[實(shí)用新型]一種用于火燒油層物理模擬動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析的實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821159562.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208473826U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙法軍;張宇飛;吳艷平;王大衛(wèi);田哲熙;李凱欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B43/243
• 分類號(hào): E21B43/243;E21B49/00
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所 23118
• 代理人: 曹愛(ài)華

本實(shí)用新型涉及的是一種用于火燒油層物理模擬動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析的實(shí)驗(yàn)裝置，其空氣罐通過(guò)管線連接燃燒管，該管線上安裝空氣出口閥、第一壓力傳感器、第一流量計(jì)，燃燒管通過(guò)管線依次連接第一冷凝器、第一液體捕集器、第一干燥器、加熱爐，氮?dú)夤尥ㄟ^(guò)管線連接加熱爐；動(dòng)力學(xué)單元安裝在加熱爐內(nèi)，第一熱電偶置于加熱爐內(nèi)，第一熱電偶連接溫度控制器，溫度控制器連接計(jì)算機(jī)；動(dòng)力學(xué)單元出口通過(guò)管線經(jīng)過(guò)第二冷凝器、第二液體捕集器、三級(jí)過(guò)濾器后，連接至氣體分析儀，動(dòng)力學(xué)單元出口處設(shè)置第二壓力傳感器，第二級(jí)過(guò)濾器后設(shè)置第三壓力傳感器、止回閥、第二流量計(jì)。本實(shí)用新型可得到火燒油層過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并對(duì)燃燒產(chǎn)生的氣體成分進(jìn)行分析。

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及石油工程和工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于火燒油層物理模擬動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

火燒油層是一種有效的提高原油采收率方法，屬于熱力開(kāi)采技術(shù)。它是利用油層本身的部分裂解產(chǎn)物作燃料，通過(guò)在地層中直接燃燒產(chǎn)生的熱量，降低了地層中原油的粘度，并在熱力和其它綜合驅(qū)動(dòng)力的共同作用下，實(shí)現(xiàn)提高采收率的目的。

火燒油層特別適合于中型和重質(zhì)原油儲(chǔ)油層，以及蒸汽衰竭的油氣藏。然而，由于火燒油層過(guò)程涉及到多種化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)伴隨著熱、質(zhì)量和動(dòng)量轉(zhuǎn)移，所以它被認(rèn)為是物理或數(shù)值模擬中最困難的提高采收率方法之一。此外，還沒(méi)有完全了解火燒油層過(guò)程的基本反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和機(jī)理，使對(duì)于其現(xiàn)場(chǎng)性能預(yù)測(cè)并不總是準(zhǔn)確。

為了了解從介質(zhì)和輕油中形成的焦炭的熱解和氧化行為，提出更真實(shí)的模型來(lái)模擬火燒油層的真實(shí)行為，有必要對(duì)采油過(guò)程中的油裂解動(dòng)力學(xué)有清楚的認(rèn)識(shí)。火燒油層技術(shù)是熱膨脹技術(shù)的一種，是一種具有明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)和潛力的采油方法，由于火燒油層具有油藏適應(yīng)范圍廣、物源充足、采收率高、成本低的優(yōu)勢(shì)，所以正在得到越來(lái)越廣泛和成功的應(yīng)用，但由于其機(jī)理十分復(fù)雜，火燒油層工程設(shè)計(jì)及礦場(chǎng)動(dòng)態(tài)管理上還存在很多問(wèn)題，特別是對(duì)儲(chǔ)層中發(fā)生的燃燒和驅(qū)油過(guò)程缺乏直觀準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，很難采取有效手段準(zhǔn)確判斷地下燃燒狀況、監(jiān)測(cè)和控制火驅(qū)前緣。為了深入研究油層點(diǎn)火過(guò)程中的內(nèi)在機(jī)理，往往要借助室內(nèi)物理模擬實(shí)驗(yàn)裝置。由于裂解動(dòng)力學(xué)是燃燒過(guò)程的主要機(jī)理之一，因此有必要了解火燒油層的裂解動(dòng)力學(xué)。通過(guò)特定的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置分析排出氣體成分，以及尋找反應(yīng)參數(shù)，如活化能和表征油的反應(yīng)性等。通過(guò)對(duì)動(dòng)力學(xué)模型的分析，可以提高對(duì)于油氣混合氣點(diǎn)火及燃燒現(xiàn)象認(rèn)識(shí)。正確又全面地認(rèn)識(shí)火燒油層技術(shù)的過(guò)程和機(jī)理，是在現(xiàn)場(chǎng)層面大規(guī)模使用火燒油層技術(shù)的前提和要求。

發(fā)明內(nèi)容：

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于火燒油層物理模擬動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析的實(shí)驗(yàn)裝置，用于模擬在地層注入蒸汽進(jìn)行火燒油層后排出氣體的實(shí)驗(yàn)分析，從而確定反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而研究提高稠油或?yàn)r青采收率的方法和實(shí)驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：這種用于火燒油層物理模擬動(dòng)力學(xué)參數(shù)分析的實(shí)驗(yàn)裝置包括空氣罐、氮?dú)夤蕖⑷紵堋⒓訜釥t、動(dòng)力學(xué)單元及氣體分析儀，空氣罐通過(guò)管線連接燃燒管，該管線上安裝空氣出口閥、第一壓力傳感器、第一流量計(jì)，燃燒管通過(guò)管線依次連接第一冷凝器、第一液體捕集器、第一干燥器，第一干燥器通過(guò)管線連接加熱爐，氮?dú)夤尥ㄟ^(guò)管線連接加熱爐；動(dòng)力學(xué)單元安裝在加熱爐內(nèi)，第一熱電偶置于加熱爐內(nèi)，第一熱電偶連接溫度控制器，溫度控制器連接計(jì)算機(jī)；動(dòng)力學(xué)單元出口通過(guò)管線經(jīng)過(guò)第二冷凝器、第二液體捕集器、三級(jí)過(guò)濾器后，連接至氣體分析儀，動(dòng)力學(xué)單元出口處設(shè)置第二壓力傳感器，第二級(jí)過(guò)濾器后設(shè)置第三壓力傳感器、止回閥、第二流量計(jì)。

上述方案中第一流量計(jì)與燃燒管之間的管線引出分支管線，水浴箱通過(guò)該分支管線與燃燒管并聯(lián)設(shè)置在第一流量計(jì)與第一冷凝器之間，燃燒管、水浴箱、第一冷凝器分別設(shè)置有入口閥，水浴箱通過(guò)入水管線連接水泵，入水管線上設(shè)置水閥。

上述方案中空氣出口閥與第一壓力傳感器之間的管線上設(shè)置第一氣體過(guò)濾器。