低温氧化反应为吸氧反应,120℃氧化反应、180℃氧化反应、120℃催化氧化反应和180℃催化氧化反应的耗氧率分别为43.87%、58.46%、52.53%和62.89%。原油在反应过程中既发生大分子的断键反应也发生小分子的缩合反应,氧化反应后原油SARA组成中饱和烃、芳香烃和沥青质含量增加,胶质含量减少。氧化反应会导致稠油黏度增加,120℃氧化反应、180℃氧化反应、120℃催化氧化反应和180℃催化氧化反应后稠油黏度增加幅度分别为17.63%、34.00%、18.22%和38.50%。低温氧化反应速率及耗氧量与反应温度和催化剂有关,温度越高,反应越快,耗氧量越高;催化剂环烷酸锰和环烷酸钴的加入可增强氧化反应活性,提高反应速率和耗氧量。     

渤海 Ｋ油田空气驱对原油低温氧化影响研究

以渤海K油田为研究对象,利用氧化实验仪,模拟油藏温度(110℃)和压力(24MPa),系统研究了不 同氧含量(3%~12%)减氧空气对该油田原油的氧化可行性;并利用气相及液相色谱仪检测减氧空气及原油氧化 前、后组份构成与含量。实验结果表明,实验前、后原油和减氧空气组份含量明显不同,如原油中较高烃组成(≥ C14)含量下降、较低烃组成(C8~C10)含量增加;减氧空气中氧含量下降、二氧化碳有定量(<0.6%)增加;说明K油田原油在油藏温度压力下可与减氧空气发生低温氧化反应。反应过程中,原油以氧化降解为主,完全氧化生成 二氧化碳为辅;该氧化反应进行程度随减氧空气中含氧量增加而增大,表现为对应氧耗量增大、原油被氧化的“临 界碳数”下降(由 C22下降至 C14)、二氧化碳含量由 0.075%增加至 0.6%。实验减氧空气与K油田原油氧化 120 h后残余氧含量均低于 10%,表明渤海Ｋ油田实施减氧空气驱具有良好的安全可行性。     

渤海K油田空气驱对原油低温氧化影响研究

以渤海K油田为研究对象,利用氧化实验仪,模拟油藏温度(110℃)和压力(24 MPa),系统研究了不同氧含量(3%～12%)减氧空气对该油田原油的氧化可行性;并利用气相及液相色谱仪检测减氧空气及原油氧化前、后组份构成与含量。实验结果表明,实验前、后原油和减氧空气组份含量明显不同,如原油中较高烃组成(≥C14)含量下降、较低烃组成(C8～C10)含量增加;减氧空气中氧含量下降、二氧化碳有定量(0. 6%)增加;说明K油田原油在油藏温度压力下可与减氧空气发生低温氧化反应。反应过程中,原油以氧化降解为主,完全氧化生成二氧化碳为辅;该氧化反应进行程度随减氧空气中含氧量增加而增大,表现为对应氧耗量增大、原油被氧化的"临界碳数"下降(由C22下降至C14)、二氧化碳含量由0. 075%增加至0. 6%。实验减氧空气与K油田原油氧化120h后残余氧含量均低于10%,表明渤海K油田实施减氧空气驱具有良好的安全可行性。     

鄯善油田注空气提高原油采收率实验研究

为了确定轻质油藏注空气提高原油采收率技术在吐哈油田提高采收率的可行性，吐哈针对鄯善油田等轻质油藏开展了注空气低温氧化室内实验研究。通过实验及研究表明鄯善油田注空气后油藏中可以发生低温氧化反应，且氧化随温度升高加速进行，最终可建立稳定的氧化前缘。研究确定了鄯善油田地层条件下空气的氧化特性；温度变化与氧化能力的关系；氧化前缘的建立及推移速度；取得了低温氧化反应动力学参数活化能E、预幂率指数K。得到了反应热、反应系数，确定了注空气低温氧化采油的驱油效率，为轻质油藏注空气提高原油采收率研究和矿场实施提供了理论依据。     

