一种基于四组分模型的稠油裂解转化生焦预测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于四组分模型的稠油裂解转化生焦预测方法，属于油气开采技术领域。该方法包括：S1、稠油被划分为四个组分：饱和分、芳香分、胶质与沥青质，测定各组分在不同条件下的裂解生焦率；S2、基于各组分的裂解生焦率，建立稠油四组分裂解生焦模型；S3、基于待预测稠油各组分特征与四组分裂解生焦模型，预测对应反应条件下稠油的裂解转化生焦率。所述各组分的裂解生焦率是指各组分经过裂解生成的固体剩余物经甲苯浸泡、清洗后的质量比上各组分参与成焦部分的质量。所述裂解为热裂解或氧化裂解。本发明专利技术原理可靠，操作简便，能够简单、快捷、准确地得到不同条件下的任意稠油的生焦率，较传统测试方法具有高效与低成本的优势。较传统测试方法具有高效与低成本的优势。较传统测试方法具有高效与低成本的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于四组分模型的稠油裂解转化生焦预测方法


[0001]本专利技术属于油气开采
，具体涉及一种基于四组分模型的稠油裂解转化生焦预测方法。

技术介绍

[0002]稠油是全球重要的非常规油气资源，稠油的裂解过程一般有热裂解与氧化裂解两种。蒸汽辅助重力泄油技术(SAGD)是目前开采稠油商业化程度最高的技术之一，在原位产生溶剂辅助SAGD技术中，溶剂的生成依靠井下电加热装置加热近井地带油层原油热解产生。然而，稠油的热解往往伴随着焦炭的产生，以新疆风城油田为例，当地层温度上升到300℃以上时，井筒附近的地层会产生大量的焦炭，这些焦炭的堵塞作用会阻碍原油流入井筒，从而影响累计产油量，造成采收率下降。在注空气辅助SAGD技术中，当油层温度在200～300℃注入空气中的氧气会与稠油发生低温氧化反应，该反应也会生成大量的焦炭，这些焦炭会沉积在汽腔边缘，影响汽腔的发育。因此，明确不同稠油在不同条件下的裂解生焦率对于上述相关热采技术的研究具有重要意义。
[0003]目前，稠油裂解转化生焦率一般通过物理实验，结合反应的化学机理，建立反应动力学模型来预测。该方法预测结果较准确，但预测过程较为复杂，耗时耗力。“一种评价重油接触裂化生焦率的方法”(CN110823750A)，虽然通过简单的物理实验快速得到生焦率，但是该方法仅仅是物理实验测得生焦率的方法，并不能预测焦炭的产量。
[0004]稠油一般被划分为四个组分：饱和分、芳香分、胶质与沥青质。大量稠油裂解实验表明，不同稠油的同一种组分以同一种方式裂解的生焦率基本一致，因此结合不同稠油各组分的生焦率，可依据组分含量加权平均预测稠油裂解生焦率。
[0005]基于此，本专利技术提出一种简单、快捷、准确地预测稠油裂解生焦率的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于四组分模型的稠油裂解转化生焦预测方法，该方法原理可靠，操作简便，基于稠油四组分生焦模型对稠油裂解生焦率进行预测，能够简单、快捷、准确地得到不同条件下的任意稠油的生焦率，较传统测试方法具有高效与低成本的优势。
[0007]为达到以上技术目的，本专利技术采用如下技术方案。
[0008]本专利技术通过测定不同条件下饱和分、芳香分、胶质和沥青质的裂解转化生焦率，建立对应反应条件下的四组分生焦模型；基于待预测稠油四组分特征与生焦模型，预测对应反应条件下稠油的裂解转化生焦率。
[0009]一种基于四组分模型的稠油裂解转化生焦预测方法，依次包括以下步骤：
[0010]S1、稠油被划分为四个组分：饱和分、芳香分、胶质与沥青质，测定各组分在不同条件下的裂解生焦率；
[0011]S2、基于各组分的裂解生焦率，建立稠油四组分裂解生焦模型：
[0012][0013]其中，β
Coke
为稠油在不同条件下的裂解生焦率，即产生焦炭质量比上稠油样品质量，％；w
i
为稠油各组分在稠油中的含量，当i等于1、2、3、4时分别对应饱和分、芳香分、胶质、沥青质，％；v
i
为稠油各组分在不同条件下的质量损失率，％；β
i
为稠油各组分在不同条件下的裂解生焦率，％；
[0014]S3、基于待预测稠油各组分特征与四组分裂解生焦模型，预测对应反应条件下稠油的裂解转化生焦率。
[0015]进一步地，所述各组分的裂解生焦率是指各组分经过裂解生成的固体剩余物经甲苯浸泡、清洗后的质量比上各组分参与成焦部分的质量。
