原油沥青质初始沉淀压力实验测定研究

原油温度、压力的改变均会引起原油中沥青质沉淀,造成储层伤害和井筒堵塞。采用自主研发的固相沥青质激光探测装置,通过透光率法探测伊朗南阿油田典型井原油样品在不同温度下的沥青质初始沉淀压力,从而确定沥青质发生沉淀的热力学条件,绘制出沥青质沉淀相包络线。结果表明,该油田油样在44℃、80℃、113℃下的沥青质沉淀点分别为42.8 MPa、39.7 MPa和35.2 MPa,原油沥青质初始沉淀压力随着温度的升高而降低;并且在井筒温度范围内呈线性关系。结合取样井井筒温度压力曲线预测出井筒中沥青质出现沉淀的深度为1 600~1 800 m,对于油田预防沥青质沉淀有极其重要的意义。     

原油沥青质的沉积条件及其控制

原油温度、压力和组分的改变均会引起沥青质发生絮凝和沉积,造成储层损害。沥青质沉积热力学预测模型可以更直观、方便地确定沥青质的沉积条件。建立了一种沥青质沉积条件的预测模型,该模型将沥青质沉积相视为固相,按液固相平衡来处理沥青质的沉积问题,根据井筒流体组成和地层性质等资料,估算原油沥青质开始沉积的压力,并提出相应的井下热力学控制条件。利用该模型预测了渤海SZ36-1油田具有代表性的3口油井的原油沥青质发生沉积的初始压力,结果表明,随着压力不断下降,原油中的沥青质在沉积初始压力处开始发生沉积,且该压力比地层温度下的原油饱和压力高出2~4 MPa,这为预防油井发生沥青质沉积具体措施的制订提供了理论依据。     

衰竭开发沥青质析出相态及数值模拟研究

在油田开发过程中,沥青质沉积可导致地层孔隙堵塞,造成油田产量下降,因此开展沥青质沉积规律研究非常必要。本文在室内实验的基础上,研究了沥青质的相态特征,利用气-液-固三相平衡理论绘制了沥青质析出包络线图,得到了沥青质析出的温度和压力范围。根据A油田实际资料,建立了沥青质模拟的数值模拟模型,能够模拟沥青质析出、絮凝、沉淀和伤害四个过程;分析了沥青质析出对地层的伤害,随着沥青质的析出,地层孔隙度和渗透率降低,原油粘度增加;研究了沥青质析出对采出程度的影响,考虑沥青质时,生产10年采出程度下降2.3%,最优井底流压为35MPa。     

原油沥青质的沉积条件及其控制

原油温度、压力和组分的改变均会引起沥青质发生絮凝和沉积，造成储层损害。沥青质沉积热力学预测模型可以更直观、方便地确定沥青质的沉积条件。建立了一种沥青质沉积条件的预测模型，该模型将沥青质沉积相视为固相，按液-固相平衡来处理沥青质的沉积问题，根据井筒流体组成和地层性质等资料，估算原油沥青质开始沉积的压力，并提出相应的井下热力学控制条件。利用该模型预测了渤海SZ36—1油田具有代表性的3口油井的原油沥青质发生沉积的初始压力，结果表明，随着压力不断下降，原油中的沥青质在沉积初始压力处开始发生沉积，且该压力比地层温度下的原油饱和压力高出2～4MPa，这为预防油井发生沥青质沉积具体措施的制订提供了理论依据。     

生产参数对沥青质井筒析出影响规律研究

针对油田沥青质井筒沉积问题,开展了生产参数对沥青质井筒析出影响规律研究,研究中采用了压差法,高温高压条件下测定温度、油气比、流速等对沥青质析出压力与再溶解的临界压力的变化规律。研究结果表明,沥青质析出压力（p_onset）与温度成反比,而沥青质再溶解的临界压力（p_red）与温度成正比;温度一定,沥青质析出压力（p_onset）随着油气比增大而增大,即原油中溶解气体量大,沥青质沉积的趋势增大;油气比和温度一定时,流速变化对沥青质的析出压力和再溶解压力几乎没有影响。     

衰竭开发沥青质析出相态及数值模拟

在油田开发过程中,沥青质沉积可导致地层孔隙堵塞,造成油田产量下降,因此开展沥青质沉积规律研究非常必要。本文在室内实验的基础上,研究了沥青质的相态特征,利用气-液-固三相平衡理论绘制了沥青质析出包络线图,得到了沥青质析出的温度和压力范围。根据F油藏实际资料,建立了沥青质数值模拟模型,能够模拟沥青质析出、絮凝、沉淀和伤害4个过程;分析了沥青质析出对地层的伤害,研究了沥青质析出对采出程度的影响,随着沥青质的析出,地层孔隙度和渗透率降低,原油黏度增加,生产10年采出程度下降2.3%。通过优化井底流压,可为防止沥青层沉积提供指导,研究成果显示F油藏最优井底流压为35.5MPa。     

