烟道气环境下稠油氧化反应特性研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:bj4587
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近年来注气提高采收率技术越来越多地应用在油田开采中,注天然气、烟道气等方法相比注水技术有很多优势,其中注烟道气采油技术不仅可以增加原油产量还可以减少温室气体排放。但注烟道气采油技术还未大规模应用,烟道气和原油反应机理还存在很多不明之处,因此,研究烟道气和原油反应对于我国油田的实际生产和运行有很重要的意义。本文根据原油氧化研究现状和研究趋势,利用热重分析的方法对稠油和烟道气氧化反应进行了不同影响因素下的对比实验和数据分析,并进行了动力学分析。本文对稠油和烟道气氧化特性进行了详细研究,分析了稠油不同阶段的氧化过程,对比分析了反应气氛中氧气含量、升温速率等因素对稠油氧化过程的影响;计算了稠油氧化特性参数,如挥发份初析温度、着火温度、稳燃特性指数、燃尽温度和燃尽时间等,并分析了氧气含量、升温速率对这些参数的影响。发现增大氧气含量和升高升温速率增大了反应速率,有利于稠油氧化反应。使用单个扫描速率法进行了稠油氧化动力学计算。将稠油与烟气的反应分为5个阶段,除去第一阶段挥发脱水阶段,其他四个阶段分别求得反应最概然机理函数,并计算得到反应活化能和频率因子。对氧化过程中动力学参数的变化以及氧气含量和升温速率对动力学参数的影响进行了分析。数据表明,活化能和频率因子变化保持一致,在一个反应过程中活化能先增加后减小,升温速率增大活化能减小,氧气浓度增大,燃烧阶段活化能减小。采用两种等转化率法计算对比了稠油氧化动力学参数,并与单个扫描速率法结果做对比。计算结果表明Friedman法计算所得活化能略大于FWO法计算结果,单个扫描速率法结果在2、4阶段和等转化率法结果相符,3、5阶段存在一定差别。对求得的活化能和频率因子作图分析发现了动力学补偿效应的广泛存在,进而使用过渡状态理论对补偿效应进行理论解释,最后指出补偿效应的应用。
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