[0016]进一步地，所述裂解为热裂解或氧化裂解。
[0017]进一步地，所述不同条件包括升温速率与升温时间，比如但不限于升温速率为5℃/min，升温时间为120min。
[0018]进一步地，所述四组分裂解生焦模型为四组分热裂解生焦模型或氧化裂解生焦模型，模型中代入的是各组分热裂解生焦率，则模型为四组分热裂解生焦模型，代入的是各组分氧化裂解生焦率，则模型为四组分氧化裂解生焦模型。
[0019]进一步地，所述质量损失率为各组分对应的热裂解或氧化裂解过程中蒸发阶段的质量损失率。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术基于实验数据建立不同条件下的四组分生焦模型，能够简单、快捷、准确地预测不同组成稠油在热裂解或氧化裂解时的生焦率，具有可操作性强、适应性强和应用范围广等特点。预测稠油裂解生焦率对于选择稠油油藏开采技术以及确定施工参数等方面有着重要意义，应用该方法可以大幅度提高决策效率，提高油田现场的工作效率。
附图说明
[0022]图1为本专利技术基于四组分模型的稠油裂解转化生焦预测方法的流程示意图。
[0023]图2为模型预测值与实验值对比图(5℃/min,120min)。
具体实施方式
[0024]下面根据附图和实例进一步说明本专利技术，以便于本
的技术人员理解本专利技术。但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，均在保护之列。
[0025]实施例
[0026]一种基于四组分模型的稠油裂解转化生焦预测方法(流程参照图1)，具体步骤如下：
[0027]S1、测定不同条件下的饱和分、芳香分、胶质和沥青质各组分的裂解生焦率，在升温速率为5℃/min，升温时间为120min时，饱和分、芳香分、胶质和沥青质各组分的热裂解生焦率分别为1.6％、3.7％、19.5％和44.8％，饱和分、芳香分、胶质和沥青质各组分的氧化裂
解生焦率分别为10.3％、28.2％、58.1％和89.9％；
[0028]S2、基于各组分生焦率建立四组分热裂解和氧化裂解生焦模型：
[0029][0030]其中，β
Coke
为稠油在不同条件下的裂解生焦率，即产生焦炭质量比上稠油样品质量，％，w
i
为稠油各组分在稠油中的含量，当i等于1、2、3、4时分别对应饱和分、芳香分、胶质、沥青质，％，v
i
为稠油各组分在不同条件下的蒸发阶段的质量损失率，％，β
i
为稠油各组分在不同条件下的裂解生焦率，％；
[0031]S3、基于待预测稠油四组分特征与前述四组分生焦模型，分别预测对应反应条件下稠油的热裂解、氧化裂解转化生焦率。
[0032]如稠油样品A的热裂解蒸发阶段饱和分、芳香分、胶质和沥青质质量损失率分别为87％、37％、13％和0％；在升温速率为5℃/min，升温时间为120min时，四组分热裂解生焦模型中β
i
(i＝1、2、3、4)分别为1.6、3.7、19.5、44.8，四组分氧化裂解生焦模型中β
i
(i＝1、2、3、4)分别为10.3、28.2、58.1、89.9；分别得到在升温速率为5℃/min，升温时间为120min时，稠油样品A的热裂解、氧化裂解转化生焦率分别为7.5％、31.4％。
[0033本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于四组分模型的稠油裂解转化生焦预测方法，依次包括以下步骤：S1、稠油被划分为四个组分：饱和分、芳香分、胶质与沥青质，测定各组分在不同条件下的裂解生焦率；S2、基于各组分的裂解生焦率，建立稠油四组分裂解生焦模型：其中，β
Coke
为稠油在不同条件下的裂解生焦率，即产生焦炭质量比上稠油样品质量，％；w
i
为稠油各组分在稠油中的含量，当i等于1、2、3、4时分别对应饱和分、芳香分、胶质、沥青质，％；v
i
为稠油各组分在不同条件下的质量损失率，％；β
i
为稠油各组分在不同条件下的裂解生焦率，％；S3、基于待预测稠油各组分特征与四组分裂解生焦模型，预测对应反应条件下稠油的裂解转化生焦率。2.如权利要求1所述的一种基于四组分模型的稠油裂解转化生焦预测方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄思源，黄岢，蒋琪，蒋冠辰，
申请(专利权)人：成都川源远景能源科技有限公司成都君辰鑫环能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：