CO_2注入过程中沥青质沉淀预测

注入CO2提高原油采收率过程中可能出现沥青质固相沉淀。鉴于沉淀沥青质的强极性,采用Anderko建立的缔合混合物状态方程描述沥青质的相行为,并由此推导沉淀沥青质组分的逸度计算公式,建立注气过程中气-液-沥青质三相相平衡数值计算模型。以某油田实际原油为例,利用模型计算了CO2注入过程中沥青质沉淀量,结果与实验数据相近,表明沥青质沉淀预测模型具有一定的准确性。在此基础上,预测了注气过程中沥青质沉淀变化规律:注入压力一定的情况下,沥青质沉淀量随着注入CO2量增加呈现先增加后减小的趋势,当CO2-原油体系中出现气相时,沥青质沉淀量达到最大;当CO2-原油体系中CO2物质的量分数一定时,在泡点压力附近沥青质沉淀量达到最大。图3表1参10     

利用相平衡理论预测原油沥青质沉淀率

国内外大量CO2驱矿场实践均发现了沥青质沉淀现象,沥青质沉淀会吸附于孔隙表面、堵塞孔隙喉道,进而导致CO2驱油井产量的下降。为了准确计算CO2驱过程中的沥青质沉淀率,采用状态方程描述气-液相平衡,用正规溶液理论描述固相沥青质的非理想性,建立气-液-固三相相平衡热力学模型,结合物料守恒方程进行油气体系的相平衡计算,进而预测沥青质的沉淀率。运用该模型对某CO2驱原油体系进行了相平衡闪蒸计算,得到沥青质的沉淀率,与实验值相对比平均误差在允许范围之内。     

低温CO2驱替含沥青质原油模型化研究

为进一步了解CO2注入过程中含沥青质原油在注气井近井地带中的渗流规律和温度变化对沥青质沉淀的影响,在前人研究的基础上,综合考虑沥青质的沉积、能量的转化及CO2温度的变化,建立了注CO2含沥青质原油数值模型。以某实例油田为例,将该模型应用于注气井近井地带模拟,结果表明：低温CO2驱油过程存在液相驱替,并随注气压力的增大,温度的影响范围不断扩大;沥青质沉积主要发生在近井地带;低温CO2引发的沥青质沉淀比模拟的常温CO2引发的沥青质沉淀小。在模型计算过程中,将低温CO2驱油效率分两方面讨论,作出四类基本低温驱油机理图,认识到合理的注入参数选取是关键。     

预测注CO2过程中沥青质沉淀新方法

对注CO2过程中出现第二液相的相态进行了分析,并从P-T相图的计算方法出发,分析了注CO2过程中第二液相的出现引起的P-T相图的不稳定性.结合P-T相图能表征第二液相及第二液相与沥青质沉淀的关系,文章首次提出用P-T相图用于预测沥青质的沉淀.文中将未注CO2状况下,注CO2多次接触及长岩心驱替过程的流体物性数据作P-T相图,得出表征第二液相的特性P-T图与实验和模拟数据相符.提出的P-T相图预测注CO2过程沥青质沉淀方法能简便地预测沥青质沉淀及定性地分析沥青质沉淀动态,对分析含沥青质原油注CO2过程中沥青质沉淀具有重要的参考价值.     

页岩储层CO2驱沥青质沉淀特征及影响因素分析

为明确CO2在页岩储层纳米孔隙中的流动机理及其对沥青质沉淀的影响,采用自主研发的高温高压过滤容器和复合纳米滤膜,进行纳米滤膜过滤实验,模拟了单(多)层岩石切片作用下的CO2驱替过程,开展储层参数和注入参数对CO2驱替效果及沥青质沉淀的影响研究.研究结果表明:CO2驱会引发沥青质沉淀,导致剩余油中的沥青质含量远大于产出油...     

