[发明专利]低频振动波作用下稠油水热催化裂解实验装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于采油室内稠油水热催化裂解实验技术领域，尤其是涉及一种低频振动波作用下稠油水热催化裂解实验装置及方法。

背景技术

我国稠油资源相当丰富，其中主要分布在辽河、胜利、新疆和河南等油田。目前应用于稠油开采的常规技术是蒸汽吞吐和蒸汽驱法，其工作原理是从地面向油层注入高温蒸汽，利用高温蒸汽携带的热量加热油层，有效地降低了稠油粘度，减少稠油在井筒和孔隙中的流动阻力，使稠油能够合理的得到开发，但是蒸汽热利用率低、采收率不高和稠油离开油层后粘度恢复快等问题，不利于井筒举升。国内外专家学者经过深入研究发现，在蒸汽加热稠油的过程中，稠油中的重质组分可以发生一系列化学反应其中包括脱硫、开环和加氢等即水热裂解反应。若能在注蒸汽的同时，向油层注入一种高效催化剂以及助剂，催化剂可以降低稠油中重质组分的活化能，使重质组分中键能较低的化学键容易断裂，使重质组分向含碳数较少的的轻质组分转化，可以实现永久性地降低稠油的粘度，从而在很大程度上使稠油轻质化，提高了稠油品质，降低了稠油在井筒举升过程中、管道运输和加工中的困难。

稠油注蒸汽层内催化裂解降粘技术具有很高的潜在价值，为稠油超稠油油藏未来高效开发提供了思路。该技术是通过向地层注入催化剂，使稠油中的重质组分就地发生裂解，降低稠油粘度，和常规稠油开采技术相比具有很多优点：首先，该技术可以提高稠油采油率并增加稠油额外储量；其次，稠油粘度降低后，使得稠油在地层中的流动阻力降低，提高了稠油单井产量，延长了蒸汽吞吐的周期；第三，粘度的降低也可以使稠油在井筒和输油管线中的流动阻力减小，节约了举升和储集运输的成本，稠油中杂原子键键能较低，比较容易断裂，因此经过催化裂解后稠油中杂原子含量降低，改善了稠油品质，减轻了炼油厂稠油加工的压力；第四，油层中的孔隙是天然的催化裂解反应容器，储层介质也具有一定的催化作用，与催化剂协同降低稠油粘度；第五，催化剂无毒、无污染，安全可靠；与油层和注入蒸汽有良好的配伍性，不会伤害地层；第六，现场施工工艺简单，在现有的注蒸汽条件下即可进行现场实施等。因此，稠油层内催化裂解降粘技术是一项具有广阔应用前景的稠油开采新技术。但是此项技术还存在着催化剂的作用半径小、裂解后的稠油粘度恢复率高，催化剂不能很好的和稠油接触等缺点。

低频振动波(也称低频谐振波)采油属于物理法采油技术，具有作用面积广，成本低，见效快等优点。将低频振动波应用到稠油层内催化裂解中，通过低频振动波对稠油催化裂解降粘的促进作用，进一步增加催化剂的作用半径，使催化剂与稠油充分接触，可实现稠油在较大范围内的长效降粘，大幅度提高稠油超稠油注蒸汽热力开采的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、安装布设方便、工作性能可靠且水热催化裂解实验效果好的低频振动波作用下稠油水热催化裂解实验装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种低频振动波作用下稠油水热催化裂解实验装置，其特征在于：包括恒温加热装置、内部装有实验溶液的反应罐、对反应罐内所装实验溶液的温度进行实时检测的温度检测单元、对反应罐内所装实验溶液的液体压力进行实时检测的压力检测单元、带动反应罐连同所述恒温加热装置一道连续进行上下振动的电动振动试验台和对所述电动振动试验台的振动加速度进行实时检测的振动加速度检测单元；所述反应罐置于所述恒温加热装置内且其与所述恒温加热装置组装为一体，所述恒温加热装置固定在所述电动振动试验台上，且实验过程中所述恒温加热装置对反应罐内所装实验溶液进行恒温加热并使得所述实验溶液的温度维持在实验设定温度；所述电动振动试验台的振动频率为5Hz～500Hz。

上述低频振动波作用下稠油水热催化裂解实验装置，其特征是：所述恒温加热装置包括由下至上紧固套装在反应罐外侧且内部设置有电加热元件的加热套筒和对所述电加热元件进行控制的温度控制装置，所述温度控制装置与加热套筒相接。

上述低频振动波作用下稠油水热催化裂解实验装置，其特征是：所述反应罐包括上部开口的反应罐体和密封盖装在所述反应罐体上的罐盖，且所述反应罐体与所述罐盖之间通过O形密封圈进行密封。

上述低频振动波作用下稠油水热催化裂解实验装置，其特征是：所述电动振动试验台包括振动台、布设在所述振动台上且带动所述振动台连续进行上下振动的振动发生装置以及与所述振动产生装置相接且对所述振动发生装置进行控制的振动控制器，所述恒温加热装置布设在所述振动台上，所述振动加速度检测单元与振动控制器相接。