[發明專利]低頻振動波作用下稠油水熱催化裂解實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201210086193.8
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN102628351A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 蒲春生;許洪星;劉靜;吳飛鵬;張兵
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/241
• 分類號: E21B43/241;E21B47/00;E21B47/06;E21B49/00;E21B49/08
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于采油室內稠油水熱催化裂解實驗技術領域，尤其是涉及一種低頻振動波作用下稠油水熱催化裂解實驗裝置及方法。

背景技術

我國稠油資源相當豐富，其中主要分布在遼河、勝利、新疆和河南等油田。目前應用于稠油開采的常規技術是蒸汽吞吐和蒸汽驅法，其工作原理是從地面向油層注入高溫蒸汽，利用高溫蒸汽攜帶的熱量加熱油層，有效地降低了稠油粘度，減少稠油在井筒和孔隙中的流動阻力，使稠油能夠合理的得到開發，但是蒸汽熱利用率低、采收率不高和稠油離開油層后粘度恢復快等問題，不利于井筒舉升。國內外專家學者經過深入研究發現，在蒸汽加熱稠油的過程中，稠油中的重質組分可以發生一系列化學反應其中包括脫硫、開環和加氫等即水熱裂解反應。若能在注蒸汽的同時，向油層注入一種高效催化劑以及助劑，催化劑可以降低稠油中重質組分的活化能，使重質組分中鍵能較低的化學鍵容易斷裂，使重質組分向含碳數較少的的輕質組分轉化，可以實現永久性地降低稠油的粘度，從而在很大程度上使稠油輕質化，提高了稠油品質，降低了稠油在井筒舉升過程中、管道運輸和加工中的困難。

稠油注蒸汽層內催化裂解降粘技術具有很高的潛在價值，為稠油超稠油油藏未來高效開發提供了思路。該技術是通過向地層注入催化劑，使稠油中的重質組分就地發生裂解，降低稠油粘度，和常規稠油開采技術相比具有很多優點：首先，該技術可以提高稠油采油率并增加稠油額外儲量；其次，稠油粘度降低后，使得稠油在地層中的流動阻力降低，提高了稠油單井產量，延長了蒸汽吞吐的周期；第三，粘度的降低也可以使稠油在井筒和輸油管線中的流動阻力減小，節約了舉升和儲集運輸的成本，稠油中雜原子鍵鍵能較低，比較容易斷裂，因此經過催化裂解后稠油中雜原子含量降低，改善了稠油品質，減輕了煉油廠稠油加工的壓力；第四，油層中的孔隙是天然的催化裂解反應容器，儲層介質也具有一定的催化作用，與催化劑協同降低稠油粘度；第五，催化劑無毒、無污染，安全可靠；與油層和注入蒸汽有良好的配伍性，不會傷害地層；第六，現場施工工藝簡單，在現有的注蒸汽條件下即可進行現場實施等。因此，稠油層內催化裂解降粘技術是一項具有廣闊應用前景的稠油開采新技術。但是此項技術還存在著催化劑的作用半徑小、裂解后的稠油粘度恢復率高，催化劑不能很好的和稠油接觸等缺點。

低頻振動波(也稱低頻諧振波)采油屬于物理法采油技術，具有作用面積廣，成本低，見效快等優點。將低頻振動波應用到稠油層內催化裂解中，通過低頻振動波對稠油催化裂解降粘的促進作用，進一步增加催化劑的作用半徑，使催化劑與稠油充分接觸，可實現稠油在較大范圍內的長效降粘，大幅度提高稠油超稠油注蒸汽熱力開采的效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種結構簡單、安裝布設方便、工作性能可靠且水熱催化裂解實驗效果好的低頻振動波作用下稠油水熱催化裂解實驗裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種低頻振動波作用下稠油水熱催化裂解實驗裝置，其特征在于：包括恒溫加熱裝置、內部裝有實驗溶液的反應罐、對反應罐內所裝實驗溶液的溫度進行實時檢測的溫度檢測單元、對反應罐內所裝實驗溶液的液體壓力進行實時檢測的壓力檢測單元、帶動反應罐連同所述恒溫加熱裝置一道連續進行上下振動的電動振動試驗臺和對所述電動振動試驗臺的振動加速度進行實時檢測的振動加速度檢測單元；所述反應罐置于所述恒溫加熱裝置內且其與所述恒溫加熱裝置組裝為一體，所述恒溫加熱裝置固定在所述電動振動試驗臺上，且實驗過程中所述恒溫加熱裝置對反應罐內所裝實驗溶液進行恒溫加熱并使得所述實驗溶液的溫度維持在實驗設定溫度；所述電動振動試驗臺的振動頻率為5Hz～500Hz。

上述低頻振動波作用下稠油水熱催化裂解實驗裝置，其特征是：所述恒溫加熱裝置包括由下至上緊固套裝在反應罐外側且內部設置有電加熱元件的加熱套筒和對所述電加熱元件進行控制的溫度控制裝置，所述溫度控制裝置與加熱套筒相接。

上述低頻振動波作用下稠油水熱催化裂解實驗裝置，其特征是：所述反應罐包括上部開口的反應罐體和密封蓋裝在所述反應罐體上的罐蓋，且所述反應罐體與所述罐蓋之間通過O形密封圈進行密封。

上述低頻振動波作用下稠油水熱催化裂解實驗裝置，其特征是：所述電動振動試驗臺包括振動臺、布設在所述振動臺上且帶動所述振動臺連續進行上下振動的振動發生裝置以及與所述振動產生裝置相接且對所述振動發生裝置進行控制的振動控制器，所述恒溫加熱裝置布設在所述振動臺上，所述振動加速度檢測單元與振動控制器相接。