火驱过程中不同温度区间氧化动力学行为及产物分析

发布时间：2020-03-29 22:21

【摘要】：稠油火驱中的热氧化反应的实质是一个包含氧化反应、热裂解反应等多种反应叠加的过程,十分复杂。而之前的对于火驱前后原油的性质演变主要集中在粘度、酸值等宏观性质上,对其分子层面上性质及组成变化的研究较少涉及。本文利用新疆克拉玛依原油,采用零维燃烧池,三维火驱大模型以及流变仪等多种实验方法进行室内火驱的模拟实验,使用多种化学仪器分析手段,如气相色谱(GC-FID)、气相色谱质谱联用(GC-MS)、和傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)等精密化学仪器,对火驱前后稠油的组成进行了详细的分析,对火驱过程中酸值的变化进行了合理的分析。研究结果表明,原油中碱性氮化物和多环芳烃化合物相对稳定,在火驱过程中仅有细微变化,总体上来讲并不影响原油品质或反应历程。而石油中的酸性化合物在反应过程中变化较为显著,并且呈现三段式反应,使用化学分析手段可以检测到以O2类化合物为主的多种含氧酸性化合物,这些化合物导致了火驱后原油在宏观上的酸度变化。为了验证三段式反应,本文采用了燃烧池模拟三维大模型中不同位置、不同温度环境下的燃烧反应,证实了酸度变化过程的准确性,排除了流动场对产物的可能影响。沥青质的变化与低分子质量的化合物略有不同,但是在总体上服从三段规律。
【图文】：

示意图,火烧油层,示意图,火驱

第 1 章绪论（2）通过燃烧一部分流动性较差的重质组分作为热量来源，而在升温过程中，剩余的原油部分重组分通过高温裂解分子变小使得油的品质有了很大的改善；（3）高效率地利用了热能，将不可采的原油进行就地改质，降低了能量的损耗。总的来讲，该开采方法效果好，成本低，发展前景广阔。因此，开展相关室内机理研究，对于揭示火驱开发的物理化学反应机理，改善火驱开发效果具有重要意义。综上所述，火驱中的温度是十分重要的影响因素之一，因此，在本文之后的叙述中，，将温度这一影响因素作为本论文的研究重点。

杂原子化合物,噻吩类,石油,硫化物

中国石油大学（北京）硕士专业学位论文（2）烃类和含硫化合物的主要类型各只有三种，相较之下，含 N、O 杂的化合物分子组成更复杂，大约包含十种不同的种类，种类繁多也增加了分究的难度；（3）含 N、O 杂原子的化合物在油中含量很低，通常是含硫化合物的含五分之一到一百分之一，过低的含量使得这些化合物很难从油中分离出来；（4）含 NO 的化合物与含 N 或含 O 的化合物彼此之间也很难分离[50]。为了解决这些问题，有许多国内外学者进行了大胆创新而又细致严谨的研在研究中发现含 N、O 杂原子的化合物大多都是相对分子质量较低的碱性或化合物。Huggins[51]、Waldo[52]等通过改进的 XANES 法，对众多石油样品及溶质、沥青质等组分进行了分析，Snyder[53]在前人研究[54]的基础上，将原油在的两类主要的含硫化合物——硫醚和噻吩的分布进行了总结，见图 1.2。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE357.44

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