哈法亚油田原油沥青质沉积趋势预测及分析

为了研究哈法亚油田沥青质的沉积趋势,对哈法亚油田三种不同油藏原油进行四组分分离,利用胶体体系稳定性定量计算方法预测了沥青质的沉积趋势,并采用元素分析、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振(1H-NMR)等分析手段对其沥青质分子结构进行了表征,探索了沥青质分子结构与沉积趋势的内在联系。研究结果表明：哈法亚油田原油沥青质有沉积的趋势,且样品A胶体不稳定指数较大,其沥青质较容易沉积。三种沥青质的结构参数存在差异,分子量、芳香度和芳香缩合度从样品A沥青质、样品B沥青质、样品C沥青质依次减少,而氢碳比(H/C比)依次增大。沥青质聚集体的稳定性与沥青质分子结构特征密切相关,H/C比值较低以及分子量、芳香度、芳香缩合度较高的样品A沥青质具有更大的稳定能,其沥青质沉淀的可能性也较大。     

伊拉克H油田原油沥青质沉积趋势预测及分析

为了研究伊拉克H油田沥青质的沉积趋势,对伊拉克H油田三种不同油藏原油进行四组分分离,利用胶体体系稳定性定量计算方法预测了沥青质的沉积趋势;并采用元素分析、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振(1H-NMR)等分析手段对其沥青质分子结构进行了表征,探索了沥青质分子结构与沉积趋势的内在联系。研究结果表明:伊拉克H油田原油沥青质有沉积的趋势,且样品A胶体不稳定指数较大,其沥青质较容易沉积。三种沥青质的结构参数存在差异,相对分子质量、芳香度和芳香缩合度从样品A沥青质、样品B沥青质、样品C沥青质依次减少,而氢碳比(H/C比)依次增大。沥青质聚集体的稳定性与沥青质分子结构特征密切相关,H/C比值较低以及相对分子质量、芳香度、芳香缩合度较高的样品A沥青质具有更大的稳定能,其沥青质沉淀的可能性也较大。     

考虑沥青质沉积的储层压力场数值模拟

油藏开发过程中,随着储层压力的下降和轻质组分的采出,原油中的胶质、沥青质等重质成分逐渐析出并沉积在岩石孔隙表面,造成渗流通道的堵塞,导致开发效果变差。本文根据相平衡理论和修正的Flory-Huggins溶解理论,建立了沥青质组分的最大溶解度模型,结合毛管束模型,推导了沥青质沉积对孔喉半径的影响公式,建立了单井渗流模型,并对模型进行了求解;与常规模型相比,该模型考虑了沥青质沉积造成的绝对渗透率损伤,压力场的波动导致沥青质的析出,而沥青质的析出又会反作用于压力场,影响开发效果。研究结果表明,随着储层压力降低,沥青质的溶解度先减小后增大,在饱和压力处取得最低值,为减少沥青质析出对开发效果的影响,应尽量使地层压力保持在饱和压力附近;沥青质沉积主要发生在生产井附近,随着到生产井距离的增大,沥青质沉积量逐渐减小,对储层渗透率、孔隙度的影响也逐渐变弱;压力场求解结果表明,当考虑沥青质沉积时,生产井附近渗流阻力增大,地层压力衰减加快。     

伊朗BA原油沥青沉积及抑制高压模拟实验研究*

在原油的开釆过程中,沥青质沉积问题可能发生于各个环节,其中在井筒或地面管线的沉积可能造成堵塞,降低生产运行效率,沉积严重时会导致油井停产。本文对伊朗BA原油样进行族组成分析,其胶体不稳定指数CII大于0.9,易发生沥青质沉积。采用压差法对BA原油沥青质析出压力进行高压模拟实验评价,结果表明：在50~96℃下,当井筒压力降低到一定程度时,原油中沥青质会析出,使压降显著增加;且沥青质析出压力随着温度升高减小,随着气油比增大而增大。采用正己烷沉淀法对8种抑制剂进行初选,阳离子表面活性剂YAI-4、YAI-6的抑制效果较好,其抑制率可达88.9%和95.6%;同时通过高压模拟实验评价,同样条件下YAI-6比YAI-4能更好的稳定原油中的沥青质,在等温降压过程中,用YAI-6处理的原油在不同条件下均没有检测到明显的压降变化,表明YAI-6 对于伊朗BA原油是一种非常有效的沥青沉积抑制剂。     

无线通信技术在油水井动态监测中的应用

介绍一种新颖的井下无线数据通信技术，将它应用在井下状态监测装置中，能在油水井正常生产状态下长期连续监测井下生产状态及井下工具工作状态，并能随时获取测试数据，解决井下生产动态监测的长期性、实时性与陆上油田低成本应用之间的矛盾。其获得的长期监测数据与短期的传统不稳定试井所获取的数据相比，可获取更多的储层信息及井下工具状态变化情况，为油田开发措施制定和提高油气采收率提供新的技术支撑。     

