采用固相沉淀測(cè)試系統(tǒng)針對(duì)伊朗Y油田原油進(jìn)行瀝青質(zhì)沉淀實(shí)驗(yàn),確定瀝青質(zhì)發(fā)生沉淀的熱力學(xué)條件,通過相態(tài)模擬方法預(yù)測(cè)瀝青質(zhì)沉淀包絡(luò)線圖。根據(jù)井筒中的溫度和壓力剖面,分析不同生產(chǎn)參數(shù)下瀝青質(zhì)在井筒中沉淀的規(guī)律。當(dāng)壓力高于瀝青沉淀初始?jí)毫r(shí)不會(huì)發(fā)生沉淀,當(dāng)壓力低于瀝青沉淀初始?jí)毫Χ哂谂蔹c(diǎn)壓力時(shí),瀝青質(zhì)沉淀隨壓力降低而增多;隨著原油產(chǎn)量的升高,瀝青質(zhì)在井筒中的初始沉淀點(diǎn)逐漸向井底移動(dòng),沉淀區(qū)間長(zhǎng)度先加大然后逐漸減小。
【部分圖文】：

井的井筒溫度剖面、壓力剖面，分析不同生產(chǎn)參數(shù)條件下瀝青質(zhì)在井筒中的沉淀規(guī)律。1瀝青質(zhì)沉淀實(shí)驗(yàn)原理、方法及結(jié)果在原油瀝青質(zhì)沉淀測(cè)定實(shí)驗(yàn)開始之前，已對(duì)Y油田主力開發(fā)層系F層地面脫氣原油進(jìn)行SAＲA四組分分析。通過計(jì)算原油膠質(zhì)不穩(wěn)定指數(shù)來分析原油穩(wěn)定性，并判斷瀝青質(zhì)沉淀的難易程度［6－7］。分析顯示，該油樣的CII指數(shù)為1．924，遠(yuǎn)大于原油不穩(wěn)定的CII指數(shù)上限(上限為0．900)。顯然該油樣不夠穩(wěn)定，易發(fā)生瀝青質(zhì)沉淀。1．1實(shí)驗(yàn)原理采用固相沉淀激光探測(cè)系統(tǒng)(SDS系統(tǒng))來測(cè)定瀝青質(zhì)沉淀［8－10］。圖1所示為固相沉積激光探測(cè)系統(tǒng)示意圖。當(dāng)原油體系發(fā)生變化時(shí)，原油體系中的固相或?yàn)r青沉淀會(huì)使激光透光強(qiáng)度降低，從而影響激光能量的接收。根據(jù)此原理，可以通過激光透過原油體系的透光強(qiáng)度隨壓力的變化情況，分析得出瀝青質(zhì)沉淀規(guī)律。圖1固相沉積激光探測(cè)系統(tǒng)示意圖1．2實(shí)驗(yàn)方法取F18井下的原油作為實(shí)驗(yàn)油樣，使實(shí)驗(yàn)室恢復(fù)到地層壓力條件下，測(cè)試油樣的瀝青質(zhì)初始?jí)毫Γ?，11］。采取等溫降壓的方法，在地層壓力下開始緩慢降壓，記錄每個(gè)對(duì)應(yīng)壓力下接收到的透光強(qiáng)度;然后通過改變溫度來模擬井筒中部及井口條件，重復(fù)測(cè)量，·71·DOI:10.19406/j.cnki.cqkjxyxbzkb.2016.06.019

獲得壓力數(shù)據(jù)與接收到的激光強(qiáng)度的關(guān)系。圖2所示為不同溫度下地層原油透光強(qiáng)度與壓力關(guān)系曲線。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室模擬地層條件，對(duì)原油樣品進(jìn)行瀝青質(zhì)沉淀量實(shí)驗(yàn)。通過高溫高壓過濾器來測(cè)量不同壓力下原油中的瀝青質(zhì)沉淀量，采用相對(duì)沉淀量來研究瀝青質(zhì)沉淀量隨壓力的變化規(guī)律。圖2不同溫度下地層原油透光強(qiáng)度與壓力關(guān)系曲線1．3實(shí)驗(yàn)結(jié)果從圖2中可以看出，隨著壓力降低，原油逐漸膨脹，黏度也在降低，而激光透過強(qiáng)度逐漸加大。當(dāng)壓力降低至瀝青質(zhì)初始沉淀壓力值時(shí)，原油的膠體平衡體系被打破，瀝青質(zhì)開始析出并沉淀，固相物質(zhì)阻擋了激光通過，最終導(dǎo)致透光強(qiáng)度降低。透光強(qiáng)度會(huì)存在一個(gè)最大值，這個(gè)最大值對(duì)應(yīng)的壓力就是瀝青質(zhì)初始沉淀壓力(圖2中紅色圓點(diǎn))。隨著溫度降低，瀝青質(zhì)初始沉淀壓力增大。這說明越靠近井口，溫度和壓力越低，瀝青質(zhì)越容易發(fā)生沉淀。2相態(tài)模擬假設(shè)瀝青質(zhì)析出過程為常規(guī)的液－液分離過程，應(yīng)用SＲK(soaveredlichkong)狀態(tài)方程建立氣－油瀝青質(zhì)三相相平衡計(jì)算模型，獲得瀝青質(zhì)沉淀壓力，繪制出瀝青質(zhì)沉積相包絡(luò)線圖。該模型中，假設(shè)C50+的芳香烴組分都為瀝青相，摩爾質(zhì)量高于C49+的組分都被劈分為瀝青相組分和非瀝青相組分。擬組分i的臨界溫度可以通過式(1)計(jì)算:Tci=Fno－AiTno－Aci+FAiTAci(1)式中:Tci———擬組分i的臨界溫度，℃;Fno－Ai———擬組分i中非瀝青相的摩爾分?jǐn)?shù)，%;FAi———擬組分i中瀝青相的摩爾分?jǐn)?shù)，%;Tno－Aci———擬組分i中非瀝青相的臨界溫度，℃;TAci———擬組分i中瀝青相的臨界溫度，℃。擬組分i的臨界壓力可以由式(2)計(jì)算:1pci=(Fno－Ai)2pno－Aci+(FAi)2pAci

