[发明专利]一种利用热重分析仪测量稠油注空气开发燃料沉积量的方法

说明书

本发明公开了一种利用热重分析仪测量稠油注空气开发燃料沉积量的方法，属于石油开采技术领域。本发明的方法包括如下步骤：(1)采用热重分析仪得到原油与空气反应动力学特征曲线；(2)分析所述原油与空气反应动力学特征曲线，以热对流曲线划定温度区间；(3)根据所述温度区间进行试验求得燃料沉积量。本发明的方法只需要利用热重分析仪即可求得燃料沉积量，同时利用了原油注空气开发的原理，实验步骤符合逻辑、计算方法较为简便，完全取代了利用高温驱替反应装置产出气体反推燃料沉积量的方法。

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，具体涉及的是一种利用热重分析仪测量稠油注空气开发燃料沉积量的方法。

背景技术

燃料沉积量是稠油注空气开发过程中非常重要的测量参数，其定义为注空气开发过程中原油裂解的焦炭的量，焦炭即为高温反应提供燃烧的燃料。研究人员可以根据燃料沉积量定量探究原油的氧化特征，可以结合燃料沉积进行数值模拟研究。

目前燃料沉积量的测量主要通过高温反应驱替装置测量，主要测量方法为：将油砂样品置入反应釜中，通入空气燃烧，通过尾端的烟气分析仪测量一氧化碳、二氧化碳等浓度变化，反算出燃料沉积量的值。目前通过高温反应驱替装置测量燃料沉积量的方法较为繁琐，利用产出气体的变化量反算的燃料沉积量较为复杂，计算步骤冗余、计算方式不直观。

发明内容

为了减少燃料沉积量的测量步骤、从注空气开发机理出发，本发明提供了一种利用热重分析仪测量稠油注空气开发燃料沉积量的方法，该方法更直观地给出了燃料沉积量的测定流程，操作步骤少、计算方式简便、重复性高、精确性好。

本发明首先提供了热重分析仪在测量稠油注空气开发燃料沉积量中的应用。

本发明还提供了一种测量稠油注空气开发燃料沉积量的方法，包括如下步骤：

(1)采用热重分析仪得到原油与空气反应动力学特征曲线；

(2)分析所述原油与空气反应动力学特征曲线，以热对流曲线出现明显的波动值时为蒸发区间的截止点和原油次级氧化区间的初始点，记为T1；以不再进行次级氧化反应的温度作为次级氧化的终止点和裂解反应的起始点，记为T2；以开始大量放热的反应温度作为高温氧化反应的初始点，记为T3；

(3)根据步骤(2)所划定的温度区间，进行试验，得到不通入空气时原油升温至T2时的原油质量，记为M2；升温至T3时的原油质量，记为M3；通入空气时原油升温至T2时的原油质量，记为M2”；

采用公式(1)计算得到燃料沉积量M_沉积：

M_沉积＝M2”-M2+M3 (1)。

上述的方法中，步骤(1)中，在通入空气的情况下，将原油在热重分析仪中加热；

具体的，所述空气的通入速率为10～50mL/min；具体可为20mL/min。

所述加热到的最高温度一般为600～800℃；所述加热的到的最高温度视不同粘度油品而定。

所述加热的升温速率为5～10℃/min；具体可为5℃/min。

步骤(1)中，采用空白坩埚和装有原油的坩埚同时进行加热。

上述的方法中，步骤(3)中，所述实验为将原油在热重分析仪中从室温进行升温加热。

具体的，所述升温的升温速率为5～10℃/min；具体可为5℃/min。

上述的方法中，步骤(3)中，测定M2”的步骤如下：在热重分析仪中，先不通入空气将原油由室温加热至T1；然后通入空气，温度升温至T2，保温，得到M2”。