[发明专利]轻质原油低温氧化反应速率的测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轻质原油低温氧化反应速率的测定方法，属油田提高采收率室内实验研究技术领域。

背景技术

在实施轻质油藏高压注空气和注空气泡沫提高采收率项目前，需要进行地层流体实验室研究及数据评价，用以帮助确定、优化操作条件。其中，原油低温氧化反应速率的测定是计算原油氧化反应动力学参数的基础，它的大小不仅关系到空气到达生产井之前能否将氧气充分消耗，氧气浓度降低到临界氧浓度之下，确保生产安全，而且也关系到燃烧前缘自发形成的难易程度，对采收率的提高有重要影响。目前，国内外有文献报道采用压力降法测定原油的低温氧化反应速率，如文章“注空气泡沫低温氧化工艺提高采收率试验”（中国石油大学学报，2009年第4期：94-98）所述，通常在测试时间范围内，空气在地层中的溶解引起的压力降低远远大于由于氧气消耗引起的压力降低，而该方法没有考虑到空气在地层原油中的溶解造成的压力降低以及反应过程中由于气相组分组成改变引起的压力变化，导致该方法测定的反应速率值与实际值偏差过大；同时，由于空气在不同原油中的溶解程度差异，使该方法测定的不同原油氧化反应速率之间缺少可比性。也有文献报道通过监测岩芯流动实验出口产出气组分组成的变化计算低温氧化反应速率，如文章“曹台高凝油注空气低温氧化物模研究”（钻采工艺，2008年第11期：113-115）所述，该方法没有考虑空气在原油中的溶解、岩芯中气相饱和度的变化以及氧气与氮气溶解度的差异对产出气组分组成的影响，测量结果与实际值有较大偏差。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术存在的氧化反应速率测量结果与实际值有较大偏差的缺陷，提供一种可以准确测定轻质原油低温氧化反应速率的测定方法。

本发明所提供的轻质原油低温氧化反应速率的测定方法，按照如下步骤进行：

（1）将现场取回的死油样品转入脱水仪中脱水，脱水合格后备用；

（2）将空气压缩至配样器中，恒温至T_air，恒压至地层压力P_f4小时以上，待用；

（3）将脱水合格的死油样品转入作为反应容器的配样器中，记录转入的原油质量W_oil，恒温至反应温度，恒压至地层压力P_f4小时以上；采用双泵法将准备好的压缩空气转入该配样器中与已转入的死油样品混合，记录转入的压缩空气体积V_air；

（4）将转入原油和空气的配样器恒温恒压至反应温度和压力，搅拌并记录时间t₀；

（5）取样前，用氦气吹扫取样系统至系统中无残留的空气，记录累计反应时间t_m；从配样器中取出体积为V_cm的气顶气，利用气相色谱仪分析气顶气组成；从配样器中取出适量的原油进行单次脱气实验，记录脱气原油的质量W_m和溶解气的体积V_sm，采用气相色谱仪分析溶解气的组成；记录每次取样时的大气温度T_m和大气压力P_m；

（6）重复步骤5至反应结束；

（7）假设脱气原油反应过程中质量保持不变，按以下方法进行计算获取原油的低温氧化反应速率值：

                                  (1)

式中：

n_air       转入反应配样器中的空气的量，mol；

T_air           压缩空气温度，K；

P_f        地层压力，MPa；

Z         温度T _air，压力P_f时空气的偏差因子；

R         摩尔气体常数，8.31451MPa·mL/（mol·K）；

V_air      转入反应配样器中的空气体积，mL。

                (2)

式中：

n_cm      第m次取样时取出的气顶气的量，mol；

V_cm      第m次取样时取出的气顶气体积，mL；

T_m       第m次取样时的大气温度，K；

P_m       第m次取样时的大气压力，MPa。

            (3)

式中：