[发明专利]基于氧化动力学参数的油藏注空气驱可行性判别方法

说明书

本申请公开了一种基于氧化动力学参数的油藏注空气驱可行性判别方法，根据原油在多个不同升温速率下的氧化特征曲线的分布特征划分三个氧化反应阶段，分别获取三个氧化反应阶段的各自的不同转化率数值，再根据氧化特征曲线，并结合OFW等转化率法的表达式求得三个氧化阶段所对应的活化能，同时根据阿伦尼乌斯方程求得原油在不同氧化阶段的指前因子，再将求得的所述活化能与所述指前因子分别与对应的预设数据进行对比，用以判断油藏注空气驱的可行性。由此，本申请在优化氧化动力学参数模型基础上，求解精确的活化能、指前因子参数，从而为预测油藏注空气驱可行性提供可靠的参考指标。

技术领域

本申请涉及能源开采技术领域，具体地，涉及一种基于氧化动力学参数的油藏注空气驱可行性判别方法。

背景技术

由于空气气源充足、经济性高、注入能力强、具有烟道气驱机理且在地层条件下能够形成低温氧化或高温氧化作用放热改善原油性质等独特优势，近年来空气驱技术逐步引起行业广泛兴趣。轻质油藏空气驱和重质油藏火驱逐渐成为现场试验攻关的前沿技术。轻、重质油藏注空气驱的不同之处主要体现在氧气与地层原油的接触关系不同、氧化作用机理各异。储层条件下的轻质原油可发生中低温自发氧化反应，人工点火高温条件下重质原油可发生燃烧反应。活化能及指前因子等氧化动力学参数是表征注空气驱氧化效果难易程度的重要指标，成为预测油藏注空气驱可行性提供关键参数。

目前常用的氧化动力学计算方法主要包括Coats-Redfern积分法、OFW等转化率法和阿伦尼乌斯方程，但每个方法都有各自的优缺点。其中，Coats-Redfern积分法通过单一升温速率和多种转换函数，获得活化能和指前因子等动力学参数。但该方法仅通过拟合一条TG/DTG曲线的转化率梯度关系来获得氧化动力学参数，结果不够精确。阿伦尼乌斯方程是氧化动力学参数的经典公式，该方法通过单一升温速率下的原油氧化特征曲线，得到活化能与指前因子等动力学参数。然而，从定量角度来看，该方法并不是完全精确的。因为公式中关于活化能与温度无关的假设并不严格，导致氧化动力学参数作图所得的直线经常呈现不同程度的弯曲。Ozawa-Flynn-Wall(OFW)等转化率法由于不必事先选择反应机理函数，不需要热重曲线有精确的记录，且活化能等参数不受升温速率的影响，避免了因此带来的误差，但该方法简化了反应机理函数，给指前因子的计算带来了一定的困难。

综上，由于注空气原油氧化反应机理复杂，所以目前众多的氧化动力学模型计算得出的氧化动力学参数各异，匹配的反应机理模型函数可能并不能完全适用于实际的注空气原油氧化反应过程中。由此，必须在优化氧化动力学参数模型基础上，求解精确的活化能、指前因子等参数，为预测油藏注空气驱可行性提供参考指标。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于氧化动力学参数的油藏注空气驱可行性判别方法，用以解决现有技术中存在的不足。

为达上述目的，本申请提供了一种基于氧化动力学参数的油藏注空气驱可行性判别方法，包括步骤：

S10：通过原油在多个不同升温速率下的氧化特征曲线的分布特征将原油氧化反应划分出三个氧化阶段，三个所述氧化阶段分别为低温氧化阶段、燃料沉积阶段、高温氧化阶段；

S20：获取三个所述氧化阶段中原油的转化率的多个特征数值，并确定单一的所述氧化阶段的特征转化率在其它升温速率实验中对应的特征温度，并计算出原油氧化反应过程中的反应速率值，做出ln(β)随1/T变化的关系图，其中，T表示绝对温度，单位为K；β表示升温速率，单位为℃/min；

S30：根据所述氧化特征曲线，并结合OFW等转化率法的表达式求得三个所述氧化阶段所对应的活化能，同时根据阿伦尼乌斯方程求得原油在不同氧化阶段的指前因子；

S40：将求得的所述活化能与所述指前因子分别与对应的预设数据进行对比，用以判断油藏注空气驱的可行性。

在一种可能的实施方式中，所述步骤S10包括步骤：