【摘要】 结果表明,添加剂和催化剂的存在通过降低放热起始温度和增加放热速率显著改善了点火行为。

近年来,热重分析(TG/DTG)、加压差示扫描量热仪(PDSC)等热分析(TA)技术已在研究人员中获得广泛认可(Liu等人,2016;Murugan等人,2010;Xu等人,2016)。不同的研究人员使用加压差示扫描量热仪PDSC对添加了一些添加剂和催化剂的原油进行了评估(Li等人,2008年;Kok,2009年;Cheng等人,2015年;Gamlin等人,2002年)。在不同压力下,在恒定空气流量和恒定加热速率下对原油样品进行了检测,结果表明,添加剂和催化剂的存在通过降低放热起始温度和增加放热速率显著改善了点火行为。动力学参数分析采用不同的动力学分析模型。结果表明,随着压力的增加,总热值也随之增加,而活化能和反应温度则逐渐降低。另一个重要的观点是,随着网目尺寸的增加,样品的热值和活化能增加。结果还表明,释放的热量总量与大气和储层压力中的氧分压有直接关系。Khakimova等人(2018年)通过加压差示扫描量热仪(PDSC)研究了Bazhenov页岩的氧化行为,其中确定了两个反应区,即低温区和高温区。低温区是主要的氧化区。实验结果用于验证CMG-STARS的数值模型,并通过不同的方法确定动力学参数。Kok等人(1997年)用加压差示扫描量热仪(PDSC)研究了三种原油和10 wt%原油混合物与不同基质材料(砂岩和石灰石)的燃烧特性。所有原油及其混合物均表现出两个反应区:液态烃燃烧区和焦炭燃烧区。结果表明,随着压力的升高,重油具有较高的热流量,轻质原油基质混合物具有较大的液态烃燃烧峰。原油及其混合物的活化能随着压力的增加而降低。另一方面几位研究人员使用PDSC仪器从不同原油中获得的SARA馏分的低温氧化(LTO)行为(Li等人,2006年,2009年;Freitag和Verkoczy,2005年;Sarma等人,2002年;Verkoczy和Jha,1986年;Sarma和Das,2009年;Ferguson等人,2003年;Senguler和Kok,2013年)。他们得出结论,通常的方法,考虑单步Arrhenius速率方程,来模拟LTO机制,并不能反映实际的反应动力学。当测量LTO的最终产物和成分时,高浓度的氧会产生一些稳定的残留物。压力的增加导致热流曲线下面积的增加和更尖锐的热流峰值。这些结果还表明,原油和岩石的成分对氧化反应的类型和速率有重要影响。测定了动力学和热化学参数,表明它们取决于岩芯的石油和岩石成分。加热速率对燃烧反应速率的影响是非线性的,这表明需要在实验室中模拟储层条件。油中所有沥青质含量均未转化为焦炭。然而,结果表明,树脂等非沥青质材料是焦炭形成的先驱。Ushakova等人(2018年)对纯饱和烃、饱和芳烃馏分混合物和饱和烃、芳烃、岩石混合物进行了加压差示扫描量热仪(PDSC)实验,以研究在氧化初始阶段起抑制剂作用的石油馏分,以及石油馏分在岩石表面的吸附过程。结果表明,饱和烃在低温下具有很高的活性,生成的燃油量很少,这有助于高压空气喷射应用。

 

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