深水完井油氣測(cè)試中原油析蠟預(yù)測(cè)方法研究

張曉東 譚振興 孫明

摘 要：油氣資源在現(xiàn)代社會(huì)中占據(jù)了重要地位，關(guān)系到國(guó)家穩(wěn)定與社會(huì)發(fā)展，特別是對(duì)于中國(guó)這樣的擁有十?dāng)?shù)億人口的大國(guó)來說，油氣資源的穩(wěn)定供應(yīng)已經(jīng)深深的關(guān)系到國(guó)家的安全。近年來，中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，對(duì)于油氣資源的需求量也與日俱增，特別是在已陷入資源困境的當(dāng)代，如何保障能源資源的持續(xù)供應(yīng)已經(jīng)引起了各國(guó)政府的高度重視。據(jù)測(cè)算我國(guó)的深水海域擁有豐富的油氣資源，這將是我國(guó)未來面對(duì)能源困境的破局之策，但是卻因?yàn)楹Ｉ嫌吞锏母吆炓约吧钏蜏氐忍卣?，使得油氣的開發(fā)面臨著很多的問題，下面本文就將針對(duì)深水完井測(cè)試中原油析蠟預(yù)測(cè)方法進(jìn)行研究，希望會(huì)對(duì)相關(guān)人士提供些許建議和參考。

關(guān)鍵詞：深水完井;油氣測(cè)試;原油析蠟;預(yù)測(cè)方法;研究

石蠟沉積一直都是石油開發(fā)面對(duì)的一個(gè)嚴(yán)重的問題，給石油開采業(yè)務(wù)的發(fā)展帶來了很大的損失。特別是在深水海域的油氣資源開采的過程中，由于深海開采的種種條件限制使得石蠟沉積問題對(duì)深海石油開采的影響尤為突出，而且由于油氣資源經(jīng)過了長(zhǎng)時(shí)間的消耗，能源困境在不久的將來極有可能發(fā)生，所以加快深海油氣資源的開發(fā)進(jìn)程已經(jīng)成為了一個(gè)不可避免的時(shí)代選擇，也因此解決石蠟沉積問題的必要性也愈發(fā)的突出，至少對(duì)于原油析蠟預(yù)測(cè)方法的研究應(yīng)該重視。

1 海洋油氣資源的簡(jiǎn)要介紹

海洋油氣資源一般分布在被動(dòng)大陸邊緣的陸坡區(qū)，因?yàn)殛懫聟^(qū)有良好的油氣生成條件，而且還可以為油氣提供良好的儲(chǔ)層。據(jù)估算全球海上油氣田超過2000塊，而且石油總儲(chǔ)量占全球石油總儲(chǔ)量的30%以上，全球海上油氣資源可以說是十分豐富。就我國(guó)而言，我國(guó)的海上油氣資源也十分豐富，僅南海海域石油地質(zhì)儲(chǔ)量就有300億噸左右，占我國(guó)油氣資源總量的三成以上，但其中卻有70%位于深海區(qū)域。我國(guó)海洋油氣資源的開發(fā)早就已經(jīng)開始，但是限于技術(shù)以及其他種種原因我國(guó)目前的海洋油氣開發(fā)僅僅只限于近海，由于對(duì)油氣能源需求量的加大，對(duì)深海油氣資源的開采已經(jīng)被提上了日程。

2 完井工程的簡(jiǎn)要介紹

完井工程是油氣田開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，其與鉆井及采油工程有著密切聯(lián)系，是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)工程，具有極強(qiáng)的系統(tǒng)性。完井工程是包括著鉆開油層、下油層套管、固井、射孔、下生產(chǎn)管柱、排液等步驟的系統(tǒng)工程，不論是陸上還是海上油氣田的開發(fā)都需要進(jìn)行完井作業(yè)，而且完井費(fèi)用較高（特別是海上油氣田的完井工作），所以在進(jìn)行完井作業(yè)的設(shè)計(jì)時(shí)一定要進(jìn)行積極、充分、完善的設(shè)計(jì)，以降低油氣田的開采成本，也要盡量的保護(hù)好油氣田的壽命，做到“高產(chǎn)量，低投入”。在傳統(tǒng)的完井工程中，工作者一般將完井工程認(rèn)為是鉆井工程的最后一道工序，但是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的新工藝和新技術(shù)被應(yīng)用在了油氣田開采之中，這也使得人們對(duì)完井工程的認(rèn)識(shí)更加的深入，完井工程已經(jīng)不再僅僅只是鉆井工程的收尾程序，而是連接鉆井及采油工程的系統(tǒng)工程[1]。

3 蠟沉積影響因素及其影響規(guī)律

要對(duì)原油析蠟預(yù)測(cè)方法進(jìn)行研究就要對(duì)蠟沉積的因素及影響規(guī)律進(jìn)行研究，以便深入了解原油析蠟機(jī)理。筆者根據(jù)相關(guān)資料對(duì)原油析蠟的影響因素進(jìn)行了總結(jié)分析，下面就將一一進(jìn)行介紹。

3.1 原油溫度 影響油氣體系有機(jī)固相沉積的因素有很多，但最重要的影響因素要屬原油溫度。石蠟會(huì)在高溫狀態(tài)下溶于原油中，但是隨著溫度降低其又會(huì)析出，析出的石蠟會(huì)堆積成三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對(duì)原油的流動(dòng)性產(chǎn)生影響，從而影響產(chǎn)油效率。

