[实用新型]一种用于火烧油层物理模拟动力学参数分析的实验装置

说明书

本实用新型涉及的是一种用于火烧油层物理模拟动力学参数分析的实验装置，其空气罐通过管线连接燃烧管，该管线上安装空气出口阀、第一压力传感器、第一流量计，燃烧管通过管线依次连接第一冷凝器、第一液体捕集器、第一干燥器、加热炉，氮气罐通过管线连接加热炉；动力学单元安装在加热炉内，第一热电偶置于加热炉内，第一热电偶连接温度控制器，温度控制器连接计算机；动力学单元出口通过管线经过第二冷凝器、第二液体捕集器、三级过滤器后，连接至气体分析仪，动力学单元出口处设置第二压力传感器，第二级过滤器后设置第三压力传感器、止回阀、第二流量计。本实用新型可得到火烧油层过程中的动力学参数，并对燃烧产生的气体成分进行分析。

技术领域：

本实用新型涉及石油工程和工艺技术领域，具体涉及一种用于火烧油层物理模拟动力学参数分析的实验装置。

背景技术：

火烧油层是一种有效的提高原油采收率方法，属于热力开采技术。它是利用油层本身的部分裂解产物作燃料，通过在地层中直接燃烧产生的热量，降低了地层中原油的粘度，并在热力和其它综合驱动力的共同作用下，实现提高采收率的目的。

火烧油层特别适合于中型和重质原油储油层，以及蒸汽衰竭的油气藏。然而，由于火烧油层过程涉及到多种化学反应，同时伴随着热、质量和动量转移，所以它被认为是物理或数值模拟中最困难的提高采收率方法之一。此外，还没有完全了解火烧油层过程的基本反应动力学和机理，使对于其现场性能预测并不总是准确。

为了了解从介质和轻油中形成的焦炭的热解和氧化行为，提出更真实的模型来模拟火烧油层的真实行为，有必要对采油过程中的油裂解动力学有清楚的认识。火烧油层技术是热膨胀技术的一种，是一种具有明显技术优势和潜力的采油方法，由于火烧油层具有油藏适应范围广、物源充足、采收率高、成本低的优势，所以正在得到越来越广泛和成功的应用，但由于其机理十分复杂，火烧油层工程设计及矿场动态管理上还存在很多问题，特别是对储层中发生的燃烧和驱油过程缺乏直观准确的认识，很难采取有效手段准确判断地下燃烧状况、监测和控制火驱前缘。为了深入研究油层点火过程中的内在机理，往往要借助室内物理模拟实验装置。由于裂解动力学是燃烧过程的主要机理之一，因此有必要了解火烧油层的裂解动力学。通过特定的动力学实验装置分析排出气体成分，以及寻找反应参数，如活化能和表征油的反应性等。通过对动力学模型的分析，可以提高对于油气混合气点火及燃烧现象认识。正确又全面地认识火烧油层技术的过程和机理，是在现场层面大规模使用火烧油层技术的前提和要求。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种用于火烧油层物理模拟动力学参数分析的实验装置，用于模拟在地层注入蒸汽进行火烧油层后排出气体的实验分析，从而确定反应的动力学参数，进而研究提高稠油或沥青采收率的方法和实验装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：这种用于火烧油层物理模拟动力学参数分析的实验装置包括空气罐、氮气罐、燃烧管、加热炉、动力学单元及气体分析仪，空气罐通过管线连接燃烧管，该管线上安装空气出口阀、第一压力传感器、第一流量计，燃烧管通过管线依次连接第一冷凝器、第一液体捕集器、第一干燥器，第一干燥器通过管线连接加热炉，氮气罐通过管线连接加热炉；动力学单元安装在加热炉内，第一热电偶置于加热炉内，第一热电偶连接温度控制器，温度控制器连接计算机；动力学单元出口通过管线经过第二冷凝器、第二液体捕集器、三级过滤器后，连接至气体分析仪，动力学单元出口处设置第二压力传感器，第二级过滤器后设置第三压力传感器、止回阀、第二流量计。

上述方案中第一流量计与燃烧管之间的管线引出分支管线，水浴箱通过该分支管线与燃烧管并联设置在第一流量计与第一冷凝器之间，燃烧管、水浴箱、第一冷凝器分别设置有入口阀，水浴箱通过入水管线连接水泵，入水管线上设置水阀。

上述方案中空气出口阀与第一压力传感器之间的管线上设置第一气体过滤器。