一种利用超临界水的稠油原位制氢装置及方法

本发明涉及石油与天然气实验装置，具体为一种利用超临界水的稠油原位制氢装置及方法。

背景技术：

1、化石燃料在未来几十年仍将是主要能源，且轻质油资源储量在不断下降，因此急需开发可替代的化石资源，由于稠油资源丰富，稠油总体含量约占世界石油总储量的70％，因此急需一种高效的开发稠油资源的方式。氢气因其零污染、热值高的特点被作为代替化石能源的最佳选择，并且能够解决大量化石能源消耗产生二氧化碳的问题。目前氢气主要用于化工领域，化石燃料产生的氢气占了将近80％，现有技术中，利用原油氧化实现甲烷气化重整技术，产生氢气，但会产生大量二氧化碳以及需要消耗大量热量才能进行反应。

2、稠油原位制氢作为一种行之有效的方法，不仅能开采稠油资源还能埋存二氧化碳，但是在油藏下实现原位制氢没有先行者，急需室内实验指导稠油开发，使之开发效率提升。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种利用超临界水的稠油原位制氢装置及方法，用于研究利用超临界水的稠油原位制氢的机理，以及稠油原位制氢的影响因素，如温度、含氧量、催化剂、反应时间等。

2、本发明采用的下述的技术方案：

3、一种利用超临界水的稠油原位制氢装置，包括注入系统，反应器模块，油水分离系统以及样品分析系统。

4、注入系统包括供氧模块和原料供应模块，两模块通过b六通阀(5)连接在反应器模块入口，为反应器模块提供氧气以及反应原料，反应器出口通过回压阀(20)连接油水分离系统，用于对反应产物的油水分离，所述样品分析系统对样品进行分析。

5、所述反应器模块包括反应器，反应器出口设置有回压阀，反应器内部设置有压力传感器(12)，(19)用于实时检测压力变化，反应器内部设有三个温度探头(15)、(16)、(17)，用于测定油藏温度变化，均与电脑(18)连接，反应器外部设有电磁加热器(13)，用于加热反应器使水达到超临界状态。

6、本技术方案的进一步优选，所述注入系统中的供氧模块包括依次连接的空压机(6)、空分机(7)、制氧机(8)、增压泵(9)、a气体流量计(10)以及单向阀(11)；供氧模块包括不限于高压气体注入泵、制氧机。

7、本技术方案的进一步优选，所述注入系统中的原料供应模块包括依次连接的恒流泵(1)、a六通阀(2)、中间容器(3)以及控制阀(4)，中间容器用于储存待注入原料，每个中间容器入口与a六通阀(2)连接，出口与b六通阀(5)连接。

8、本技术方案的进一步优选，所述油水分离系统包含油水分离器(21)、b气体流量计(22)气体收集袋(23)以及量筒(24)。

9、本技术方案的进一步优选，所述样品分析系统包含气相分析模块和油相分析模块，气相分析模块包括气相色谱和质谱分析仪，油相分析模块包括油相色谱、元素分析仪、红外光谱。

10、本技术方案的进一步优选，所述装置在可视化状态下可掌握反应器的安全状况，待温度、压力达到临界值时可最快做出处理，保障整个实验过程的安全。

11、本发明的有益效果是：

12、(1)本发明能够用于超临界水对于稠油原位制氢的机理研究，对现场稠油油藏产氢具有重要意义。

13、(2)通过在线驱替实验，可以直观的反映模拟地层中稠油油藏发生的压力温度变化。

技术特征：

1.一种利用超临界水的稠油原位制氢装置，其特征在于，包括注入系统、反应器模块、油水分离系统以及样品分析系统；

2.根据权利要求1所述的一种利用超临界水的稠油原位制氢装置，其特征在于，所述注入系统中的供氧模块包括依次连接的空压机(6)、空分机(7)、制氧机(8)、增压泵(9)、a气体流量计(10)以及单向阀(11)。

3.根据权利要求1所述的一种利用超临界水的稠油原位制氢装置，其特征在于，所述注入系统中的原料供应模块包括依次连接的恒流泵(1)、a六通阀(2)、中间容器(3)以及控制阀(4)，中间容器用于储存待注入原料，每个中间容器入口与a六通阀(2)连接，出口与b六通阀(5)连接。

4.根据权利要求1所述的一种利用超临界水的稠油原位制氢装置，其特征在于，所述油水分离系统包含油水分离器(21)、b气体流量器(22)、气体收集袋(23)以及量筒(24)。

5.根据权利要求1所述的一种利用超临界水的稠油原位制氢装置，其特征在于，所述样品分析系统包含气相分析模块和油相分析模块，气相分析模块包括气相色谱和质谱分析仪，油相分析模块包括油相色谱、元素分析仪、红外光谱。

6.根据权利要求1所述的一种利用超临界水的稠油原位制氢装置的方法，包括一下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种利用超临界水的稠油原位制氢装置，其特征在于，所述装置在可视化状态下实现在线超临界水稠油制氢实验。

技术总结
本发明公开了一种利用超临界水的稠油原位制氢装置及方法，该装置包括注入系统、反应模块、油气分离系统以及样品分析系统,反应模块入口通过管线连接注入系统,出口端通过管线连接油水分离系统,在反应模块设有电磁加热器、温度传感器以及压力传感器，用于测定反应器中温度和压力分布，本发明能够清楚直观的检测模拟地层中温度以及压力分布,让实验能够更真实的模拟地层中利用超临界水的稠油原位制氢的反应过程，以及探究稠油原位制氢影响因素，对于理解稠油利用超临界水的原位产氢产生机理和现场应用具有重要意义。

技术研发人员：刘仁保,蒲万芬,唐晓东,李涛
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15