纳米铜催化裂解超稠油改质降黏实验研究

以纳米铜和供氢剂为主要裂解剂,对辽河油田超稠油开展催化裂解改质降黏实验,在纳米铜质量分数为0.05％、供氢剂质量分数为0.1％、反应温度为180～270℃的条件下反应24 h,超稠油的黏度(50℃)从1.55×105 mPa·s降为2122～6684 mPa·s,降黏率达到95.69％～98.63％.原油的族组分分析表...     

新疆重18区超稠油火驱燃烧特性物理模拟研究

超稠油资源量大可以作为稠油开发的接替资源。火驱技术是提高原油采收率的重要方法之一,室内实验证明,其采收率可达到70%~80%,有望作为超稠油开发的接替技术。本文以新疆凤城重18区蒸汽吞吐后的原油为研究对象,进行了一维燃烧管物理模拟实验,求取超稠油火驱燃烧基础参数,并对超稠油燃烧特性和火驱燃烧前缘传播的稳定性进行了分析。实验中求得视H/C原子比为1.27,燃烧过程中高温氧化反应起主导作用;燃料沉积量为26.64 kg/m~3,火驱前缘趋于稳定。火驱实验驱油效率达到91%,空气油比为1 022 m~3/t,具有较高的驱油效率和较低的空气油比。     

超稠油裂解改质降黏实验

稠油的改质降黏是指在非催化裂解的反应条件下,稠油烃类可以进行分解、异构化、芳构化、氢转移、叠合和烃化等多种反应,其中最主要的反应是分解反应(如断侧链、断环、脱氢等裂解反应)。改质降黏过程中裂化转化率与反应温度、反应时间相关。改质稠油的黏度的变化主要与裂化转化率有关,也就是说,在不同温度下,只要裂化转化率接近,减黏稠油的黏度基本接近,减黏稠油的黏度随裂化转化率的提高而降低。在实验条件下,200～350℃馏分的生成速率最大,对于一般的20%左右的裂化转化率而言,490℃以下时轻质馏分显著增多,490℃以上时轻质馏分显著降低。在裂化转化率低于25%,甲苯不溶物含量小于0.2%,满足一般减黏过程对缩合反应的控制要求。     

火驱高温与低温氧化转换界限研究

火驱存在原油低温氧化和高温氧化2种燃烧状态,针对低温氧化过程不稳定、热效率低、采出程度低等问题,以杜66块火驱为研究对象,开展了室内物理模拟和数值模拟实验,通过耗氧量及不同组分尾气数据的历史拟合,建立了火驱反应动力学模型,构建了基于火驱前缘初始温度、通风强度的高温与低温氧化转换界限图版。研究表明:高温氧化下,杜66块原油视H/C原子比为0.5～2.0,CO/CO₂体积比为0.13～0.40;低温氧化过程燃烧不稳定,易熄灭;杜66块火驱高温与低温氧化的临界前缘初始温度和通风强度分别为280 ℃、1.0 m³/(m²·h),低于或接近临界值将面临转入低温氧化甚至熄火风险;基于杜66块火驱提出了维持最低通风强度、分层火驱等开发对策。该研究为火驱油藏工程设计提供了理论依据。     

辽河油田超稠油脱水温度优化实验

以辽河油田杜229+84 超稠油区块的油样为实验对象,研究了超稠油的原油密度、粘度、混合原油乳状液密度、粘度、乳状液膜压及混合原油脱水水滴沉降速度等与温度的变化关系;分析了温度对超稠油脱水速度的影响。实验结果表明,温度升高,混合原油及其乳状液的密度、粘度均减小,原油与脱出水密度差先增加后减小,水滴在介质(原油)中沉降速度增加,稠油乳状液膜压降低,升高温度有利于加快超稠油的脱水速度;油水密度差在70~95℃增加幅度最大,原油及其乳状液粘度的减小幅度最大。综合考虑经济因素,超稠油最佳破乳脱水温度为80~95℃。     

