塔河凝析油析蜡规律及输送工艺

塔河含蜡凝析油是一种特殊的合蜡原油,该原油具有流变性能好的特点,在沿线的所有温度区间其黏度都较小,都能保持为牛顿流体,在输送过程中的重点问题是解决其在管道中的结蜡,避免堵塞管道.塔河凝析油黏度较低,因此影响凝析油流动性能的主要因素是蜡晶的析出,析蜡点约为23 ℃,远远高于冬季最低环境温度.在20 ～ 30℃的温度区间,原油的结蜡量随着油温的降低而增加.在塔河凝析油集输管道运行的过程中,应采用加剂输送与等温输送相结合的输送工艺,常温输送工艺的输油温度为28 ℃.     

预测凝析油气体系蜡沉积热力学模型

根据实验研究结果,提出了一个可以预测凝析油气体系蜡沉积的热力学模型。该模型把蜡沉积视为多固相过程,沉积出的蜡由几个固相组成,每个固相都由一个拟组分构成,固相之间彼此互不混合。根据这一认识,提出了气- 液- 多固相物料平衡方程。采用适合凝析油气体系计算溶解热经验方程,结合考虑固相沉积的多相闪蒸数值算法,模型能对析蜡量进行量化模拟计算。模型中气- 液相参数通过状态方程计算获得。通过对凝析油蜡沉积的计算表明,用该模型计算蜡的沉积量和析蜡温度与实验结果非常吻合。     

基于热力学模型的油井井筒析蜡规律

含蜡原油的开采通常受井筒结蜡问题的影响,预测生产过程中井筒析蜡深度和析蜡量对油井清防蜡作业具有重要意义。基于预测蜡析出的热力学模型,结合井筒多相流理论,提出了井筒析蜡量的计算方法。结果表明,井筒析蜡量分布受油井产量、原油含蜡率、含水率和油管内径等因素的综合影响。产量和含蜡率的增大使井筒析蜡量增加,但高产量条件下受井筒温度增加的影响,析蜡区域显著减小;油管内径对井筒析蜡的影响较小;油井进入中后期高含水阶段时,析蜡量明显降低。在实际生产过程中,可以通过调整油井生产参数减少井筒中的析蜡问题。该方法可为高含蜡油井的清防蜡作业提供理论依据,实现高含蜡原油的正常开采。     

高温高压高含蜡凝析气析蜡实验研究（为庆祝塔里木油田石油会战20周年而作）

针对塔里木盆地高温高压高含蜡凝析气的析蜡规律进行了研究,结果表明,高含蜡凝析气的相态特征极为复杂,在不同温度、压力条件下,有气相、液相单相,气-液、气-固两相,以及气-液-固三相等许多相态变化.压力对高含蜡凝析气的蜡析出温度有明显影响.压力很高时,对蜡析出温度影响不大;压力接近露点压力时,蜡析出温度随压力下降而升高;压力低于露点压力后,析蜡温度随压力下降而降低.     

预测石蜡沉积的热力学模型

溶解石蜡的原油在稳定状态下为真溶液,当热力学条件改变时,石蜡以结晶方式析出而沉积于孔隙介质表面或管壁,引起严重堵塞,给油田生产造成巨大危害。提出了预测石蜡从原油中沉积的热力学模型,根据正规溶液理论对固体混合物的非理想性进行了校正。该模型采用状态方程统一描述气相和液相,能够体现体系组成、压力、温度以及不同组分间相互作用的影响,使热力学模型能够更真实地反映多相相平衡规律;考虑了液相、固相的热容差对石蜡沉积的影响,能够确定石蜡从原油中开始析出的温度(或压力),以及随着温度的降低(或压力的改变)所沉积出的石蜡数量。用该模型预测的石蜡沉积起始温度与实验数据一致性较好。图2表2参6(邓春萍摘)     

固相沉积及气-液-固三相相平衡研究发展综述

对油气田开发过程中的有机固相沉积问题以及沉积的热力学模型作了系统的阐述．从有机固相沉积对油气田开发过程的影响，气-液-固三相相平衡热力学理论研究现状，蜡、沥青沉积机理及数学模型研究，有机固相沉积研究发展趋势这4个方面叙述了有关固相沉积技术的国内外发展现状，并提出了以后研究的主要方向。     

