深水完井油氣測試中原油析蠟預測方法研究

張曉東 譚振興 孫明

摘 要：油氣資源在現(xiàn)代社會中占據(jù)了重要地位，關(guān)系到國家穩(wěn)定與社會發(fā)展，特別是對于中國這樣的擁有十數(shù)億人口的大國來說，油氣資源的穩(wěn)定供應(yīng)已經(jīng)深深的關(guān)系到國家的安全。近年來，中國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，對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代，如何保障能源資源的持續(xù)供應(yīng)已經(jīng)引起了各國政府的高度重視。據(jù)測算我國的深水海域擁有豐富的油氣資源，這將是我國未來面對能源困境的破局之策，但是卻因為海上油田的高含蠟以及深水低溫等特征，使得油氣的開發(fā)面臨著很多的問題，下面本文就將針對深水完井測試中原油析蠟預測方法進行研究，希望會對相關(guān)人士提供些許建議和參考。

關(guān)鍵詞：深水完井;油氣測試;原油析蠟;預測方法;研究

石蠟沉積一直都是石油開發(fā)面對的一個嚴重的問題，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)過了長時間的消耗，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)進程已經(jīng)成為了一個不可避免的時代選擇，也因此解決石蠟沉積問題的必要性也愈發(fā)的突出，至少對于原油析蠟預測方法的研究應(yīng)該重視。

1 海洋油氣資源的簡要介紹

海洋油氣資源一般分布在被動大陸邊緣的陸坡區(qū)，因為陸坡區(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層。據(jù)估算全球海上油氣田超過2000塊，而且石油總儲量占全球石油總儲量的30%以上，全球海上油氣資源可以說是十分豐富。就我國而言，我國的海上油氣資源也十分豐富，僅南海海域石油地質(zhì)儲量就有300億噸左右，占我國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目前的海洋油氣開發(fā)僅僅只限于近海，由于對油氣能源需求量的加大，對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，是一項綜合性的技術(shù)工程，具有極強的系統(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)都需要進行完井作業(yè)，而且完井費用較高（特別是海上油氣田的完井工作），所以在進行完井作業(yè)的設(shè)計時一定要進行積極、充分、完善的設(shè)計，以降低油氣田的開采成本，也要盡量的保護好油氣田的壽命，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為是鉆井工程的最后一道工序，但是隨著科學技術(shù)的進步，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，這也使得人們對完井工程的認識更加的深入，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

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

3.1 原油溫度 影響油氣體系有機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。石蠟會在高溫狀態(tài)下溶于原油中，但是隨著溫度降低其又會析出，析出的石蠟會堆積成三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對原油的流動性產(chǎn)生影響，從而影響產(chǎn)油效率。

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

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，沉積點的溫度就會越高，沉積量就會越高，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對蠟沉積產(chǎn)生影響，例如原油中的石蠟含量就會對蠟沉積產(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，原油的凝固點越高，溫度一旦降低石蠟就會極易析出;重質(zhì)組分也會對蠟沉積產(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)象就會越嚴重;此外，液流速度、含水率、生產(chǎn)時間等因素也會對蠟沉積構(gòu)成影響[2]。

4 深水完井油氣測試中原油析蠟預測方法的研究

無論國內(nèi)還是國外對于蠟沉積的問題的研究主要有理論模型預測和實驗研究兩種方法，其中實驗研究主要的研究目標是析蠟點以及沉積量的測量上，主要方法包括旋轉(zhuǎn)粘度計、激光法、偏光顯微鏡觀察法和粘性流動活化能變化法等。而對于理論模型預測的方法，經(jīng)過多年的實踐探索，以及計算機技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了顯著的成果，目前主要的數(shù)學模型主要包括原油蠟沉積動力學預測模型和熱力學預測模型。對于蠟沉積預測動力學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模型中蠟沉積被認為是受到分子擴散和剪切分散作用的結(jié)果;Majeed模型則認為剪切分散不起作用，故在蠟沉積動力學模型的建立時只需考慮分子擴散的影響[3]。關(guān)于蠟沉積預測熱力學模型的研究已經(jīng)取得了重大的進展，并有著多種數(shù)學模型的支持，蠟沉積預測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)于深水完井油氣測試中原油析蠟預測方法的研究主要就是基于蠟沉積預測熱力學模型的研究，在進行必要的簡化后析蠟預測模型的研究可以建立在氣-液-固三相相平衡規(guī)律的熱力學理論的預測模型之上，值得注意的是在進行析蠟預測模型的研究時要注意對油氣烴類體系重組分組成及熱力學性質(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)對能源資源的短缺對深水油田進行開發(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，實踐證明三相相平衡熱力學預測模型比較準確，能夠用來進行這方面的預測計算工作，值得進行推廣和更加深入的研究。

參考文獻：

[1]李效波.深水完井油氣測試中原油析蠟預測方法研究[D].中國石油大學，2009.

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

[3]蓋蕓.含蠟原油管道蠟沉積模型研究[D].西南石油大學，2014.