轻质原油低温氧化催化技术

注空气采油技术由于气源和成本优势,具有广阔的发展潜力,但是安全问题一直是限制其应用的重要因素。为加快氧气消耗速率,降低生成烟道气中氧气的含量,提高注空气的安全性,进行了原油低温氧化催化技术研究。通过评价过渡金属元素对低温氧化反应的催化效果,筛选了催化剂及其用量;研究了温度、压力、含水率和岩石矿物等对催化性能的影响,并采用多管平行实验研究了不同反应阶段低温氧化反应的特征;在动力学参数计算和红外谱图分析的基础上研究了原油低温氧化催化反应的催化机理。实验结果表明:过渡金属元素Cu对原油低温氧化反应有很好的催化效果,优选的催化剂为CuCl₂,最佳用量为原油质量的0.88%,在油藏条件下可提高反应速率近2倍;温度和压力升高对低温氧化反应有促进作用,在所研究的温度、压力和反应阶段内,催化剂的低温氧化催化效果显著;催化剂对原油低温氧化反应的催化机理为配位催化,可显著降低反应的活化能,加快低温氧化反应速率,提高原油的耗氧能力。     

轻质油低温氧化反应实验研究

低渗、特低渗油藏注水开采的采收率较低,而空气注入油藏后具有驱替作用和低温氧化作用,能有效提高采收率。为此,通过对长庆油田安234-47区块的油样进行注空气静态氧化实验,运用压力降法计算反应速率,通过改变压力、温度等外界条件,研究低温氧化反应的影响因素。结果表明,目标油藏可以发生低温氧化反应,注空气技术可行;耗氧速率受温度和压力的影响均较大;反应后原油黏度增加,物性变差。     

注空气提高低渗透油藏采收率实验及低温氧化反应特征

空气驱是一种有效提高低渗透油藏采收率的方法。针对目前空气驱油生产特征不明确的问题,采用长岩心驱替实验,研究不同注入压力下的空气驱油效果和低温氧化反应特征。研究发现,空气驱油存在明显的“气窜拐点”。气窜发生前,采出程度随注气量的增加迅速增加,一旦发生气窜,采出程度的增加明显放缓。注气压力越高,“气窜拐点”出现越早,提高采收率效果越差。原油组分分析结果表明：在油藏温度下,随着注气量增加,产出原油中的轻质组分减少,重质组分增加,驱替过程中发生了低温氧化反应;注入压力越高,低温氧化反应越充分,采收率越高;对高含水油藏进行空气驱,低温氧化反应十分微弱,无法形成烟道气驱;水驱达到经济极限后转空气驱,采收率可提高近10百分点。研究成果为低渗透油藏开发后期注空气提高采收率提供了理论依据。     

不同油品注空气氧化动力学特征

基于热分析技术确定稀油、普通稠油、特稠油3种油品注空气过程中4个反应阶段的温度区间,阐述不同油品在不同氧化阶段的氧化反应特征,根据动力学模型,采用微分法计算3种油品各反应阶段的氧化动力学参数。结果表明:低温阶段,稀油质量损失率最多,放热峰值最高,随着黏度增加,3种油品初始放热点升高,自燃点降低,高温氧化阶段特稠油放热峰为稀油的4.4倍;稠油相对稀油活化能整体偏高,低温氧化阶段活化能随着原油黏度增加而增加,高温氧化阶段活化能随着稠油黏度增加而减小;不同类型油藏可选择不同的注空气开发方式:轻质油藏低温氧化反应比高温燃烧更明显,推荐采用稀油注空气提高采收率,随着黏度增加,稠油油藏高温下放热峰值增加,更适合火驱开采实现高温氧化。     

低渗透油藏注空气提高采收率物理模拟实验

为了确定轻质油藏注空气提高原油采收率技术在海塔油田贝中次凹区块应用的可行性,根据注空气的主要技术原理,设计了水驱和空气驱驱油效率对比实验、细长管空气驱低温氧化实验、燃烧管空气驱高温氧化实验和产出气体溶胀实验.研究表明:海塔油田空气驱比水驱驱油效率高22.19％;注空气后油藏中可以发生低温氧化反应,且氧化随温度升高加速进...     

