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油裂解成气实验产率特征及成烃动力学研究

郭春萍  
【摘要】:随着石油地球化学研究的深入和发展,油成气裂解模拟实验方法越来越成为一种广泛应用的实验技术,其重要的理论依据在于有机质热演化的时间-温度补偿原理。借助热压实验可以在实验室内模拟地质体中所经历的物理和化学演化过程,为评价有机质的成烃潜力、研究成烃过程与机理、推导成烃模式及动力学规律提供实验依据和基础资料。 沉积有机质成烃(油、气)的过程可视为热力作用下的化学反应过程,因此,有关反应进行的程度和产物组成及其与温度和时间的关系应该同许多化工反应一样,可由化学动力学方程来定量、动态描述。动力学模型能够更加准确地反映出来油热解过程的微观化学特征。能更加真实地反映出油藏在地质条件下的演化特征。实验所用样品为塔东2井油样、塔中62井油样及新疆混合油样。实验采用限定体系,金管作为带压反应釜。结合样品和产物数据,设定出时间、温度对反应的控制因素,对压力对油成气产物特征的影响进行讨论。并且将产物数据应用到油成气的化学动力学模型的标定中,得到实验的温度-产油率(产气率)关系曲线,各实验点产气率与极限产气率的比值即为各点的成气转化率,由此可得成气转化率-受热温度关系曲线,并将结果应用到地质实际中。 实验探讨了甲、乙、丙烷及总气随压力变化特征。结果表明,温度是油裂解成气的最持续、最有效的因素,但油成气的转化率不仅与温度有关,还与时间、压力、原油的性质等因素有关。压力对石油向天然气转化有抑制作用,而在高温条件下(大于450℃左右),压力的抑制作用将较低温明显,压力越大影响越明显,因此在研究深部天然气的保存条件时,压力的影响不可忽视。并考察了带压条件下油裂解成气的动力学行为,标定了动力学参数。分析了三个油样成气、成甲烷的平均活化能及活化能分布的对比,将其应用到油成气的生烃动力学在研究区,并评价了该地区油裂解成气的强度。


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