度;
④在某些情况下, 也可加入能胶溶沥青质的胶溶剂, 以防止沥青质沉积。
减轻或防止沥青质沉淀的研究主要局限在一般实验条件下进行,减少沥青质沉积的方法有:
1.5.1 降低注入压力法
CO2驱沥青沉淀的P-X相图(图4)中有一个沥青沉淀区域,这个热力学区域叫做“沥青沉淀相包洛线”,简称“ADE”。ADE的边界就是沥青开始絮凝沉淀的起点,随着地层原油的压力、CO2摩尔分数等热力学条件由边界移向ADE的中心(靠近饱和压力线),沥青的沉淀程度就会加剧。降低压力或者减少CO2在原油中的摩尔分数都可以避免或减轻沥青沉淀。
1.5.2 增大驱替压差法
长岩芯驱替实验表明,在油藏温度、压力条件下,水驱时渗流阻力相对较小,驱替压差较小,未出现注水困难;而一旦开始CO2气驱后,驱替压差随即迅速而持续增高,水驱0.14HCPV后CO2
驱的驱替压差最高为13.42MPa,完全水驱后再进行CO2驱渗流阻力很快大幅度增大,驱替压差最高达到16.14MPa,说明在气驱过程中的沥青质沉淀引发了较为严重的堵塞,造成有效渗透率下降。只有注入 气突破后,渗流阻力才会减小(图5)。
一旦出现注入能力下降,可以增大驱替压差维持注入能力,可利用油藏地层原油地饱压差大的特点(地层压力32.00MPa,原始饱和压力3.94MPa),通过衰竭生产降低地层压力,也可以在油层中产生较高的驱替压差,保证CO2气的注入能力。
1.5.3 化学处理法
Clarke和Pruden认为菲类化合物是沥青质沉淀的有效抑制剂,Chang和Fogler认为多官能团的极性树脂化合物对沥青质有较好的稳定化作用,廖泽文、耿安松同时认为这种多官能团的化合物也有导致沥青质和胶质共沉淀的危险性。在CO2驱油过程中使用芳烃类化学处理剂可以减少沥青质沉积。国外研究人员针对McElory油田CO2驱的的实验研究表明,在注入的CO2中添加少量甲苯或轻芳烃(轻芳烃是炼油厂重油加氢裂化的产物,主要组成是甲苯、二甲苯和烷基苯),可以减少油层中沥青质三分之一至二分之一的沉积量,从而减轻沥青对油层的堵塞,同时由于注入轻芳烃可以增加重烃(>C25)的采收率,因此在经济上也是可行的。
如果在低渗储层发生了严重的沥青堵塞,可以注入芳烃类溶剂来减轻沥青质沉淀的危害。考虑到沥青质的大分子结构特征除了具有芳香结构外,还具有极性官能团和以氢键力等物理作用力的相互结合。可以在芳烃类溶剂中添加极性组分如醇类、胺类、酮类等,增进对沥青质的溶解能力。据文献报道意大利的一个油田使用了一种廉价易得的石油炼制时产生的80~350℃馏分油,主要组成是饱和烃和不同缩合程度的芳烃,成功地清除了油井的沉积沥青质。对于井深小于3 000 m,井温小于100℃的井也可以采用俄罗斯研制开发的电水力脉冲技术清除沥青质和蜡堵塞。
1.6 研究实例
1.6.1 大芦湖油田樊124断块CO2混相驱过程中沥青质沉淀实验研究
实验原理:
本研究使用的设备为加拿大DBR公司生产的SDS固体沉淀测试系统。该系统采用激光法测试固相沉积点,其基本原理是当油气体系中有固相析出或沉积时,体系对激光的吸收会发生显著的变化,通 过检测和处理激光透过油气体系的透光强度PTL的变化来准确地确定固相析出点。系统还安装了高压在线过滤器,用于分析固相沉淀量。另外,该测试系统可以耐高温高压(200℃,69MPa),能够满足模拟 混相驱的条件,其示意图见图1。
实验内容:
1、压力下降时的沥青质沉淀。
随压力的下降,原油的透光强度平缓增大,但当压力下降到11.69MPa后开始急剧减小,形成拐点,并随之上下跳跃,表明有气相产 生,此时的压力即为饱和压力。同时用放大20倍的光学系统观察样品筒,已可以观察到气泡,表明在饱和压力以上时,压力下降没有造成PTL明显减小,没有出现沥青质析出点。
2、CO2驱过程中沥青质的沉淀条件