注气对固溶物沉淀影响的研究与应用

注气采油是提高原油采收率的主要方式之一,在此过程中准确描述含有沥青质等高分子有机固相物质的油气体系相平衡十分必要。为此,将沉淀的沥青质视为固相,假设标准状态下必须有沥青质沉淀,将标准状态压力和温度引入沥青质固相逸度计算,并同时考虑了标准状态压力和温度对沥青质固相逸度的影响,建立了能模拟沥青质沉淀的气、液、固三相相平衡热力学模型。据该模型计算的结果表明:①能通过比较液相沥青质逸度和固相沥青质逸度大小来判断固相沥青质沉淀的出现。②当注入某油的气体为烃类混合气体时,烃类混合气体的添加使得含沥青质原油的组分发生变化;温度相同时,注气浓度越高,沉淀的压力越大;浓度相同时,温度越低,沉淀的压力越大;当沉淀量一定时,随着注气浓度增加,油品的饱和压力随之增大;相同注气浓度下,当压力高于饱和压力时,随着压力增大,沉淀量减少。③在温度不变的情况下,注入某油的气体为CO2时,其沥青质沉淀量是注CO2浓度的函数且随着CO2浓度的增加,固相(沥青质)的沉淀量不断增大。④在注气驱油过程中,气体的注入极易引发含沥青质原油中沥青质等重质有机物的沉积。     

油藏开发地球化学技术研究的新动态——石油开采过程的地球化学

对注水开发的油田,由于向油层内大量注水,使地层原油粘度增加;注入水在与原油接触时,将溶解一部分地层原油中的轻质组分;注入水使油水乳化。随着注水井开始注水,造成地层的压力升高,从而使原油中轻分子量化合物的含量增加,原油的产量增加;原油可以重新溶解蜡质,使得原油的蜡含量升高;一部分沉淀在大孔隙中的沥青质与一些可溶的沥青质松散地连接,在注入水驱替的过程中,也可以流出,造成生产过程中沥青质含量的增加。火烧油层则与原油的化学组成密切相关 :饱和烃在火烧油层中首先燃烧,在低温阶段释放出大量的热能,影响火烧层的前沿面;到了高温氧化阶段,沥青质发生反应,并释放大量的热能,影响火烧油层的持续性。二氧化碳驱则可能导致沥青质从原油中分离并沉积在油藏中。     

注CO2过程中含沥青质原油渗流规律数值模拟研究

为进一步了解注CO2过程中含沥青质原油在油藏中的渗流规律及其对生产动态的影响，在前人研究的基础上，综合考虑沥青质的沉积、吸附及堵塞和含沥青质原油在低压力梯度时的非牛顿特性，建立了注CO2过程中含沥青质原油组分模型。为检验该模型的准确性，对一组长岩心实验数据进行数值模拟对比研究，结果表明，与常规组分模型相比，该模型模拟结果与实验数据更接近；建立单注单采模型研究注CO2对生产动态的影响，结果表明沥青质沉积吸附降低了原油采收率、沥青质沉积吸附推迟了生产井气体突破时间、含沥青质原油的流变性对原油产量的影响主要表现在气体注入初期，因此，注CO2过程中沥青质的沉积吸附及其流变性对原油产量的影响不应被忽视。图4表3参30     

致密砂岩油藏CO2驱固相沉积规律及其储层伤害特征

沥青质及金属无机沉淀对致密储层的伤害是注CO2驱替中不可避免的问题.为探究沥青质及无机沉淀对储层的伤害机理,以鄂尔多斯盆地延长组长7储层为例,在明确(非)混相压力下原油中CO2含量与沥青质沉淀量关系的基础上,通过开展CO2驱替长岩心实验,研究了CO2非混相和混相驱过程中沥青质和无机沉淀对储层的伤害特征,评价了有机和无机...     

水淹油层的化学处理

在注水开发晚期的水淹油层中,其残余油量最高可达50%以上。为提高残余油采收率,本文介绍了3种化学处理法: (1)碱-酸法。它是向油层顺序注入NaOH、Na2CO3、原油隔离液、HCl。其作用原理其一是利用生成的钙、镁氢氧化物沉淀堵塞油层。其二是生成的石油酸钠可分散溶解油流孔道壁上的蜡质、胶质和沥青质,疏通油流孔道,降低油水界面张力。其三是生成的CO2气在水层中与表面活性剂生成稳定的泡沫,可起选堵作用;由于生成CO2气时     

CO2驱油过程中孔喉结构对储层岩石物性变化的影响

注CO2提高储层原油采收率过程中,储层中流体的渗流和分布受岩石孔喉结构控制,且注入的CO2会引发原油中的沥青质沉淀,导致储层渗透率下降并改变储层的润湿性.通过在4块渗透率相似但孔喉结构不同的岩心上进行的混相和非混相的CO2驱油实验研究了 CO2驱油过程中岩石孔喉结构对储层岩石物性变化的影响.基于岩石孔径分布和压汞曲线,...     

