多孔介质中沥青堵塞机理

油田开发过程中沥青堵塞是引起油井产能下降的一个重要原因。沥青堵塞机理非常复杂，文中主要研究原油组分以及流动速度对沥青堵塞的影响。研究中使用的多孔介质为人造岩心，以避免微粒运移对实验结果的影响。研究结果表明，原油中沥青质比例增大，易导致沥青分子相互聚结，从而发生在多孔介质中的沉淀和堵塞。沥青沉淀物堵塞喉道所造成的伤害程度主要取决于流体和多孔介质的性质，同样也取决于流动速度。在较高流速下，随速度升高，沥青所造成的孔喉堵塞更加严重，在低渗岩心中沥青堵塞引起渗透率伤害程度大于高渗透岩心。     

注CO2过程中沥青质沉淀对低渗储层的伤害及 对润湿性的影响*

沥青质沉淀是注CO_2提高采收率过程中普遍存在的问题,常导致储层孔喉堵塞和润湿性改变。利用岩心驱替实验并结合核磁共振技术,定量表征了不同CO_2注入压力下沥青质沉淀对低渗透储层的伤害程度和引起的润湿性变化。结果表明,随着CO_2注入压力的增加,采出原油的黏度和沥青质含量不断减小,剩余油中的沥青质含量不断增加。CO_2注入压力分别为9.1、16.2、24.1 MPa时,岩心的渗透率损失率为2.40%、7.41%、8.32%,岩心驱替后的混合润湿指数下降了0.04、0.12和0.14,表观接触角增加5°、12°、19°。CO_2注入压力越高,沥青质沉淀越严重,对低渗储层的孔隙度和渗透率伤害越大。图8表3参26     

CO_2驱沥青质沉积对岩心的微观伤害机理

为研究CO_2驱沥青质沉积对不同渗透率储集层的微观伤害机理,选取低渗、中渗和高渗岩心进行CO_2驱室内实验,并应用核磁共振技术定量分析驱替后岩心孔喉空间的堵塞程度。实验结果表明,在混相驱阶段,沥青质沉积率明显高于非混相驱阶段,且在不同渗透率岩心中的沉积率基本相同;渗透率伤害率与沥青质沉积率呈正相关,且岩心渗透率越大,渗透率伤害率越小;在混相驱阶段,低渗岩心孔喉堵塞严重,较小孔喉(0.01~1 ms)的堵塞率达到38.19%,高渗岩心的较小孔喉(0.1~5 ms)堵塞率仅有9.59%,显著小于低渗岩心。     

水包油乳液型复合泥饼清除剂的室内研究

针对裂缝性致密砂岩储层存在的高密度油基钻井液固相颗粒侵入以及泥饼难以清除等问题,开发出一种高效率、抗高温、低成本的水包油型复合泥饼清除剂。复合泥饼清除剂由混合酸、抗高温渗透剂、清洗剂、乳化剂等组成。通过对复合泥饼清除剂——水包油型乳液体系以及新型泥饼清除剂——纳米乳液体系的对比研究分析表明,在洗油方面以及溶蚀泥饼结构方面,复合泥饼清除剂效果优于纳米乳液。该复合泥饼清除剂的稳定性能强,抗温可达120℃;在静态条件下泥饼清除率可以达到90%以上,在动态条件下清除后岩心渗透率恢复值可以达到89%,最佳作业时间为8 h。在目前求降本增效的形势下,该复合泥饼清除剂剂配方简单,性能优良,解堵时间较短,能够有效改善和提高岩心渗透率恢复值。      

二氧化碳驱过程中沥青质对储层渗透率的影响

二氧化碳驱过程中的沥青质沉淀与岩心初始渗透率、孔隙度、合油饱和度以及原油初始沥青质含量等有关。为了确定二氧化碳驱中各因素导致的沥青质沉淀以及对储层渗透率产生的影响,利用自行设计的岩心驱替实验设备,模拟油藏的二氧化碳驱过程,有针对性地研究了各影响因素与渗透率变化的关系,并根据实验结果进一步回归出各因素与渗透率变化的计算公式。将模型实验值与计算值对比发现,该渗透率变化模型计算结果均与实测结果较接近,两者的平均误差为9.6％。     

沥青质沉积方式对储层渗透率的影响

为明确均匀沥青质沉积下的储层伤害特征及机理，通过岩心真空饱和原油的实验，建立均匀沥青质岩心沉积方法，开展正向水驱及反向水驱实验分析均匀沥青质下储层油水渗流规律。结果表明：与直接饱和法相比，真空饱和法的岩心中沥青质沉积量大且分布均匀，对岩心绝对渗透率伤害小于对两相相对渗透率伤害，残余油饱和度增大了28.6%，油水两相共渗区收窄且向左偏移，油相相对渗透率降低了15.5%，水相相对渗透率提高了33.2%，但最大水相相对渗透率则下降了19.5%；储层伤害方式包括孔喉堵塞和表面沉积引起的润湿性和孔喉半径变化，孔喉堵塞对绝对渗透率的影响大于相对渗透率，而表面沉积对相对渗透率的影响大于绝对渗透率；非均匀沥青质沉积的储层伤害方式以孔喉堵塞伤害为主，占总伤害的比例为65.2%，均匀沥青质沉积的伤害方式则以表面沉积伤害为主，占总伤害的比例为73.1%。研究成果可为全面深入认识沥青质沉积伤害及防治沥青质沉积提供依据。     

