Диссертация (1172983), страница 14
Текст из файла (страница 14)
4.22 Диаграмма распределения нормальных алканов в пробах нефтиВ результате закачки водовоздушной смеси из ТГ вытеснялась вода, которая2была проанализирована на определение шести основных ионов: Cl', SO4 , HCO3, Ca2+, Mg2+, Na+, минерализации, плотности и рН воды (табл. 4.12; рис. 4.23).На рисунке 4.6 показана динамика изменения водородного показателявыходящей из ТГ воды на протяжении всего эксперимента.Продолжительность эксперимента, чРис. 4.23 Динамика водородного показателявыходящей из ТГ воды на протяжении эксперимента95В таблице 4.12 приведен шестикомпонентный анализ 2-х проб водной фазы:после 9-ти и 12,5 часов проведения эксперимента.Таблица 4.12 - Шестикомпонентный анализ проб водной фазы№Показатель%-эквмг/л0,009чмгэкв/л0,000,00мг/л%-экв604,8012,5 чмгэкв/л20,161Карбонаты2Гидрокарбонаты1153,0918,9011,182716,1744,5222,523Сульфаты3028,5763,1037,311326,5327,6413,984Хлориды90,462,55231,586,533,305Кальций106,295,301,513,1441,682,081,056Магний87,267,184,2427,822,297Натрий+Калий1657,5272,0742,622173,0194,481,1647,798Общая минерализацияОбщая жесткость,ммоль/дмЗВодородный показатель,ед.
pHТип воды (по Сулину)6123,19169,09100,007121,59197,69100,00910111212,484,374,978,4710,20Гидрокарбонатнонатриевыймутная, коричневатомутная, серо-белого цвета,белого цвета, сосо специфическим запахомспецифическим запахомВ результате протекания окислительных реакций и разложения пирита впроцессе влажного горения керогенсодержащей породы баженовской свитынаблюдается повышенное содержание сульфатов в воде (-3 г/л) и сероводорода вгазе (-0,3%), которые окисляют водную фазу, однако в процессе горенияпроисходит постепенное накопление большого количества золы, являющейсяедкой щелочью, благодаря чему среда меняется на щелочную (изменение pH с4,14 до 8,47) и наблюдается накопление карбонатных и гидрокарбонатных ионов,снижение количества сульфатов и жесткости, а также увеличение общейминерализации.964.5.2.2.
Состав полученного газа при проведении экспериментов на ТГВ процессе экспериментов на ТГ, с периодичностью в один час отбиралисьпробы газа для определения его углеводородного и неуглеводородного составов,компонентный состав которых представлен в таблице 4.13.Таблица 4.13 - Динамика состава углеводородного и неуглеводородного газовКомпонент1чСостав газа от начала закачки воздуха, мол. %2ч3ч4ч5ч6ч7ч8 ч9чСухое горениеH2CH4C2H 6C3H8i"C4H10n-C4Hi0COCO2N2Итого00,070,00300,0140,0110,070,0041,4998,34100,0000,120,0880,0130,0070,0050,0350,00311,7388100,000,20,030,1520,0380,0230,0050,02012,4287,11100,000,252 0,2890,280,361,050,860,069 0,051 0,0840,014 0,013 0,0270,011 0,008 0,0170,003 0,001 0,0020,015 0,006 0,0060,00700,0059,3711,598,3689,986,99 90,36100,00 100,00 100,000,311,630,6150,0880,0380,0060,020,04412,3784,88100,000,3071,270,0890,0210,0150,0030,0120,0038,4389,85100,000,20,320,1080,0160,0090,0010,007011,388,04100,000,2890,980,0470,0100,0050,0010,00205,6293,05100,000,2941,050,1110,0230,0110,0020,00607,8190,69100,000,2940,960,0720,0150,0110,0020,00905,5693,08100,00Влажное горениеH2CH4C2H 6C3H8i - C4H10n-C4HioCOCO2N2Итого0,00000,0700,0520,0280,0080,0240,5733,9695,29100,000,13300,0700,0360,0200,0060,0190,045,2594,43100,000,2210,250,0740,0240,0150,0040,01007,7291,68100,000,238 0,251 0,3040,220,560,980,072 0,070 0,2160,024 0,023 0,0370,013 0,011 0,0160,003 0,002 0,0020,007 0,005 0,0070005,447,26,993,98 91,88 91,54100,00 100,00 100,00В процессе формирования фронта горения, при достижении температуры490°С начинается активное выделение сероводорода, содержание которого растетв процессе как сухого, так и влажного горения до -0,3% мол.