普适性结蜡模型研究

根据原油在管道内流动特性及析蜡规律,提出了有效析蜡量的计算方法.利用F检验法筛选了原油结蜡的主要影响因素,包括原油黏度、管壁处剪切应力、温度梯度及管壁处蜡晶溶解度系数.利用9种原油室内环道结蜡实验数据,按照逐步线性回归的方法,得到了含蜡原油的普适性结蜡模型.该模型不需进行结蜡模拟实验,只需根据原油的黏度、析蜡特性及密度等物性参数就可预测原油的结蜡规律.在未进行室内结蜡模拟实验的情况下,利用普适性结蜡模型预测了中宁-银川输油管道不同工况下沿线结蜡分布,并和现场运行参数进行了对比,平均误差为6.32%,最大误差为20%,预测结果为现场清管作业提供了依据.     

凝析油管道蜡沉积特性及蜡沉积模型研究

目前,诸多学者认为凝析油管道无需进行清管作业,但现场却时常发生堵管现象。基于此,利用环道实验装置确定不同油温、壁温及油流流速对凝析油析蜡特性的影响,通过相关系数矩阵和方差膨胀因子验证了动力学蜡沉积速率模型中参数选取的准确性,并通过全局优化求解方法对无量纲参数进行求解,最后结合现场清管作业验证模型准确性。结果表明,油壁温差越大,温度区间越小,沉积物质量和蜡沉积速率越大,油流流速对蜡沉积的影响存在临界状态;沥青质的含量对于蜡沉积速率和沉积物中的蜡含量影响较大;全局优化算法中Levenberg-Marquardt算法的误差最小,模型精度最高,模型决定系数0.901 7;预测结果中当量蜡沉积厚度和模型蜡沉积厚度的相对误差范围在[-18.63%,27.35%],平均相对误差绝对值为6.12%,证明了动力学蜡沉积模型预测结果的准确性。     

具有蜡沉积的凝析气藏气液固微尺度变相渗流动力学模型研究

在深层高压凝析气藏衰竭式开发过程中,当压力低于析蜡点和露点压力时,蜡和凝析油会在井筒附近聚集,堵塞凝析气的渗流通道,降低凝析气相有效渗透率;当压力低于析蜡点压力时,蜡的析出会堵塞孔隙喉道,使流动阻力增大而损耗能量、降低产能。从实验和微观动力学理论角度研究了凝析气藏衰竭式开发时的反凝析过程中气液固的流动特征。通过高温高压条件仿真微观可视化模型模拟地层凝析气液固流动来直接观测凝析油、蜡流动特征。阐述了蜡沉积运移规律和凝析油气固变化特征和输运规律。揭示了凝析油充填孔隙角隅和孔道(小孔隙充满连续流动、大孔道为溪状流)、凝析液为贴壁流和溪流的规律和凝析气液固渗流过程中蜡沉积吸附在多孔介质表面、蜡沉积随气相悬浮流动和推移流动、蜡沉积在凝析液中随凝析液流动的规律。建立了变相微尺度动力学模型方程。     

基于LedaFlow的某海底管道蜡沉积模拟研究

随着深海油气资源的开发,海底管道的蜡沉积问题使得深水管道流动安全保障面临巨大威胁.蜡沉积的出现不仅会降低管道的输送效率,严重时还会导致蜡堵或者停输事故.为了深入研究某海底管道的蜡沉积情况,采用LedaFlow软件中改进的MWP动力学蜡沉积模型,利用实验析蜡曲线、PVTsim软件计算曲线以及Multiflash软件计算曲...     

有机固相沉积模型研究与应用

根据油气烃类体系的组成特点，提出了气液固三相相平衡热力学模型，对气相和液相采用状态方程描述，使用溶液理论处理固相。该模型可以模拟计算由于压力、温度或组成改变而造成的有机固相沉积起始点和沉积量，计算的固相沉积起始点与实测值接近。为油气开采过程、集输过程、石油化工生产过程以及气驱采油过程，由于温度、压力或组成的改变而造成的石蜡、沥青等有机固相沉积给生产造成的危害，提供了预测方法。     

A Thermodynamic Model for the Prediction of Asphaltene Precipitation

Abstract

Asphaltene precipitation in reservoirs, wells, and facilities can have a severe and detrimental impact on the oil production. Due to the extreme chemical complexity of the asphaltene and crude oil and the lack of comprehensive experimental data, the modeling of asphaltene precipitation in crude oil remains as a challenging task. In this article, a compositional thermodynamic model was developed to predict asphaltene precipitation conditions. The proposed model is based on a cubic equation of state with an additional term to describe the association of asphaltene molecules. Extensive testing against the literature data, including asphaltene precipitation from crude oil and solvent injection systems, concludes that the proposed model provides reasonable predictive results.     

