[实用新型]一种超稠原油氧化燃料沉积的实验装置

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，尤其涉及一种超稠油油藏注空气原油氧化燃料沉积的定量分析和表征的实验装置。

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)；2)取样步骤无法分别精确取出烟道气、分离气和分离原油，降低实验的准确性；3)实验装置固定，不能自动混合和模拟不同角度进行实验；

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够很好的模拟油藏条件下超稠油氧化燃料沉积的实验装置，能够对超稠油进行复配至地层条件，通过注入空气使原油与空气在地层条件下发生氧化反应，通过自动旋转系统使得原油和空气在油藏条件下能够充分接触，保证了各类化学反应发生的充分性；同时该系统还能够通过填砂来模拟多孔介质中的原油和空气接触的情况，提高了氧化实验的多样性和可靠性。

一种超稠原油氧化燃料沉积的实验装置，包括配样系统、温度控制系统、实验模型系统、压力控制与注入系统、PC监控系统、取样系统、气相样品分析系统和液相样品分析系统；实验模型系统为装置核心，分别连接温度控制系统、取样系统、配样系统、压力控制与注入系统；压力控制与注入系统连接PC监控系统；取样系统分别连接气相样品分析系统和液相样品分析系统。

所述压力控制与注入系统包括多功能恒压控制泵一、多功能恒压控制泵二、传感器一、传感器二。