(табл. 4.13). Приэтом концентрация кислорода в выходящих газах полностью отсутствует, чтообусловлено полным его потреблением в процессе окисления.97На рисунке 4.24 показана динамика выхода диоксида углерода из ТГ напротяжении экспериментов по закачке воздуха и водовоздушной смеси.Температура, °С•Сухое горение»Влажное горениеРис. 4.24 Динамика выхода диоксида углерода из ТГ в процессе сухого и влажногогоренияВ первые 2 часа после начала закачки воздуха наблюдается рост количествадиоксида углерода в выходящих газах (рис. 4.24), что свидетельствует обинтенсификации процесса горения.
Максимальное содержание углекислого газа ввыделяющихся продуктах сгорания в процессе закачки, как воздуха, так иводовоздушной смеси составляет, соответственно, 12,4% и 7,81% об. Различия вконцентрации диоксида углерода в газе, полученном при сухом и влажномгорении, объясняются частичной растворимостью углекислого газа в воде.4.5.2.3. Исследование твердой фазы после эксперимента на ТГПосле проведения эксперимента на трубе горения отдельно из каждойсекции трубы извлекаласьоставшаяся твердаяфаза (керновыйматериал,кварцевый песок) и замерялся ее вес.Затем крошка породы и песок экстрагировались хлороформом в аппаратеСокслета и высушивались при температуре 85°С для удаления углеводородных98фракций. Следующий шаг состоял в выдержке твердой фазы при температуре110°С в течение 6 часов, для испарения воды.Процедура удаления высокомолекулярных органических отложений (коксаи/или керогена) заключалась в последующем отжиге песка и крошки породы притемпературе 600°С в муфельной печи, в течение 5 часов.
После каждого шагаманипуляций вес твердой фазы замерялся.В таблицах 4.14 и 4.15 представлена динамика изменения массы образцов сучетомпроделанныхпроцедур(экстракция,испарение,выжигание)послеэкспериментов по сухому и влажному горению.Таблица 4.14 - Динамика изменения массы твердой фазы в процессе ее анализапосле СГ№ секцииПесок 1Порода 2Песок 3Порода 4Порода 5Порода 6Порода 7Песок 8Песок 9Песок 10Песок10-11Песок12-13Песок 14ИтогоМассазагруженногообразца вТГ944,0693,0762,0880,0728,0858,0516,0Массавыгруженногообразца изТГ945,1685,8762,0761,5683,0965,3527,61091,31354,8615,9Масса образцапослеэкстракции исушки при 85°С945,1685,8762,0761,5673,9879,1479,31076,01334,7607,46300,01200,41181,71181,71360,11337,21336,5847,311800,1817,511541,2817,41335,4816,511536,511407,411681,0Масса образцапослеиспарения при110 °С945,1685,8762,0761,5673,7878,1477,81076,01333,8607,1Массаобразцапослеотжига при600 °С945,1667,7762,0747,8645,5835,4457,81073,51333,1606,61181,099Таблица 4.15 - Динамика изменения массы твердой фазы в процессе ее анализапосле ВГ№ секцииПесок 1Порода 2Песок 3Порода 4Порода 5Порода 6Порода 7Песок 8Песок 9-10Песок10-11Песок12-13Песок13-14ИтогоМассазагруженного образцав ТГ850,0910,0741,0860,0708,0800,0849,06128,011846,0Массавыгруженногообразца изТГ845,531046,91650,46862,74675,00820,151028,38808,001576,38845,531041,99650,46862,74675,00787,84931,02794,121549,12Массаобразцапослеиспаренияпри 110 °С845,531039,31650,46862,74675,00787,46929,98794,121547,45Массаобразцапослевыжиганияпри 600 °С845,531024,79650,46836,36647,43742,75880,48793,251545,291262,241237,611237,111235,701293,451256,121255,731254,471269,8712139,11241,5711873,11216,1811841,11216,1811672,7Масса образцапослеэкстракции исушки при 85 °СНа рисунках 4.25 и 4.26 представлено посекционноераспределениевысокомолекулярных соединений и подвижных углеводородов, оставшихся в ТГ,в результате экспериментов по закачке воздуха и водовоздушной смеси.На основании результатов проведенных исследований определено, чтоосновное содержание ВМС и подвижных углеводородов в результате как сухого,так и влажного горения, обусловленное пиролизом керогена и крекингом нефти собразованием кокса, расположено непосредственно перед фронтом горения,(рис.4.25 и 4.26).