石油流体析蜡特性检测技术

石油流体中蜡组分的析出会导致原油流动性的恶化和蜡沉积问题,降低管输经济性,威胁石油生产安全。析蜡特性是开发流动改性剂和防蜡剂以及科学制定原油输送和清蜡方案的基础。目前,石油流体析蜡特性检测技术的发展十分多样化,涵盖了分析化学、光谱学、流变学、量热学等多个学科领域。不同的析蜡信号检测方法决定了各检测技术在灵敏度、可靠性、适用性等方面的差异,有时测试结果相差较大。综述了现有石油流体析蜡特性各检测技术的原理和测试装置,以及国内外的应用现状,从灵敏度、可靠性、测试效率等方面分析了各自的优缺点,评价了各检测技术的适用性和发展前景,以期为石油化工行业工作者提供借鉴。     

Calculation of Wax Precipitation Magnitude in Crude Oil Storage Tanks in Khark Island

During the different seasons of the year, the temperature of the oil tank goes up or down. The present work is composed of two parts, evaluation of the crude oil temperature and determining amount of wax precipitation. The numerical method has been developed for solving the energy equation and a thermodynamic model has been developed to predict wax precipitation based on average crude oil temperature. In the experimental investigation, a crude oil storage tank in Khark Island is selected as the case study and average crude oil temperature have been measured for two days and compared by the numerical result.     

石蜡沉积实验与模拟研究

油气开采过程以及石油化工生产过程的蜡质、沥青质等有机固相沉积，验油田生产带来的危害是极为严重的。开展有机固相沉积 实验研究和模拟研究，能够为油气开采、输运和加工设计提供基础参数，以最大限度地减轻它对生产造成的危害。激光法适合于高温、高压以及含气原油体系的固相沉积点的测定。气-液-固三相相平衡热力学模型能够用于油气开采过程，以及注气过程中出现气、液、固三相相态转化时的固相沉积模拟研究。     

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针对柯深101井异常高温高压含蜡凝析气井出现石蜡堵塞现象，开展了室内实验和现场评价的研究。文章利用自行开发的固溶物沉积激光测试系统，测试了凝析气平衡油在不同压力下的析蜡温度。结果表明，凝析气平衡油液—固两相析蜡温度随压力下降而升高，压力越低析蜡温度上升越快，而且平衡油的析蜡规律与脱气油相反；该井凝析气中平衡油在压力60.00～0.10 MPa的析蜡温度为27.7～38 ℃。研究得到的气—液—固三相相图表明，当温度低于液—固两相析蜡温度后，预测的气—液两相等液量线开始偏离正常，并快速上翘。利用析蜡实验数据预测出了析蜡位置，使得任何时候地层中都不会析蜡；在生产测试时,井筒中的蜡在距井口465 m油管以上析出，预测结果与现场试验吻合。提高产量或加热、保温等措施，使井口流温高于38 ℃，井筒中不会析蜡；将分离器及其上游管线温度从32 ℃提高到36 ℃以上，可以防止凝析油在地面流动中析蜡。     

The Prediction of Wax Precipitation by Neural Network and Genetic Algorithm and Comparison With a Multisolid Model in Crude Oil Systems

Abstract

This article introduce a new implementation of the neural network and genetic programming neural network technology in petroleum engineering. An intelligent framework is developed for calculating the amount of wax precipitation in petroleum mixtures over a wide temperature range. Theoretical results and practical experience indicate that feedforward networks can approximate a wide class of function relationships very well. In this work, a conventional feedforward multilayer neural network and genetic programming neural network (GPNN) approach have been proposed to predict the amount of wax precipitation. The introduced model can predict wax precipitation through neural network and genetic algorithmic techniques. The accuracy of the method is evaluated by predicting the amount of wax precipitation of various reservoir fluids not used in the development of the models. Furthermore, the performance of the model is compared with the performance of multisolid model for wax precipitation prediction and experimental data. Results of this comparison show that the proposed method is superior, both in accuracy and generality, over the other models.