乙烷氧化裂解制乙烯

】乙烷氧化裂解制乙烯与传统的热裂解制乙烯相比,变吸热反应为放热反应,降低了能耗。乙烷氧化裂解制乙烯适宜的反应条件为：温度８００ ～８５０ ℃;原料气停留时间１－０ ～１－５ ｓ ;ｎ（Ｃ２ Ｈ６）／ ｎ（Ｏ２） ＝ ２ ;惰性气体摩尔分数为５０ ％～７０ ％ ;乙烷转化率可达９３－６ ％ ,乙烯选择性为６２－６ ％ ,乙烯收率达５８－６ ％ 。     

超稠油水热催化裂解反应前后性质变化

为了更好地应用水热催化裂解技术对稠油进行开采,明确稠油性质变化的本质,对胜利油田超稠油进行微乳液纳米镍催化降黏剂水热催化裂解实验研究。实验结果表明,水热催化裂解反应后,稠油黏度大幅度降低,稠油中胶质、沥青质的含量下降,硫含量大幅降低,氮含量略减少。稠油氢碳原子比增加,平均分子质量减小。族组分中沥青质的平均分子质量减小幅度最大,说明沥青质裂解对稠油黏度的降低和平均分子质量的减小起到了关键作用。该研究为日后稠油水热催化裂解降黏技术的推广提供了技术参考。     

注空气轻质原油低温氧化油气组分变化研究

运用气相色谱、红外光谱等测试分析手段,对大庆油田油样低温氧化后气体组成和油样族组分组成变化规律的研究结果表明,反应后气体中氧气含量降低,同时生成一氧化碳、二氧化碳等气体,反应后油样中增加了羟基、羧基、醚键等官能团.油样族组分的变化与温度有关:150℃之前,主要是饱和烃、芳香烃与氧气发生低温氧化反应转化成胶质、沥青质;150℃之后,将有部分胶质、沥青质发生裂解反应,饱和烃、芳香烃含量又随着温度的升高而增大,胶质、沥青质含量则降低.     

低温氧化原地固砂实验

前　言出砂是困扰未固结油藏开发的难题。砂进入井筒可导致各种各样的问题 ,如侵蚀阀门和管线、阻塞生产尾管以及在分离器内聚集 ,每年由于出砂带来的清洗和修理工作而损失的收益使企业蒙受了巨大的损失。此外 ,在高压气井中 ,生产设备上未被发现的侵蚀可能会造成重大的安全事故。因此 ,在过去的 6 0ａ防砂技术的研究倍受关注。常用的防砂方法有机械方法 (砂屏法、过滤法、割缝衬管和砾石充填法 )、化学剂法 (塑料固砂法 )以及用特殊的完井和开采工艺来减少或阻止出砂。现有的防砂方法均有其内在的缺陷 :在机械方法中 ,下衬管和充填砾石需要…     

高丙烯低生焦催化裂解催化剂的工业应用

中国石化石油化工科学研究院开发的新一代高丙烯、低生焦的催化裂解专用催化剂DMMC-3在中海石油宁波大榭石化有限公司催化裂解装置上进行了工业应用.标定结果表明,在催化裂解原料性质和操作工况基本相当的情况下,与上一代DMMC-2催化剂相比,在DMMC-3催化剂作用下丙烯收率增加0.56百分点,液化气中的丙烯体积分数增加1....     

Coking behavior and kinetics study of a catalytic in-situ combustion process for heavy oil

Coke formation is one of the key factors that determine the success and the economy of an ISC project. The isoconversional method is employed to study kinetics of heavy oil low temperature oxidation and pyrolysis where coke is formed based on a set of experimental data. The activation energies of low temperature oxidation and pyrolysis are lowered by 9.741?kJ/mol and 17.030?kJ/mol upon adding α · Fe₂O₃ catalyst, respectively. More coke is produced with increasing temperature, extended reaction time and the increasing fraction of O₂. The coke amount can be reduced by adding α · Fe₂O₃ catalyst.     

