稠油超稠油熱波耦合催化裂解機(jī)理分析.pdf

1、稠油注蒸汽熱采技術(shù)已經(jīng)成為稠油開(kāi)采的主流技術(shù),在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)由于稠油與蒸汽的密度和粘度差異大,蒸汽容易超覆和指進(jìn),導(dǎo)致波及系數(shù)、驅(qū)油效果和采收率變低。因此,提出了稠油熱波耦合層內(nèi)催化裂解技術(shù),該技術(shù)能夠提高采出油品質(zhì),使稠油永久性降粘。目前國(guó)內(nèi)外研究主要集中在通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)優(yōu)選催化劑體系及確定最佳反應(yīng)條件,并沒(méi)有系統(tǒng)的分析其催化裂解機(jī)理及常用催化離子效果不同的主要原因。本文主要以勝利油田稠油、超稠油為研究對(duì)象,通過(guò)多種分析手段分析油

2、樣物化特性及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),推出所采用稠油樣中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的基本分子結(jié)構(gòu)。分析低頻波作用下稠油催化裂解后的物化特性及分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)比分析降粘率的變化情況,并與裂解前稠油特性對(duì)比,發(fā)現(xiàn)稠油分子中雜原子含量減少,膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的平均分子量大幅度減小,分子結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)鏈及環(huán)狀結(jié)構(gòu)有所減少。根據(jù)變化從量子化學(xué)的角度分析稠油裂解機(jī)理,對(duì)比常用過(guò)渡金屬離子對(duì)稠油分子中雜原子鍵及C-C鍵的影響,模擬其反應(yīng)過(guò)程,利用Materials Studio軟件量化過(guò)渡金

3、屬離子在有效距離范圍內(nèi)對(duì)稠油分子的電荷分布及健級(jí)的影響。綜合分析數(shù)據(jù)可得Cu2+催化效果最好,Fe3+、Cr3+離子的催化效果較差,其余離子中CO2+與Fe2+的催化效果要優(yōu)于Ni2+和Mn2+的催化效果。并利用陰離子相同的過(guò)渡金屬鹽對(duì)稠油樣進(jìn)行催化裂解反應(yīng)實(shí)驗(yàn),降粘效果由強(qiáng)到弱為:Cu2+＞Fe2+＞CO2+＞Ni2+＞Mn2+＞Fe3+＞Cr3+。隨后通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和儀器分析的手段,驗(yàn)證了低頻波對(duì)稠油的物理降粘作用及促進(jìn)催化劑在稠油中