[实用新型]一种高压注空气氧化热效应检测跟踪实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油开发领域的实验装置，尤其涉及一种高压注空气氧化热效应检测跟 踪实验装置。

背景技术

上个世纪80年代起，就地燃烧(insitucombustion)热采技术开始受到广泛的关注并 在部分油田进行了现场应用。就地燃烧技术是首先在地层中注入空气，然后通过点火的方式 使小部分地层原油发生燃烧反应，空气中的氧气被消耗，生成的烟道气能够驱替部分原油， 同时因为燃烧反应大量放热导致地层中的温度上升从而降低地层中稠油的黏度，增加其流动 性。就地燃烧技术的发展使学术界逐渐开始重视沥青质的氧化反应。低温氧化反应作为高压 空气注入地层后原油与氧气所发生的特殊的反应模式，其反应的效果直接关系到点火的成功 机率。沥青质在不断的发生聚合反应，软沥青与氧气发生反应生成沥青质，沥青质进一步被 氧化形成焦炭。形成的焦炭由于含有较低的燃点因此通常被认为是火烧油层能够实现的重要 因素。

当高压注空气技术在轻质油藏的成功应用以后，不点火注空气技术在稠油/超稠油油藏的 可行性开始成为学术界讨论的焦点。在低温氧化的温度区间里(50～350℃)，沥青质的反应 速率并不一样，因此根据反应速率将沥青质的低温氧化分为五个阶段：1)50～150℃，沥青 质与氧气发生反应生成醛、水、二氧化碳、一氧化碳和焦炭；2)150～200℃，醛与氧气进一 步发生反应生成醇、酮和水；3)200～250℃，醛、酮和氧气发生反应生成氢过氧化物、羧酸 和水；4)250～350℃，醇、醛和氧气发生反应生成氢过氧化物、酮和水。

在目前国内外的研究工作中，对于超稠油油藏注空气技术的研究主要集中在原油氧化后 燃料沉积方面。通过先对油藏注入空气氧化稠油，形成燃点较低的焦炭从而增加就地燃烧的 成功率。但是目前国内还没有一套成熟完善的实验装置和方法能够对超稠油在油藏条件下的 氧化进行较好的模拟和分析，传统的轻质原油低温氧化装置在原油注入过程和分析过程中并 没有考虑到高粘度原油的特殊性。因此为了探索研究超稠油与氧气的反应机理，明确不同条 件下的反应模式，本实用新型人凭借多年的理论基础以及设计制造经验，提出一种超稠油油 藏原油氧化燃料沉积的定量分析和表征的实验方法及装置，以弥补目前超稠油油藏注空气室 内研究手段的不足。

目前，国内外在高压注空气氧化热效应检测跟踪实验方法及装置的研究方面开展了大量 的工作，如授权公告号为CN102230940B的《轻质油藏注空气采油原油低温氧化实验方法及装 置》和授权公告号为CN102384970B的《一种轻质原油循环注气低温氧化实验方法及装置》。 上述方法提供了可用于原油注空气氧化实验的装置，在一定程度上满足了原油氧化实验的需 求，但是，对于开展注空气氧化热效应研究现有实验方法及装置仍存在一些不足：1)无法准 确实时计量空气流及空气量，由于定量原油的氧化热效应强弱受氧化进程及空气量的影响， 无法准确研究原油氧化热效应变化规律；2)动态氧化反应过程中无法实现系统压力恒定或空 气流恒定等多种实验条件，不能实现多种条件下的原油氧化热效应研究；3)不能准确检测跟 踪氧化反应过程中的温度、压力变化，温度探针检测的热变化无法反映原油氧化从核心带至 氧化边缘的热效应变化；4)实验整个流程自动化程度不高，无法实现数据的自追踪采集，认 为误差较大；5)不能准确计量氧化反应后气相残余体积，不能实现后续气相、液相的及时处 理和分析。因此，设计一种能克服和减小现有技术的缺陷的实验装置，对于解决现在高压注 空气氧化热效应检测跟踪实验的问题十分必要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高压注空气氧化热效应检测跟踪实验装置，同时能够采 集分析气相和液相性质变化，以保证结果的准确性；并能够提高实验研究的自动化和可靠性 程度。

本实用新型的另一目的在于提供一种高压注空气氧化热效应检测跟踪实验装置，能够实 时检测追踪原油氧化反应过程中热效应的变化，并能够同时检测出原油不同氧化区域中的热 效应情况，以保证热效应检测结果的准确性，同时能够准确计量空气流及空气量，可以设置 恒流或恒压等多种模式，实现多种实验条件下原油热效应情况的研究。

一种高压注空气氧化热效应检测跟踪实验装置，其特征在于，包括注入系统、实验模型 系统、数据采集及控制系统、气相产出系统、液相产出系统、气相分析系统、液相分析系统、 PC控制系统和恒温烘箱；