原油沥青质沉积和吸附引起储层损害的机理及损害程度评价

原油沥青质沉积对储层孔喉的堵塞和沥青质吸附引起的油藏岩石润湿性改变是造成储层损害、导致油井产能下降的重要机理之一。首先,从热力学平衡和溶解度两个方面论述了原油沥青质发生絮凝和沉积的机理,并采用粘度法测定了沥青质絮凝初始点;然后利用岩心流动实验方法,定量评价了沥青质沉积对储层岩石渗透率的影响;并采用经改进的自吸速率法,研究了原油沥青质吸附所引起的润湿性改变及其对产能的影响。实验结果表明,储层岩心油相渗透率下降的程度与沥青质沉积量、储层岩心的原始渗透率、沉积颗粒粒径以及原油流速等因素有关。原油沥青质在油藏岩石上的吸附所引起的润湿性改变是导致储层油相渗透率降低,从而造成储层损害的一个重要原因。     

溶剂蒸气萃取脱沥青的影响因素实验

针对稠油热采后期采收率不断下降的难题,研究利用溶剂蒸气萃取技术改善开发效果。设计了矩形可视化填砂物理模型,采用新疆风城试验区块特稠油为实验油样,利用实际油藏取心对模型进行充填,进行了一系列溶剂蒸气萃取实验,分别研究溶剂类型、操作压力和填砂后渗透率对沥青沉淀的影响。研究发现,相同条件下丙烷作萃取溶剂时比丁烷萃取效果更好;当操作压力为丙烷的饱和蒸气压时,沥青沉淀效果最好,此时溶剂的回采比例最高,溶剂的循环利用也可降低使用成本;操作压力低于饱和蒸气压力时,会降低稠油中溶入的溶剂气量,降低脱沥青效果;在同一丙烷的饱和蒸气压力下,当渗透率达到几百个达西时,沥青沉淀会使稠油黏度下降,流动性增强,从而提高采油速度;当渗透率比较低时,沥青沉淀会堵塞部分孔隙,对稠油的流动造成一定影响,导致采油速度降低。     

CO_2驱替下沥青质沉积实验研究

详细介绍了CO2驱油过程中沥青质沉积对油田开发效果的影响。室内实验采用7块渗透率相近的人造岩心,研究了不同CO2注入压力下的采收率、沥青质沉积量、岩心渗透率的变化情况。结果表明:煤油和模拟油采收率均随注入压力的增加而提高。在CO2驱油过程中,部分沥青质沉积在岩心中,两种油样的采收率差值随着注入压力的升高先增加后降低,在25MPa时最大,为18.8%。随着CO2注入压力的增加,沥青质沉积量和岩心渗透率降幅先增加后减小。在注入压力为28MPa时,沥青质沉积量最大,为45.53%,岩心渗透率也降至最低,降幅达27.9%。沉积量主要受沉积效应和溶解效应的综合影响。     

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。     

生物酶稠油解堵剂的实验应用研究

详细介绍了生物酶稠油解堵剂的解堵机理:该解堵剂能够降低油水界面张力,改变岩石润湿性,使胶质、沥青质脱离固体颗粒表面,同时细粉砂也可随着液流排出,在解除有机垢堵塞的同时也可使固体颗粒堵塞部分解除。岩心驱替实验结果显示,对于渗透率小于1μm2的岩心,生物酶稠油解堵剂的解堵效果并不理想,而对于渗透率大于1μm2的岩心其解堵效果则很明显。现场应用结果表明,生物酶稠油解堵剂能够有效解除稠油油藏堵塞,提高油井产量。     

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。     

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。     

致密储层不同二氧化碳注入方式下的沥青质沉积特征及其对渗透率的影响

注CO₂ 引起的原油沥青质沉积对致密储层造成的伤害严重影响其开发效果。为明确不同CO₂ 注入方式下 的沥青质沉积特征及其对储层渗透率的影响,对致密岩心分别进行了CO₂ 驱替和吞吐两种注入方式的实验,通 过核磁共振和扫描电镜等,分析了两种注入方式下的沥青质沉积特征、原油采出程度以及对致密岩心渗透率的影响。结果表明,两种CO₂ 注入方式下的致密岩心均会产生沥青质沉积,且主要以膜状吸附的方式沉积在孔隙表面。受CO₂ 与原油相互作用时间的影响,吞吐方式下的沥青质沉积量大于驱替方式,且吞吐方式下的沉积孔 径范围高于驱替方式。沥青质沉积对致密岩心渗透率的伤害程度与原油的产出方向有关。驱替方式下沥青质 沉积对岩心正向（CO₂ 注入方向）渗透率的伤害程度较大,而吞吐方式下沥青质沉积对岩心逆向渗透率的伤害程 度较大。在围压为10、5MPa时,CO₂ 驱替和吞吐方式下的沥青质沉积对岩心正向渗透率的伤害程度（正向渗透 率平均降幅）分别为7.05%和1.67%,对岩心逆向渗透率的伤害程度（逆向渗透率平均降幅）分别为0.41%和 2.66%。受注采模式和流动机制的影响,CO₂ 吞吐方式下的采出程度低于驱替方式。研究结果对于致密储层CO₂ 驱沥青质沉积不同方向上储层伤害程度的认识及注入方式的优选具有一定的指导意义。     

