在电潜泵应用过程中沥青质的沉积

在石油开采过程中 ,沥青质沉积是既不经济又令人深感烦恼。沥青质能够沉积到采油设备的任何部位 ,而且严重损害近井眼地层和井内电潜泵 (ESP)。通过对沉积作用机理的深入了解 ,由沥青质絮凝作用所形成的重有机质沉淀是可以得到控制的。含有重胶质和软沥青的原油更为稳定。由于沿通道所形成的电位不同 ,而引起了温度、压降和电动效应的变化 ,这样就会影响到原油的热力平衡 ,从而产生沥青质沉积。原油有沉积出沥青质的倾向 ,早期诊断和阻止这些沉积物 ,在最初看起来是要花费费用的 ,但沉淀出现之后 ,所付出的费用可能会大大增加。在严重的情况下 ,连续低成本的采油生产都是不可能的。防止沥青质在ESP设备内沉积的各种新方法有 :变速控制器 (VSC′s)与低速运转的超大排量泵联用 ;增加叶轮高度 ;泵内加涂层 ;采用新型滤网在泵入口处减小压降及新的入口设计。注入毛细管线和流体再循环的应用 ,强化了化学处理效果     

电潜泵应用中的沥青沉积

文章是使用电潜泵和对已有资料进一步研究的 5年经验的总结 :描述了原油沥青的复杂性质和特点 ,评价沥青从原油中沉降的条件 ,另外还提出了几种防止和处理沥青堵塞的方法 ,并总结了在加拿大阿尔伯塔几个油田的使用结果。除了运用原有的处理方法外 ,现已研制出防止沥青沉积的井底泵 :使用可变速控制器并配备大型泵 ,加大叶轮叶脉高度 ,增强泵内涂层 ,降低泵吸入口的压降和采用毛细管注入管线。     

油藏开发中沥青质沉积机理及理论研究进展

沥青质作为原油中最复杂的固体成分,因其多样的分子结构和分子量,极易受到各种因素的影响,从而导致失稳和沉积。为了构建在油藏开采中规避沥青质沉积的操作指南,对国内外关于沥青质沉积实验和模拟的研究进行了回顾和总结。从沥青质沉积阶段出发,可以将沉积过程依次划分为析出、絮凝和沉积3个阶段,并对稳定性评价方法进行了简要概述。从流体性质（包括沉淀剂类型、原油组分和黏度）、储层性质和开采工艺（包括温度、压力、流速和开发方式）等方面详细论述了影响沥青质沉积的因素。结果表明,采用光学显微镜法和光散射法可以准确获取沥青质沉积的临界条件,再结合沥青质沉积热力学模型（包括溶解度和胶体模型）可以对开发过程中的沥青质沉积进行有效预测。其中,统计缔合流体理论的PC-SAFT状态方程考虑了沥青质颗粒的极性及关联性,能相对准确地模拟沥青质的相行为。针对沥青质沉积室内实验和数值模拟研究中存在的问题,未来沥青质沉积研究的可能方向主要为准确测定沥青质分子量及结构、建立通用的沥青质相平衡方程以及明确储层岩石中沥青质沉积机制及模型3个方面。该研究成果为深入剖析沥青质的沉积机理、完善沥青质沉积理论、攻克疑难杂症提供了参考和指引。     

延长油田乔家洼油区CO_2驱沥青质沉积规律研究

为了明确延长油田乔家洼油区CO_2驱油藏沥青质沉积条件和规律,以该试验区油藏条件为基础,开展了原油和CO_2不同物质的量比条件下的沥青质沉积实验。研究结果表明:随着压力的增加,CO_2与原油作用产生的沥青质沉积量先是缓慢增加,然后大幅上升,直到变化不再明显。沥青质沉积点压力随CO_2含量的增加而降低,两者几乎成线性变化关系。因此,在CO_2驱油过程当中,注入井近井地带和混相驱的混相带是容易产生沥青质沉积的地方,易造成储层伤害。     

肯基亚克油田盐下8010井沥青质初始沉积压力温度预测

原油温度、压力和组成的改变均会引起沥青质发生絮凝和沉积,造成储层伤害和井筒堵塞。建立一种沥青质沉积条件的预测模型,根据盐下油田8010．井的井筒流体组成、原油和C7,组分的相对分子质量、原油和各组分的密度、沸点等数据,可以方便快速地确定原油沥青质沉积初始压力和温度。结果表明,肯基亚克8010井原油的沉积初始温度为70％,沉积初始压力为38．6MPa,比地层温度下的原油饱和压力高出6．6MPa。相应地可以推测出在1300-1400m井筒处开始发生沥青质沉积,沉积过程可能会持续几百米甚至直到地面泵阀处。实际发生的情况证实了这一预测的可靠性,为该油田制定预防和解除油井发生沥青质沉积的具体措施提供了理论依据。     