塔里木油田深井开采水合物防治技术研究

油气开采中,水合物的产生会严重影响正常生产,塔里木油田在深井油气开采过程中就出现水合物堵塞现象。本文对水合物生成机理进行研究,基于热力学方法建立了水合物生成预测模型;通过分析各种防治技术的适应性,结合塔里木油田的实际情况,筛选出较好的井下节流技术。根据井筒温度、压力的变化可以对气井井筒中水合物的形成位置进行准确的预测,给出了井下节流技术工艺参数设计模型和方法,可设计出井下节流器位置深度及尺寸,防止水合物的产生,该技术在塔里木油田进行了现场应用,取得了良好效果。     

海上潜山油田压力监测系统优化研究

井下压力计是获取地层压力的直接手段,每口井均下压力计能够全面取得地层压力参数,但增加了操作成本和油井管柱的复杂性。通过对JZ25-1N潜山油田压力分布、井位分布、构造特征等分析,综合考虑油田各井流动系数、产液、综合含水等参数对压力监测井位的影响,提出了海上潜山油田压力监测系统优化方法,并建立了数学模型。利用该方法优化了JZ25-1N潜山油田合理的压力计监测井位,定量分析压力监测井位以及压力监测井最小井数、比例等参数,所选取压力监测井位既代表了全油田的生产井和压力分布特征,又保持了合理的监测比例,实现了JZ25-1N潜山油田压力监测系统的优化部署。     

井下节流气井的井底压力确定新方法

针对气井压力计测试方法测取节流器以下井段压力存在困难,回声仪测压方法有时测不准液面等问题,推导了具有节流效应影响的压力公式:由节流器上流油压与套压的变化关系,计算出积液深度,再从油套环空采用井深迭代方法,得到一种新的计算井底压力的方法.通过气田现场应用表明:该方法与回声仪测压方法的静压平均相对误差小于2%,流压平均相对误差小于6%;与压力计测试方法的静压和流压平均相对误差分别小于9%和4%.该方法能比较方便和准确地得到气井井底压力,是气田动态监测的一种可靠手段.     

海上油田关井期间井筒防凝措施研究

油井在长期关井时,井筒中流体温度将逐渐降低至环境温度。当井流物温度低至原油凝固点温度时,原油将在井筒内凝结,发生凝管现象。海上油田油井所处的自然环境及热力条件复杂且恶劣,井筒中结蜡及发生凝管的风险也远高于陆上油田。对海上油田关井期间井筒防凝措施进行了研究,提出了挤生产水防凝的新方法。并分析了该方法的可行性,为海上油田关井期间油井防凝方案设计及油田低成本、安全开发起到了一定的指导作用。     

基于可靠度理论的井壁稳定性定量评价方法

非常规深层油气资源勘探开发是目前的热点,钻井地质环境复杂、井壁稳定性差,导致钻井复杂及故障频发,严重制约了油气资源勘探的安全高效开发。针对该问题,开展了相关研究,建立了一种井壁稳定性定量评价方法。首先分析和完善了现有地层坍塌及破裂压力计算模型;在此基础之上,建立了地层坍塌及破裂压力不确定性定量表征方法;同时,综合考虑高温高压环境、井径不规则、排量不稳定等不确定性因素对循环当量密度(equivalent circulating density, ECD)计算结果的影响,基于不确定度理论建立了ECD不确定性定量表征方法;在上述两方面研究的基础上,建立了定量评估井壁稳定性的分析模型,解决了井壁失稳的识别难题,实现了井壁稳定性的定量评价,可以有效降低井下复杂发生率、提高钻井效率、缩短钻井周期,为钻井施工降本提速提供技术支持。     

高温高压高产井DST过程中井底流压及井口回压的计算

DST测试期间,为了完成测试任务,通常通过油套环空加压的方式来控制井下不同目的的测试工具。对于高温高压高产井,由于地层压力高,环空使用的液体的密度可能比较高,而测试管柱内,液体组分比较复杂不能简单的使用原油的密度进行计算。为了防止测试管柱的挤毁,文中提出了使用不同油嘴下的井口压力值,测试产量,关井压力恢复过程中的井口压力以及流体性质计算测试期间井底流压,测试管柱内外压,以及防止测试管柱被挤毁而需要施加的最小的井口回压的计算公式。通过使用A油田2口井的DST的测试数据,进行了验证,公式的精度可以满足现场作业的要求。     

互相关函数法在定位射孔深度上的应用

油气井射孔深度校深技术是保证油气井完井精确射孔作业的前提。射孔作业利用油气井储层的自然放射性伽马校深和油套管接箍传统校深方法,随着油气开采时间延长,井下伽马放射性的减弱和油套管接箍的破损,射孔校深测量的这两路信号往往被井下噪声煙没,有效信号特征不明显,直接依靠传统的幅度识别法,会带来较大的射孔精度误差,甚至造成误射孔事故的发生,已无法满足薄储层精确深度射孔的需求。基于信号互相关函数法计算原理,将标准的接箍信号和伽马信号与射孔校深采集的对应信号进行互相关运算,压制背景噪声,突出有效信号,实现射孔精确校深的目的。现场应用表明,该方法校深技术简单,能够满足现场一次作业实现实时校深和射孔完井的目的,具有一定的实际应用价值。