轻质油藏注空气提高采收率的影响因素研究

针对WX轻质油藏,采用数值模拟和物理模拟方法进行了轻质油藏注空气、天然气动态驱油实验,结果表明,较高的油藏温度、压力及较低的注入压差有利于注入空气与原油发生氧化反应,提高轻质油藏注入空气的采油效果。由于原油的低温氧化效应,以及气体对原油中轻质组分的抽提作用增强了空气驱的驱油能力,空气驱提高采收率幅度与天然气驱基本相当。综合提高采收率成本和经济效益等因素,注空气驱技术有助于提高WX轻质油藏的开发效果。     

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注空气低温氧化开采轻质油气藏技术是一项提高采收率的新技术。注空气具有气源丰富、成本低的优点，近年来注空气低温氧化技术越来越受到人们的关注。文章针对某轻质油藏进行了注空气低温氧化过程模拟，考察了驱替过程中油层温度、含氧剖面、产出气体组成、气体对轻质组分抽提、原油密度等的变化情况，由此认识到该轻质油藏可以进行注空气低温氧化采油。驱替过程中存在机理包括：热效应不是此油藏提高采收率的主要因素，其升温速率仅为0.0017℃/min，不足以使油层温度急剧上升；氧气在油层中被消耗，生成了CO₂，采出气中CO₂含量高达8％,注空气过程实现了间接的烟道气驱；气体对原油产生了抽提作用，表现出烟道气驱的特征；由于烟道气的溶解，原油密度降低；当注入1.2PV空气时，该油藏获得了63.17％的原油采收率，注入0.8PV后，增产效果已不明显，可转为注其他物质。     

吐哈盆地鄯善油田注空气实验研究

为了研究注空气开采技术在我国轻质油藏应用的可行性,开展了吐哈盆地鄯善油田轻质油藏注空气低温氧化室内实验。研究表明鄯善油田注空气后油藏中可以发生低温氧化反应,且氧化随温度升高加速进行,最终可建立稳定的氧化前缘。研究确定了鄯善油田地层条件下空气的氧化特性、温度变化与氧化能力的关系、氧化前缘的建立及推移速度。取得了低温氧化反应动力学参数活化能和预幂率指数。得到了反应热和反应系数,确定了注空气低温氧化采油的驱油效率,为轻质油藏注空气开发技术的矿场实施提供了可靠的依据。     

吐哈盆地鄯善油田轻质油藏注空气开发机理研究

为了探讨轻质油藏注空气提高采收率的机理,在注空气室内实验研究的基础上,运用热采数值模拟技术．研究了鄯善油田不同开发阶段注空气后油藏内原油低温氧化反应过程、相态变化规律及分布特征、油藏能量的变化规律;同时研究了油藏温度、油藏压力和空气注入速度等因素对轻质油藏注空气开发效果的影响,阐明了注空气开发的主要驱油机理,即烟道气驱和附加的热效应,对轻质油藏注空气开发矿场试验具有一定的指导作用。     

吐哈盆地轻质油藏注空气开发机理研究

轻质油藏注空气后，油藏特性会发生一系列的改变，在轻质油藏注空气实验研究的基础上，阐述了轻质油藏注空气后，油藏内物质与能量的运移原理。以鄯善油田为例，运用热采数值模拟手段分析了不同开发阶段注空气后油藏内原油低温氧化反应过程、相态变化及分布特征、油藏能量的变化分布规律。同时，研究了多种因素对油田注气开发效果的影响，阐明了注空气开发的主要驱油机理，对轻质油藏注空气开发进一步研究及矿场试验具有一定的指导作用。     

油藏开发地球化学技术研究的新动态——石油开采过程的地球化学

对注水开发的油田,由于向油层内大量注水,使地层原油粘度增加;注入水在与原油接触时,将溶解一部分地层原油中的轻质组分;注入水使油水乳化。随着注水井开始注水,造成地层的压力升高,从而使原油中轻分子量化合物的含量增加,原油的产量增加;原油可以重新溶解蜡质,使得原油的蜡含量升高;一部分沉淀在大孔隙中的沥青质与一些可溶的沥青质松散地连接,在注入水驱替的过程中,也可以流出,造成生产过程中沥青质含量的增加。火烧油层则与原油的化学组成密切相关 :饱和烃在火烧油层中首先燃烧,在低温阶段释放出大量的热能,影响火烧层的前沿面;到了高温氧化阶段,沥青质发生反应,并释放大量的热能,影响火烧油层的持续性。二氧化碳驱则可能导致沥青质从原油中分离并沉积在油藏中。     