生物质热解油提质及其氧化动力学分析

采用732型阳离子交换树脂为催化剂,通过预处理和催化酯化工艺对生物质热解油提质处理,获得精制生物油,分析比较生物质热解油提质前后的组分、低热值、黏度与pH值等燃料特性参数,并基于热重实验研究提质前后生物质热解油的氧化和燃烧特性。结果表明：对于100 mL粗制生物油,最佳的催化酯化反应条件为油/醇体积比2/1、催化剂用量8 g、反应温度50 ℃。GC MS检测结果表明,经过酯化工艺,粗制生物油的酯类和酮类组分分别增加了824%和310%,而酸类、酚类、大分子醚类等组分分别下降了858%、180%、366%。与生物质热解油相比,精制生物油的pH值升高至57,低热值增加75%,黏度降低101%。在空气氧化氛围热重条件下,与生物质热解油相比,精制生物油的起始质量损失温度滞后61 ℃,但其在高温氧化阶段的平均氧化速率提高65%,因而终了质量损失温度提前53 ℃。依据生物质热解油提质前后的氧化反应动力学特性,将其热重条件下的挥发氧化质量损失分为失水蒸发、慢速分解、快速燃烧和碳化等4个一级反应过程,精制生物油在失水蒸发阶段比生物质热解油挥发所需的活化能略高,但在慢速分解、快速燃烧和碳化阶段比生物质热解油挥发所需的活化能低,综合整个氧化燃烧过程可见精制生物油更易氧化和燃烧。     

石油馏份蒸汽裂解结焦动力学

在可连续测量石油烃水蒸汽热裂解结焦速度的流动积分反应装置上,研究了石脑油和轻柴油结焦速度与温度、烃分压和动力学裂解深度的关系,小试与工业炉的结焦过程,给出了结焦模型。结果表明,同小试一样,工业炉的结焦反应也为反应控制。结焦反应的活化能随原料的芳烃指数增大而变小。结焦速度与结焦母体随裂解深度的变化表明,在低裂解深度下,原料和焦油中的芳烃是主要结焦母体,在高裂解深度下,二次反应生成的“缩聚物”是主要结焦母体。     

注空气开发中地层原油氧化反应特征

通过分析中国不同类型油藏注空气开发的技术优势,依据室内实验和现场试验的研究成果,阐述了轻质油和稠油不同氧化阶段的氧化反应特征。研究认为,不同氧化阶段地层原油的氧化反应特征存在明显差异：在中低温氧化阶段,氧气直接与原油接触,温度越高氧化反应越强;无论轻质油还是稠油,高温氧化阶段氧化反应的主要对象是焦碳而不是原油。进一步提出了划分轻质油和稠油氧化反应4个阶段的温度区间,轻质油比稠油中温氧化反应的起始温度低,放热量大,轻质油比稠油更容易诱发氧化反应;轻质油高温放热峰值（8.06 mW/mg）略高于中温放热峰值（6.42 mW/mg）,而稠油高温放热峰值却是中温放热峰值的5倍,稠油注空气火驱开发应该以实现高温氧化为主要目标。因此,根据油藏温度和油品性质等关键指标可选择空气驱或火驱等注空气开发方式：当油藏温度小于120℃时,由于氧化放热不明显,为了避免注空气开发的爆炸风险,应以减氧空气驱有效补充地层能量的开发方式为主;当油藏温度大于120℃时,在油藏条件下原油就可发生明显的氧化反应,此时可实施不减氧空气驱,充分利用原油氧化反应放热提高采收率;对于油藏温度小于120℃的稠油油藏,可通过电加热器等人工手段实现高温点火,进行高温火驱开发。     

中原油田轻质油藏注空气低温氧化反应机理研究

空气泡沫驱油技术是提高采收率的有效方法之一。为研究空气与中原油田地层原油的低温氧化反应机理,开展了空气-地层原油体系相态特征分析、低温氧化反应动力学测定、低温氧化反应影响因素和低温氧化反应区间及途径的实验研究。结果表明:胡状原油单次脱气体积收缩率为10.1126%,在90℃下的饱和压力为6.36MPa,温度从90℃增至150℃、压力为23.5 MPa时,原油体积增加5.49%。油藏条件（90℃、23 MPa）下,胡状原油能溶解其自身体积9.07%的空气量,体积膨胀3.68%。原油与空气发生的低温氧化反应为一级反应,反应速率常数为5.1×10^-3h^-1,活化能为81.9kJ/mol,指前因子为2.85×10⁹h^-1,活化能较大,反应活性较低。原油具有较强的氧气消耗能力,在96 d内消耗自身体积2.4倍空气中的氧气,充分反应后,原油脱出溶解气中的氧气体积分数不超过3%。升高温度、压力、加入黏土及地层水均可促进氧化反应进行,其中温度是最主要因素。低温氧化反应后,饱和分和芳香分相对含量降低,而胶质和沥青质及氧元素相对含量升高。原油低温氧化反应分为加氧反应和断链反应两步。     

