袁士宝, 赵黎明, 蒋海岩, 程海清

(1.西安石油大学石油工程学院,陕西西安 710065; 2.陕西省油气田特种增产技术重点实验室,陕西西安 710065;3.中国石油辽河油田分公司,辽宁盘锦 124010)

近年来,注空气提高采收率技术得到了国内外学者的广泛关注[1-2]。注空气驱油的反应机制得到了进一步的明晰[3-4],矿场试验成功的关键因素也得到普遍认可[5-8]。原油氧化动力学的研究是注空气提高采收率技术的基础理论[9],学者们在反应动力学参数计算[10-13]和反应阶段[14-17]方面进行了许多探索。但是在利用热重实验分析原油氧化动力学规律时注重反应活化能的求取,而简单地将原油氧化反应级数n设定为0或1[18-19],忽视了反应级数对反应机制方程选取的影响,进而影响动力学参数的确定。笔者基于稠油热重分析(thermal gravity analysis,TGA)实验,首先通过Coats-Redfern积分法对不同氧化反应阶段的反应机制函数差异性进行分析,对各氧化反应阶段的反应机制函数进行计算,深入分析各反应阶段内在机制及动力学参数计算所应注意的问题。

1　原油氧化热重实验

实验采用的油样来自辽河油田,地面脱气原油黏度为1 362.5 mPa·s,常温下油样的密度为0.946 4 g/cm3,胶质沥青质含量为30%～40%,属于典型的普通稠油。

采用德国耐驰热重分析仪进行实验,在不同升温速率3、5和7 ℃/min下进行热重(thermal gravity, TG)分析。进而对原始数据进行等间距抽稀。得到TG曲线和失重速率(derivative thermogravimetric analysis,DTG,即差热重量分析，DTG是TG的二次微分曲线)曲线如图1所示。

图1　不同升温速率下油砂热失重结果对比Fig.1　Comparison of thermal weight loss results of oil sand at different heating rates

在前期研究……