反应时间对加氢残渣油四组分含量和结构的影响

以沙特轻质原油减压渣油（ALVR）为原料,采用高压釜考察了不同反应时间下加氢反应后残渣油的四组分含量及其结构组成变化。结果表明,与未加氢渣油相比,加氢残渣油中的饱和分含量大幅度增加,而芳香分、胶质和沥青质的含量均降低,四组分的H/C原子比和平均相对分子质量均降低,芳碳分率升高。加氢残渣油的四组分含量随反应时间的增加均呈规律性变化。随着加氢反应时间的增加,四组分的H/C原子比和平均相对分子质量降低,芳香分、胶质和沥青质的芳碳分率增加,胶质和沥青质的总环数和芳环数均降低。渣油加氢反应过程中,其四组分均发生了明显的氢解和脱烷基反应,胶质和沥青质结构单元间的各种桥键可发生明显的断裂,导致其结构单元数减少。不同来源和属性的渣油加氢反应后各组分的结构变化有一定区别。     

风城浅层超稠油油藏原位催化改质降黏技术

针对风城浅层超稠油油藏蒸汽吞吐中后期采用微生物、水热催化、气体辅助等降黏方式开采效果均不佳的问题,进行了超稠油催化改质降黏技术研究。通过催化裂解实验分析了风城油田重18井区油样在4.5 MPa、100～220℃条件下使用催化剂和供氢剂后的降黏效果,采用双管并联驱油实验得到了催化改质剂辅助蒸汽驱油效果及原油组分变化。结果表明：220℃时,单独使用催化剂降黏率可达50%,加供氢剂后降黏率可达90%以上;催化改质剂辅助蒸汽驱后原油降黏率可达88.5%,采出油中C25以上组分含量由54.4%降至37%,原油轻质化明显。对1口低产蒸汽吞吐井开展现场试验,实施后周期产油增加387 t,油汽比提高了0.34,取得较好的应用效果。研究表明,原位催化改质降黏技术可促使原油发生不可逆降黏,可大幅度降低稠油黏度,提高开发效果,建议进一步推广应用。     

延长管输原油的组分特征及其析蜡行为

为了研究延长原油不同组分的特征及其析蜡行为,利用柱色谱分离法、傅里叶红外光谱、紫外分光光度法（UV）、差示扫描量热法（DSC）和偏光显微分析等表征方法及手段,将采自延长油田的原油样品分离为13个组分(C1~C13),考察了各极性组分(C2~C13)对饱和烃组分(C1)结蜡行为的影响。结果表明,原油中含有可有效抑制蜡晶析出的组分。C1中分别加入其他不同极性组分(C2~C13)后,其结蜡行为与原油原始状态差异较大;在冷却结晶时,胶质、沥青质组分使C1的蜡晶颗粒数增多,尺寸相对减小,有效地减弱了蜡晶之间的联结强度,削弱了蜡晶缔合形成大块蜡晶聚集体的倾向。     

Fe-Co/SiO_2双金属催化剂上费托合成反应的研究

采用浸渍法制备Fe-Co/SiO2双金属催化剂,考察了不同反应温度、压力、空速下催化剂的反应性能。实验结果表明,在230~300℃的温度范围内,随反应温度升高,催化剂活性提高,甲烷选择性上升,水煤气变换程度逐渐增大,而C2~C4烯烃/烷烃比和C5+选择性下降;压力增加有利于反应活性的提高和重质烃的合成,当压力大于1.5MPa后,CO的转化率、水煤气变换程度、C5+选择性C2~C4烯烃/烷烃比变化不太明显;随空速增加,CO转化率下降,产物中低碳烃含量增加,说明高空速不利于重质烃的生成。XRD结果表明反应前催化剂主要成分为Co3O4和Fe2O3,反应后则为Fe-Co合金。