凝析油充注对油藏沥青质分子结构的影响

用原油沥青质的地球化学研究结果分析油气藏形成条件，前提是油藏沥青质分子结构不因后期天然气或凝析油的再次充注而变化。在塔里木盆地轮南1井产出原油中加入不同体积的石油醚，模拟后期凝析油充注早期油藏的过程，测定不同沉淀条件下原油的沥青质沉淀量变化，并用瞬间热解-色谱-质谱的方法研究沥青质的分子结构。实验结果，原油沥青质随低分子烃类注入量的变化发生沉淀和再溶解，但沉淀出的沥青质分子结构相同。据此认为，低分子烃类加入原油体系不会改变沥青质的分子结构特征，沥青质热解产物能够反映原油的母质结构特征，可以根据该特征进行油／源、油／油对比或探讨混源油的母源类型。图5参19     

原油沥青质初始沉淀压力测定与模型化计算

温度、压力及组成的改变均会造成原油中沥青质产生沉淀,导致储层伤害和井筒堵塞。文中通过自主研制的固相沉淀激光探测系统,用透光率法首次测定了伊朗南阿油田原油样品在不同温度下的沥青质初始沉淀压力;同时利用Nghiem等建立的沥青质沉淀预测的热力学模型对油样沥青质初始沉淀压力进行计算,并与实验结果拟合。结果表明：利用透光率法测定该油田油样,在44,80,123℃下的沥青质初始沉淀压力点分别为42.8,39.7,35.2 MPa;沥青质初始沉淀压力随着温度的升高,在井筒温度范围内呈线性关系。模型计算与实验结果误差不超过15%,所以利用Nghiem模型对原油沥青质的初始沉淀压力进行预测是可靠的。     

不同压力下原油和CO_2的相互作用研究

本文研究了不同压力下原油与CO2的相互作用,及其对原油与CO2间的界面张力和采收率的影响.首先,在可视化高压饱和单元中,进行一系列不同平衡压力下的原油-CO2饱和测试来确定沥青质沉降的初始压力.然后,采用对称悬滴形状分析法来研究在27 ℃下、平衡压力时的原油-CO2原油体系的界面张力.通过可视高压视窗可以观察到实际地层条件下原油-CO2之间的界面相互作用.研究发现,平衡压力低于门限压力时,原油-CO2体系的平衡界面张力随着平衡压力呈线性降低.平衡压力足够高,原油中的轻质组分会很快从油相中进入CO2相,即强烈的轻质组分抽提.通过饱和实验发现,发生强烈的轻质组分抽提时的压力高于沥青质沉降的初始压力.最后,做了不同注入压力下的CO2的驱替实验,研究了原油与CO2的相互作用对采收率的影响.岩心实验表明,注入压力在适当的范围时,CO2采收率随注入压力的增大而迅速增加.     

向油藏中注CO2时引起的沥青质沉淀研究

在充分调研国内外关于注CO2引起油藏中沥青质沉淀资料的基础上，对注CO2引起的沥青质沉淀的实验、数值模型的发展现状进行了概述，并比较了各种方法的优缺点，分析了注CO2引起的沥青质沉淀性质，并对今后注CO2引起油藏中沥青质沉淀的发展方向提出了建议。     

CO2驱替过程中沥青质沉积及其对原油采收率的影响

针对CO2驱油过程中易造成沥青质等重有机质沉积,导致原油组分发生改变,影响驱油效果这一问题,考察了不同原油沥青质含量、岩心渗透率条件下沥青质的沉积量及CO2驱油效果,研究了CO2驱替过程中沥青质沉积和原油采收率的变化规律。实验结果表明,CO2驱油过程中引起的沥青质沉积与岩心渗透率、原油初始沥青质含量直接相关;相同条件下,低渗透岩心对沥青质沉积的影响更为明显;此外,随着沥青质沉积量的增加,CO2驱的采收率降低。     