富含沥青质油藏沥青质沉积位置预测方法

针对沥青质在油藏、井筒和地面管线中沉积的问题,采用Eclipse和IPM软件耦合建立了油藏、井筒和地面管网一体化数值模拟模型,计算了从油藏到分离器的温度和压力分布,结合沥青质沉积包络线,准确预测了沥青质沉积位置。研究表明：利用一体化模型预测的沥青质沉积位置与实际沉积位置相对误差在3%以内。研究成果对沥青质沉积的防治及提高单井产量具有重要的指导意义。     

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沥青质是一种分子量分布范围非常大的有机分子混合物，根据沥青质沉积为一不可逆过程和沥青质中分子量大的组分比分子量小的组分具有更强的沉积趋势的认识，章首次提出了原油体系沥青质沉积时存在一次沉积和多级沉积两种不同的沉积方式和过程的观点，通过实验室分析，验证了这一观点并建立了可描述多级沉积过程的数学模型，通过模型计算可以很好地拟合多级沉积的实验结果。     

致密砂岩油藏CO2吞吐沥青质沉积对储层的伤害特征

针对注CO₂提高原油采收率过程中易产生沥青质沉积的现象,以致密砂岩天然岩心和储层原油为研究对象,利用CO₂吞吐以及核磁共振等实验手段,开展了致密砂岩油藏CO₂吞吐过程中沥青质沉积对储层的伤害特征研究。实验结果表明：原油的沥青质含量越高,CO₂吞吐过程中沥青质的沉积率越大;随着实验压力的升高,沥青质沉积率先增大后减小,当压力为25 MPa时,沥青质沉积率最大;CO₂吞吐过程中沥青质沉积对储层渗透率的伤害程度较大,而对孔隙度的伤害程度则相对较小;沥青质主要沉积在大孔隙中,且油样中沥青质的含量越高,对岩心大孔隙的堵塞程度就越大;沥青质沉积可以使岩心进口端面的润湿性由亲水性向亲油性转变;沥青质沉积会影响CO₂吞吐实验的采收率,沥青质含量越高,采收率越小。在致密砂岩油藏注CO₂吞吐过程中,应采取相应的抑制沥青质沉积措施,以提高CO₂吞吐措施的效果。     

井筒沥青质沉积位置预测方法

为了预防和控制井筒沥青质沉积，基于垂直井筒实际井身结构，考虑了油管、环空、套管、水泥环稳定传热以及地层段非稳定传热对井筒总传热系数的影响，结合能量守恒方程、热力学基本方程建立了井筒油气水三相流动压力模型、温度梯度模型。同时利用SRK Peneloux方程预测沥青质沉淀趋势，以塔里木盆地哈XX井为例分别计算了生产井的温度剖面、压力剖面以及沥青质沉积位置，并分析了油压、产油量、含水率以及井口温度对井筒沥青质沉积位置的影响。研究结果表明：新模型计算的温度、压力平均相对误差分别为1.14%和1.68%；井筒中沥青质沉积最厚位置随着油压、产油量的增加、含水率以及井口温度的降低而向井口移动；对比发现，油压对井筒沥青质沉积位置影响最大，因此建议通过调整井口油压来预防沥青质沉积。研究成果对预防井筒沥青质沉积具有指导意义。     

沥青沉积引起的地层伤害表皮因子预测方法

原油开采过程中的沥青沉积是引起地层伤害、产液量下降的一个重要原因。沥青沉积与生产过程中的地层温度、压力等因素有关,它们的影响可通过沥青在石油中的溶解度表现出来。应用相态平衡理论和沥青在原油中溶解能力的Flory-Huggins溶解理论,研究不同压力和温度条件下原油对沥青的溶解能力。采用Kumar等人关于液体中悬浮颗粒对油层堵塞的理论来计算沥青沉积所引起的地层伤害表皮因子。通过对绥中36-1油田沥青沉积问题的研究,说明预测沥青沉积地层伤害表皮因子的方法是可行的。