Aquathermolysis of heavy oil catalyzed by transition metal salts and clay

Abstract

Currently, researchers have indicated that inorganic minerals in reservoirs, such as clay minerals, carbonates and quartz, can catalyze the evolution of organic matter into oil and gas. Therefore it is reasonable to believe that the minerals in reservoirs may act as a catalyst support with the metal-containing catalyst added from outside during the thermal recovery of heavy oil. This paper studied the aquathermolysis of heavy oil catalyzed by minerals and transition metal. The reaction conditions of two heavy oil samples were investigated. The results show that the optimal reaction conditions of heavy oil from Xinjiang Baikouquan Oilfield (XBO) are the reaction temperature of 250 °C and the reaction time of 6 h; for the crude oil from Xinjiang Tahe Oilfield (XTO), the optimal reaction conditions are determined to be the reaction temperature of 250 °C and the reaction time of 12 h, the water–oil ratio of the two oils is 0.3. Under optimal conditions, viscosity and pour point of heavy oil are significantly reduced. Differential scanning calorimetry (DSC), GC-MS analysis, thermogravimetric analysis (TGA), and elemental analysis were used to study the properties of the two heavy oil samples before and after reaction to explore the mechanism of the catalyzed aquathermolysis of heavy oil. This work will benefit the related heavy oil recovery work in this field. Des travaux récents indiquent que les minéraux inorganiques présents dans le gisement, tels que les minéraux argileux, les carbonates et le quartz, peuvent catalyser l’évolution de la matière organique en pétrole et en gaz. Il est donc raisonnable de penser que ces minéraux peuvent agir comme cocatalyseurs avec le catalyseur ajouté pendant la récupération thermique du pétrole lourd. Cet article a étudié l’aquathermolyse de pétrole lourd catalysée par des minéraux et des métaux de transition. Les conditions de réaction de deux échantillons de pétrole lourd ont été étudiées. Les résultats montrent que les conditions optimales de réaction du pétrole lourd du champ pétrolifère de Xinjiang Baikouquan (XBO) sont une température de réaction de 250 °C et un durée de réaction de 6 heures ; pour le pétrole brut du champ pétrolifère de Xinjiang Tahe (XTO), les conditions optimales de réaction sont une température de réaction de 250 °C et une durée de réaction de 12 heures, le rapport eau-huile des deux pétroles est de 0,3. Dans les conditions optimales, la viscosité et le point d’écoulement du pétrole lourd sont considérablement réduits. La calorimétrie différentielle à balayage (DSC), l’analyse GC-MS, l’analyse thermogravimétrique (TGA) et l’analyse élémentaire ont été utilisées pour étudier les propriétés des deux échantillons de pétrole lourd avant et après la réaction afin d’explorer le mécanisme de l’aquathermolyse catalysée du pétrole lourd. Ce travail est une contribution au domaine de la récupération du pétrole lourd.