伊朗碳酸盐岩油层注二氧化碳气导致沥青质沉淀引起的地层伤害

尽管二氧化碳（CO2）注入法是最广泛用于许多油层提高原油采收率的方法,但是这种方法会改变油藏流体的特性,进而带来诸如沥青质沉淀这样的麻烦。沥青质沉淀会堵塞住井筒和生产设备,从而降低注入能力和生产能力。本文介绍了伊朗西南部Kupal油田Bangestan油层CO2混相驱对沥青质沉淀的影响。用PVT（压力、容积、温度）测试法测量了CO2气与原油的混合物中沥青质沉淀的数量;进而通过高压岩心驱替实验弄清了油层条件下沥青质析出的机理。最后将实验结果与现有沥青质沉淀模型得到的结果进行了对比。     

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。     

河南油田聚合物驱地层堵塞机理研究

针对河南油田注聚区面临的地层堵塞问题,进行了污水及污水配制聚合物的长岩心注入性试验,分析了影响聚合物注入性的各个因素及堵塞机理。结果表明：由于水质不合格造成了河南油田注聚区块污水对岩心的伤害;影响堵塞程度的主要因素有注入速度、岩石渗透率及聚合物浓度;注入速度一定时,岩石渗透率越小,注入浓度越高,吸附滞留量越大,堵塞也越严重;且在一定注入速度范围内,速度对渗透率大的岩心影响较小,而对于渗透率小的岩心,随注入速度的增加,吸附滞留量增大,堵塞在深部并随注聚过程的深入而加剧。     

伊朗Y油田基于流动保障的完井设计

流动保障是油气田开发的关键问题之一,直接关系到油气井寿命和油气田开发效率。针对伊朗Y油田的特点,从流动保障角度定性和定量分析了完井设计时应考虑的因素:高温高压、产出酸性流体对井筒安全性的影响;沥青质沉积对油管的堵塞;固相对油层的堵塞及其对生产管柱和井口的冲蚀。在此基础上提出了相应的流动保障完井措施:下入封隔器,采用压力级别高的井口和采油树、抗腐蚀的合金套管和油管,及注入缓蚀剂来保证井筒的安全性;下入沥青质清除剂注入管线和注入阀,以便注入沥青质清除剂来清除沉积的沥青质;控制生产压差防止固相产出,并下入滤砂筛管防止固相进入生产管柱对其产生冲蚀;安装固相产出检测设备检测固相产出情况并保护油嘴。      

NE-6慢裂快凝型沥青乳化剂在微表处路面施工中的应用

针对普通沥青乳化剂在实际工程应用中存在乳化性能不足、稳定性较差、破乳速度较快,达不到慢裂快凝的技术要求等问题,研制出了NE-6慢裂快凝型沥青乳化剂,对影响拌合时间的因素进行了考察,NE-6慢裂快凝型沥青乳化剂成功应用于黑龙江哈绥高速公路连接线及碾北公路S302省道微表处路面试验路铺设,显示出了良好的慢裂快凝效果。     

孔喉结构对CO2驱储层伤害程度的影响

在CO₂驱提高采收率的过程中,CO₂与原油、基质矿物的相互作用会对储层孔喉结构造成一定的伤害。为了揭示孔喉结构对CO₂驱储层伤害程度的影响,利用高压压汞、扫描电镜结合核磁共振技术,通过室内物理模拟实验确定岩心样品的孔喉堵塞程度,评价了不同孔喉结构的岩心样品在CO₂驱过程中的伤害程度,明确了CO₂驱储层伤害机理。实验结果表明：CO₂驱过程中产生的沥青质沉积及酸化作用对储层孔隙度的影响很小,实验岩心样品的孔隙度降幅为1%左右,而渗透率受到的伤害程度较高,Ⅲ类孔隙结构岩心的渗透率降幅达20.55%,且渗透率越低、孔喉结构越差,渗透率受到伤害的程度越高;孔喉堵塞程度与孔喉结构参数成正相关关系,孔喉结构越差,中值半径越小,越容易发生孔喉堵塞;Ⅰ类孔隙结构岩心的孔喉堵塞程度较低,Ⅲ类孔隙结构岩心的孔喉堵塞程度明显增高,最高可达到34.32%。该研究结果可为CO₂驱现场高效应用提供依据。