纳米颗粒对原油-CO2体系界面张力的影响

注CO₂开发含沥青质油藏会导致沥青质沉淀,造成储层堵塞,而注入纳米颗粒能够有效抑制沥青质沉淀。在明确原油注CO₂产生沥青质沉淀特征的基础上,选取不同地区4种沥青质质量分数的原油,分别测定了无机纳米颗粒SiO₂、金属氧化物纳米颗粒Co₃O₄和Fe₃O₄作用下的CO₂与原油的界面张力,并评价了原油性质对纳米颗粒性能的影响。结果表明：原油中沥青质沉淀量随压力的增加而增大,CO₂与原油间界面张力随压力的增加呈现出先快速下降后逐渐变缓的趋势,对应的一次接触最小混相压力也随沥青质沉淀量的增加而增大;纳米颗粒具有较高的表面活性和比表面积,能够吸附沥青质颗粒,抑制沥青质聚集,有效降低油气体系界面张力,其中纳米颗粒性能高低依次为无机纳米颗粒SiO₂、金属氧化物纳米颗粒Co₃O₄和Fe₃O₄;纳米颗粒性...     

应用新型油溶性两性物质抑制巴西原油中的沥青质沉淀

原油中重质组分沥青质和胶质导致原油生产中出现许多严重问题,包括油层、油井和输油管线设备中有机沉积物的形成,大大增加了生产作业成本.原油中沥青质性状复杂并随温度、压力和原油组分的变化而变化,在生产过程中,会导致沥青质组分沉积.解决方法有机械清除沉积物、溶剂冲洗以及用分散剂处理.可溶性两性油的应用为沉积物处理提供了最经济实用的解决方法.本研究采用三种巴西原油,为大量的新型化学添加剂对沥青质沉淀的抑制能力进行了检测.低相对分子质量的乙氧基壬基苯酚、植物油(椰子精华油、甜杏仁油、苦油树油、檀木油)以及有机酸(亚油酸、辛酸和棕榈酸)对沥青质沉淀的抑制最有效.评价了一些添加剂在脂肪族溶剂中对两种沥青质沉积物的溶解能力.十二烷基苯磺酸盐表现出明显的增溶作用,证实了本技术中酸碱相互作用的重要性.结果显示,脂肪族溶剂中沥青质的溶解/分散机理与原油中沥青质沉淀的抑制机理截然不同.     

沥青质沉淀点的测定与模型化计算

通过自行设计、组装了一套采用透光率法测定原油体系沥青质沉淀点的实验装置,并采用该仪器测定了6个浓度的沥青质+甲苯体系及4个浓度的原油+甲苯体系的正戊烷和正己烷沥青质沉淀点。模型计算中采用目前具有代表性的Hirschberg沥青质沉淀溶解度模型以拟合实验数据。结果发现由实验数据回归得到的原油溶解度参数明显高于状态方程法的计算结果;原始条件下沥青质的溶解度参数值明显低于被提纯后沥青质的溶解度参数值。     

致密轻质油藏不同CO2注入方式沥青质沉积及储层伤害特征

致密轻质油藏注CO₂会引发沥青质沉积现象。为厘清不同CO₂注入方式下沥青质沉积特征及其对储层的伤害机理,以鄂尔多斯盆地延长组7段储层轻质原油为例,在明确CO₂注入量和压力对沥青质沉淀量影响的基础上,通过开展不同注入压力下CO₂吞吐和驱替实验,辅以核磁共振在线扫描技术,研究了不同注气方式下沥青质在岩心中的沉积特征,定量评价了不同注气方式下沥青质沉积对储层物性、润湿性和孔隙结构的伤害程度,从微观孔隙尺度剖析了沥青质沉积对储层的伤害机理。研究结果表明,沥青质主要在岩心入口端大量沉积,且越接近岩心出口端沉积量越小,驱替方式下的沥青质沉淀量和沉积区域大于吞吐方式;两种注入方式下孔隙度变化率相差较小,但驱替方式下的渗透率伤害率远高于吞吐方式;沥青质沉积引发岩石润湿性向亲油反转,润湿反转指数随注入压力的升高而增大,且驱替方式下的润湿反转指数大于吞吐方式;微观尺度下沥青质主要在大孔隙中沉积,但吞吐方式下大孔隙（0.092 μm≤T₂<4.500 μm）堵塞率随注入压力的升高而增大,小孔隙（0.009 μm≤T₂<0.092 μm）堵塞率则先下降、后上升;驱替方式下小孔隙和大孔隙堵塞率均随注入压力的增加而增大。