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，繪制出伊朗Y油田瀝青質(zhì)沉積相包絡(luò)線圖(見圖3)。該圖可明顯地區(qū)分瀝青質(zhì)的穩(wěn)定區(qū)域和沉淀區(qū)域。當(dāng)原油體系的溫度壓力點(diǎn)處于上AOP線上方區(qū)域時(shí)，原油中瀝青質(zhì)不會(huì)發(fā)生沉淀;當(dāng)體系壓力溫度低于上AOP對(duì)應(yīng)溫度時(shí)，瀝青質(zhì)開始出現(xiàn)沉淀;當(dāng)壓力降至泡點(diǎn)線時(shí)，瀝青質(zhì)沉淀量達(dá)到最大。這是因?yàn)�，在泡點(diǎn)線的原油體系中溶解氣達(dá)到飽和，而輕烴組分越多越容易導(dǎo)致瀝青質(zhì)析出。當(dāng)體系壓力溫度繼續(xù)下降時(shí)，氣體從液相中分離出來，部分瀝青質(zhì)會(huì)逆向溶于原油中，甚至?xí)耆�。圖3伊朗Y油田瀝青質(zhì)沉積相包絡(luò)線圖3瀝青質(zhì)沉淀趨勢(shì)分析預(yù)測(cè)確定F18井不同生產(chǎn)制度下的井筒溫度、壓力剖面，結(jié)合瀝青質(zhì)沉積相包絡(luò)線圖，分析井筒中瀝青質(zhì)析出初始點(diǎn)及析出區(qū)間。圖4所示為F18井溫度壓力剖面與瀝青質(zhì)沉積包絡(luò)線圖。溫度壓力剖面線位于包絡(luò)線上AOP線與下AOP線之間的部分，即為瀝青質(zhì)沉淀的井筒區(qū)間。剖面線與上AOP線的交點(diǎn)即為瀝青質(zhì)在井筒中的初始沉淀點(diǎn)，無交點(diǎn)即表示瀝青質(zhì)在井底無沉淀。剖面線與下AOP線的交點(diǎn)為瀝青質(zhì)在井筒中沉淀區(qū)間的頂部，剖面線與下AOP線無交點(diǎn)表明瀝青質(zhì)在井口也發(fā)生沉淀。圖4F18井溫度壓力剖面與瀝青質(zhì)沉積包絡(luò)線圖根據(jù)計(jì)算結(jié)果，進(jìn)一步對(duì)瀝青質(zhì)在井筒中的沉淀初始點(diǎn)及沉淀區(qū)間進(jìn)行分析。圖5所示為F18井井筒瀝青質(zhì)沉積規(guī)律分析。由圖5可知，隨著F18井原油產(chǎn)量的升高，瀝青質(zhì)初始沉淀點(diǎn)逐漸向井底移動(dòng)，瀝青質(zhì)在井筒中的沉淀區(qū)間長(zhǎng)度先增大然后逐漸減校產(chǎn)量為3823bbl/d時(shí)(1bbl≈0．159m3)，瀝青質(zhì)在井筒中的沉淀區(qū)間最長(zhǎng)。產(chǎn)量低于3203bbl/d時(shí)，瀝青質(zhì)初始析出井深與沉淀區(qū)間長(zhǎng)度相等，說明在井口位置也有瀝青質(zhì)沉淀發(fā)生。圖5F18井井筒瀝青質(zhì)沉積規(guī)律分析4結(jié)語采用固相沉淀測(cè)試系統(tǒng)針對(duì)伊朗Y油?
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