3.2 壓力影響 對(duì)于組成確定的油氣體系來說，壓力也會(huì)對(duì)有機(jī)固相沉積的體系產(chǎn)生影響，與石蠟沉積有著較大的聯(lián)系。一般來說當(dāng)壓力高于泡點(diǎn)壓力時(shí)，原油中的溶解氣和輕質(zhì)組分會(huì)充當(dāng)石蠟的溶劑的作用，使得石蠟穩(wěn)定存在與原油中;但當(dāng)壓力低于泡點(diǎn)壓力時(shí)，溶解氣與輕質(zhì)組分會(huì)發(fā)揮出去，石蠟缺少溶劑超出其飽和濃度，就會(huì)沉積。

3.3 油氣體系的組成 ?油氣體系的組成反映了地下油氣儲(chǔ)層的內(nèi)部特征，其與蠟沉積也有著顯著的聯(lián)系。由于油氣體系的組成千差萬別，所以固相有機(jī)物析出的情況也不盡相同。但一般來說體系組成越重，沉積點(diǎn)的溫度就會(huì)越高，沉積量就會(huì)越高，以油中烴類的分子量分布為例，相同壓力下油中重質(zhì)組分越多，參與沉積的石蠟分子量就越大，析蠟溫度就越高，體系越容易析蠟。

3.4 其他因素的影響 除上述因素以外還有許多因素會(huì)對(duì)蠟沉積產(chǎn)生影響，例如原油中的石蠟含量就會(huì)對(duì)蠟沉積產(chǎn)生影響，而且這還是影響蠟沉積的決定性因素，石蠟含量越多，原油的凝固點(diǎn)越高，溫度一旦降低石蠟就會(huì)極易析出;重質(zhì)組分也會(huì)對(duì)蠟沉積產(chǎn)生影響，相關(guān)研究表明重質(zhì)含量越高，固相就越容易產(chǎn)生，結(jié)蠟現(xiàn)象就會(huì)越嚴(yán)重;此外，液流速度、含水率、生產(chǎn)時(shí)間等因素也會(huì)對(duì)蠟沉積構(gòu)成影響[2]。

4 深水完井油氣測(cè)試中原油析蠟預(yù)測(cè)方法的研究

無論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外對(duì)于蠟沉積的問題的研究主要有理論模型預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)研究?jī)煞N方法，其中實(shí)驗(yàn)研究主要的研究目標(biāo)是析蠟點(diǎn)以及沉積量的測(cè)量上，主要方法包括旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、激光法、偏光顯微鏡觀察法和粘性流動(dòng)活化能變化法等。而對(duì)于理論模型預(yù)測(cè)的方法，經(jīng)過多年的實(shí)踐探索，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了顯著的成果，目前主要的數(shù)學(xué)模型主要包括原油蠟沉積動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)模型和熱力學(xué)預(yù)測(cè)模型。對(duì)于蠟沉積預(yù)測(cè)動(dòng)力學(xué)模型其中較為有影響力的包括Burger模型、Majeed模型、Harnouda模型等，在Burger模型中蠟沉積被認(rèn)為是受到分子擴(kuò)散和剪切分散作用的結(jié)果;Majeed模型則認(rèn)為剪切分散不起作用，故在蠟沉積動(dòng)力學(xué)模型的建立時(shí)只需考慮分子擴(kuò)散的影響[3]。關(guān)于蠟沉積預(yù)測(cè)熱力學(xué)模型的研究已經(jīng)取得了重大的進(jìn)展，并有著多種數(shù)學(xué)模型的支持，蠟沉積預(yù)測(cè)模型大致可以分為狀態(tài)方程模型、聚合體溶液模型、正規(guī)溶液模型以及原油組成模型四類，現(xiàn)在關(guān)于深水完井油氣測(cè)試中原油析蠟預(yù)測(cè)方法的研究主要就是基于蠟沉積預(yù)測(cè)熱力學(xué)模型的研究，在進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化后析蠟預(yù)測(cè)模型的研究可以建立在氣-液-固三相相平衡規(guī)律的熱力學(xué)理論的預(yù)測(cè)模型之上，值得注意的是在進(jìn)行析蠟預(yù)測(cè)模型的研究時(shí)要注意對(duì)油氣烴類體系重組分組成及熱力學(xué)性質(zhì)處理、狀態(tài)方程的選取、逸度平衡參數(shù)等參數(shù)的選取。

5 結(jié)束語

為了應(yīng)對(duì)能源資源的短缺對(duì)深水油田進(jìn)行開發(fā)已經(jīng)是不可避免的，為了保證原油開采的效率，降低原油的開采成本，實(shí)踐證明三相相平衡熱力學(xué)預(yù)測(cè)模型比較準(zhǔn)確，能夠用來進(jìn)行這方面的預(yù)測(cè)計(jì)算工作，值得進(jìn)行推廣和更加深入的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]李效波.深水完井油氣測(cè)試中原油析蠟預(yù)測(cè)方法研究[D].中國(guó)石油大學(xué)，2009.

[2]康露.海上測(cè)試管柱決策軟件開發(fā)[D].西南石油大學(xué)，2015.

[3]蓋蕓.含蠟原油管道蠟沉積模型研究[D].西南石油大學(xué)，2014.