При добавлении воды к закачиваемому воздуху теплоемкостьгазовогоагента значительноувеличиваетсяи соответственноповышаетсяскорость переноса теплоты, при этом зоны коксования и вытеснения нефти вслучае влажного горения смещены в направлении движения флюидов (рис. 4.25 и4.26).10040800357003060025500<_Г20400ВеинажречоС15300102005100исам§0ТемэетзтШутзГС о0/ъ \</Л3ъъ<f ^л*<ь л^л^„сР „с?ло;* fOСекции трубы горенияпри сухом горениипри влажном горенииТемпература СГТемпература ВГРис. 4.25 Количество остаточных высокомолекулярных соединений в трубегорения и температурный профиль при закачке "сухого" и влажного воздухассаsoо^G>Q408003060020хиЧки 10жеажрчеоС2000пм>эетзату>тза>04> оУJ<4°^Ь«5О?^N° && ЛЪ ^"у°>Секции ТГпри сухом горенииТемпература СГпри влажном горенииТемпература ВГРис.
4.26 Количество остаточных подвижных углеводородов в ТГ итемпературные профили при закачке "сухого" и влажного воздухаВ различные секции трубы горения перед проведением эксперимента былизаложены 17 образцов породы размером примерно по 3 см, у которых былиизмерены массы до и после проведения процесса окисления в ТГ (табл. 4.16).101Таблица 4.16 - Сравнительный вес образцов до и после эксперимента№секцииТГ234567"Сухое" горениеМассадоопыта,г31,1230,6432,5133,7621,8123,3748,198,6435,2917,7923,0422,9714,6719,2519,9318,43Массапослеопыта, г29,4728,8529,730,5320,220,7746,698,3234,1317,4322,7121,9514,1819,4820,2618,8719,3719,57Влажное горениеКонверсияобразцов всекции, %-5,6-9,1-9,3-3,0+1,4+1,7Масса доопыта, гМассапослеопыта, г24,82*23,34*25,5*24,2*23,323,376,5916,8710,5941,5127,0522,0226,4723,1122,1724,0819,5513,856,3316,1810,1438,0525,6220,7225,3222,6621,4224,724,9623,29Конверсияобразцов всекции, %-28,4-5,8-2,7-2,1*в ходе эксперимента образцы были полностью разрушеныСекции трубы горения45675-30сухое горение• влажное горениеРис.
4.27 Конверсия образцов породы при закачке "сухого" и влажноговоздуха102Благодаря протеканию высокотемпературных окислительных процессов втрубе горения при закачке "сухого" воздуха наибольшую потерю веса составилиобразцы породы из 4-ой секции, до которой дошел фронт горения, в последующихзонах образцы увеличивали свой вес за счет их насыщения нефтью. При закачкевлажного воздуха максимальные потери веса до 28,4 % наблюдаются также в 4-ойсекции и перед фронтом горения в зоне насыщенного пара влажные образцыпороды теряют массу за счет более глубокого преобразованиякерогена.Нагнетаемая с воздухом вода является дополнительным источником водорода и,соответственно, ускоряет преобразование керогена в подвижные углеводороды.Образцы дезинтегрированной твердой фазы, извлеченные из ТГ послепроведения экспериментов по закачке воздуха/водовоздушной смеси, былиисследованы на дифференциальном сканирующем калориметре (ДСК), динамикатепловыделения которых представлена на рисунках 4.28 и 4.29.6.0100150200250300350400450500550600Температура, °С4 секция5 секция6 секция7 секцияРис.
4.28 Количество выделенной теплоты при линейном нагреве образцовтвердой фазы различных секций ТГ в зависимости от температуры (СГ)103Наибольшее количество выделяемой теплоты в низкотемпературной области(до 350°С) предоставили образцы из 7-ой секции, а в диапазоне 350-500°С, гдепроисходит сгорание высокомолекулярных соединений, максимальное количествотеплоты выделили образцы из 5-ой секции, в которой происходит коксование ипиролиз органического вещества.7.0U 6.0нРЗ, 5.0еS35епечлваопп4.03.0ее 2.0Т1.00.0100150200250300350400450500550Температура, °С4 секция5 секция6 секция7 секцияРис. 4.29 Количество выделенной теплоты из образцов твердой фазы различныхсекций ТГ в зависимости от температуры (ВГ)Наибольшее количество выделяемой теплоты, как в низкотемпературнойобласти (до 350°С), так и в диапазоне 350-500°С предоставил образец из 7-ойсекции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