从结焦处理看重质油裂解工艺

目前 ,世界乙烯产量的 99%左右都是由管式炉裂解过程生产的。该工艺具有技术成熟、结构简单和乙烯收率高等特点 ,同时也存在一些不足 ,其中最为严重的是管壁结焦 ,从而导致反应器压降增大、传热效率降低以及需要非定期停车清焦等问题。由于这种对结焦的强烈敏感性 ,使得它不能用来处理重质油 ,裂解原料受到很大限制。我国原油一个普遍存在的特点是轻油含量少 ,直馏石脑油和轻柴油一般只占原油的 3 0 %左右。某些油品 ,例如大庆原油 ,它的密度并不大 ,但是轻组份含量却不高 ,这主要是由于含蜡量较高造成的。而另一方面 ,我国原油中减压柴油 (…     

注空气开采过程中稠油结焦量影响因素

通过建立油藏高温、高压反应模拟实验装置,物理模拟了稠油注空气开采过程中焦炭的生成过程,研究了反应气氛、温度、压力以及空气通风强度对稠油生焦量的影响。研究表明：在空气气氛下,原油低温氧化显著促进了焦炭生成,5 MPa反应压力下,每克稠油最高焦炭生成量为0.375 g,是氮气气氛下最高生焦量的2.5倍,焦炭初始生成温度受低温氧化影响比氮气条件降低了近200℃。随压力升高,加剧的低温氧化反应提高了焦炭生成量,但是5 MPa后压力影响不再显著。随空气通风强度增加,生焦量并非持续增加,而是在33.4 N·m³/（m²·h）附近存在极值。进一步对比分析了焦炭的高温氧化消耗与原油组分蒸馏失重对焦炭生成量的影响。其结果表明,焦炭氧化是空气气氛下温度自225℃升高至300℃过程中焦炭净生成量减少的主要原因。在氮气气氛下,随温度升高至450℃,加剧的原油热解缩聚反应增加了生焦量,但温度进一步升高引起焦炭自身热解失重,生焦量降低。另外,实验还发现,当温度超过200℃时,反应管内油砂中心温度超过外壁面加热控制温度。分析表明,超温现象由原油组分的低温氧化和部分活性较强的焦炭高温氧化引起,因此该稠油存在油层自燃点火的应用潜力。     

轻柴油裂解结焦抑制剂的研究

在一套连续管式反应器中对轻柴油的裂解结焦抑制剂进行了研究。结果表明噻唑能有效抑制轻柴油的结焦,并可促进轻柴油裂解,提高烯烃收率。     

稠油油藏火驱取心井高温氧化区带识别方法

为了准确识别火驱取心井的高温氧化区带,利用杜66块曙1-46-K037取心井的岩心对原油的族组分、饱和烃、官能团、有机元素和储层的碳酸盐矿物、黏土矿物开展分析。研究表明：受火驱高温作用的影响,高温氧化区带内原油族组分中的饱和烃与芳烃含量增加,非烃与沥青质含量降低;饱和烃气相色谱图中主峰碳降低,轻重比增加,红外光谱中的含氧度增加,有机元素中H/C原子比增加。由于高温条件下矿物存在热分解和相互转化,在高温氧化区带,储层中的碳酸盐矿物(白云石、方解石、菱铁矿)含量降低,黏土矿物中的高岭石、伊利石、绿泥石含量升高,伊蒙混层含量降低。利用原油的特征参数判识的高温氧化区带要窄于利用储层矿物特征判识的高温氧化区带。该研究探索了火驱开发过程原油和储层矿物的变化规律,完善了利用取心井识别高温氧化区带的技术方法。