含蠟原油析蠟點確定的新方法及其應(yīng)用

趙文勛

（勝利油田濱南采油廠，山東 濱州 256600）

含蠟原油在油層條件下，石蠟一般溶解在原油中。含蠟高的原油在地層、油管、管線以及地面原油貯存設(shè)備中的沉積，常常給原油開采和運輸帶來許多困難。因此研究原油析蠟過程對原油開發(fā)、儲運工程設(shè)計等均有重要意義。

目前確定含蠟原油析蠟點的主流方法有差示掃描量熱(DSC)法、旋轉(zhuǎn)粘度計法、顯微觀察法和活化能法。其中，顯微觀察法和旋轉(zhuǎn)粘度計法有一定的人為因素影響，并且由于輕組分的揮發(fā)，會使測定結(jié)果偏高，對于析蠟速率較慢的原油不宜用顯微觀察法和旋轉(zhuǎn)粘度計法。DSC法基本消除了顯微觀察法和旋轉(zhuǎn)粘度計法固有的人為因素，適用范圍廣，但該方法需要有一定的蠟析出后，測試儀器才能感受到差示熱流的變化，故測試結(jié)果偏低。依據(jù)活化能的增加確定原油析蠟點，數(shù)據(jù)取自原油粘溫曲線，其結(jié)果與DSC法確定的析蠟點基本一致。

1 石蠟沉積激光檢測儀原理及裝置介紹

1.1 原理介紹

該儀器是根據(jù)激光透過不同介質(zhì)后能量衰減程度不同來測試含蠟原油的析蠟點的。具體方法是讓氦氖激光器發(fā)出一定功率的激光，穿過實驗體系，激光因被體系吸收一部分能量而衰減，體系不變時激光衰減量不變，當(dāng)體系中析出蠟晶時，體系對激光能量的吸收增強(qiáng)，激光衰減量增加，隨著蠟晶的增多，導(dǎo)致穿過體系的激光能量急劇下降，檢測并處理激光穿過體系后的能量變化，就可以確定體系的石蠟沉積點。

1.2 實驗裝置及流程

該實驗裝置由美國RUSKA 公司生產(chǎn)的PVT-3000，配合自主研發(fā)的石蠟沉積激光檢測儀組成。裝置的核心部件是一個兩面都帶有視窗的高壓釜和氦氖激光測試裝置。激光測試裝置主要由激光電源、氦氖激光發(fā)生器、光纖、激光靶和激光功率指示計五部分組成。激光傳導(dǎo)光纖和激光靶分別安裝在高壓釜的視窗兩側(cè)，由氦氖激光發(fā)生器發(fā)出的激光經(jīng)由光纖透過高壓容器視窗穿過待測體系后，照射到激光靶上，激光靶將接受到的信號傳給激光功率指示計，功率信號經(jīng)由數(shù)據(jù)采集卡傳送至計算機(jī)，配合自主開發(fā)的軟件可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、屏幕曲線顯示和數(shù)據(jù)分析等功能。

2 激光儀正確性驗證

分別用旋轉(zhuǎn)粘度計法、DSC法及激光法在常壓下對高2井原油的析蠟點進(jìn)行測定，試驗所用的主要儀器為德國HAAKE公司產(chǎn)VT550 粘度計的MVDIN 測量系統(tǒng)，美國TA 公司生產(chǎn)的TA 2000/MDSC 2910型差示掃描量熱儀，筆者研制的石蠟沉積激光檢測儀(控溫精確度為±0.1℃)。用旋轉(zhuǎn)粘度計法、DSC法及激光法所測析蠟點分別為55℃、53℃、53.5℃。通過對比測定結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，用激光法測定的析蠟溫度為53.5℃，與DSC法及旋轉(zhuǎn)粘度計法測定結(jié)果比較接近，證明應(yīng)用該法測定析蠟點是科學(xué)合理的。

3 實驗及結(jié)果討論

選擇某油田H52 井區(qū)H2 井進(jìn)行研究性實驗。H52 井區(qū)屬于高含蠟油藏，含蠟量25%，埋深為1700m，油層厚度為11.4m，孔隙度為12.1%，滲透率6.33mD，平均原始地層壓力13.05MPa，飽和壓力10.78MPa，壓力系數(shù)0.79，平均地層溫度60.5℃，地溫梯度為3.0℃/100m。

3.1 試驗用流體

將井口取來的高壓油樣通過實驗室測試，分析出油氣組分、氣油比。按原氣樣組分配置天然氣，油樣過濾除雜后與配置的天然氣按照測定的氣油比在地層溫度、壓力下配制成地層流體樣品。

3.2 析蠟曲線測定

利用石蠟沉積激光檢測儀測定不同壓力下油樣的析蠟點。在壓力13MPa 下，激光功率隨復(fù)配油樣的溫度變化曲線如圖1所示，由圖中的轉(zhuǎn)折點可確定出析蠟溫度點為50.77℃。同樣步驟可以測定不同壓力下復(fù)配油樣的析蠟點，得到原油析蠟溫度點隨壓力變化曲線，見圖2。

圖1 激光功率隨油樣的溫度變化曲線

圖2 原油析蠟溫度點隨壓力變化曲線

從圖2中可以看出，隨著壓力降低，原油析蠟點先降低后升高，分成a、b兩段，轉(zhuǎn)折點為飽和壓力點。這主要是由于當(dāng)壓力高于飽和壓力時，原油中沒有氣體脫出，隨著壓力降低，原油體積膨脹，密度降低，原油的析蠟點降低；當(dāng)壓力低于飽和壓力后，由于氣體脫出，原油重組分比重增加，又使得原油析蠟點升高。另外可以看出，a 段曲線斜率的絕對值大于b 段曲線斜率，這說明氣體的脫出要比壓力降低對析蠟點溫度的影響程度大。

該井原油在壓力25~2MPa 下的析蠟溫度點在50.61~52.15℃。因此，在地層中不會出現(xiàn)石蠟沉積；注水開發(fā)時，如果水溫低于50.61℃時易造成石蠟沉積，堵塞孔隙，產(chǎn)生冷傷害。同時，由于埋深為1700m，地溫梯度為3.0℃/100m，如果不采取防蠟措施，井筒中也會出現(xiàn)石蠟沉積。

4 結(jié)論

筆者開發(fā)的這套石蠟沉積激光檢測儀實驗精度高，結(jié)果再現(xiàn)性好，可進(jìn)行高壓下原油析蠟規(guī)律研究，且采用計算機(jī)自動采集、分析數(shù)據(jù)，大大降低了人力資源成本。析蠟測試結(jié)果表明，隨著壓力降低，原油析蠟點先降低后升高，轉(zhuǎn)折點為飽和壓力點。在飽和壓力點以下，析蠟溫度隨壓力下降而升高，壓力越低析蠟溫度上升越快，飽和壓力點以上的情況與之相反。對于該井區(qū)，氣體的脫出比壓力降低對析蠟溫度的影響程度大。該井原油在壓力25~2MPa 下的析蠟溫度點在50.61~52.15℃，在地層中不會出現(xiàn)石蠟沉積；注水開發(fā)時，如果水溫低于50.61℃時易造成冷傷害；同時井筒應(yīng)采取保溫、加熱等防蠟。