[發(fā)明專利]用于預測瀝青質(zhì)沉淀的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201580074174.5
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN107209166A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 索班·巴拉珊姆加姆;梅迪·哈格舍納斯;多麗絲·龔扎勒茲;蒂莫西·托頓
• 申請（專利權(quán)）人: BP北美公司
• 主分類號: G01N33/28
• 分類號: G01N33/28
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司11219
• 代理人: 楊青,穆德駿

技術領域

本發(fā)明涉及用于預測瀝青質(zhì)沉淀包絡(envelope)和相關參數(shù)的方法。具體來說，本發(fā)明涉及用于預測來自地層的流體的瀝青質(zhì)沉淀包絡和相關參數(shù)的方法。

背景技術

烴流體的生產(chǎn)需要復雜的海底和表面生產(chǎn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)被設計成從生產(chǎn)烴流體的儲層(reservoir)安全地提取烴。通常在極端壓力和溫度條件下提取該流體，特別是在從深海儲層提取所述流體時。

所提取的流體通常含有烴固體如蠟、水合物以及瀝青質(zhì)。在生產(chǎn)系統(tǒng)中，這些烴固體的沉積可以對整個操作產(chǎn)生顯著破環(huán)。例如，瀝青質(zhì)可以沉積在井筒、歧管、流送管/上升管和上部結(jié)構(gòu)中的任何一個或全部中。

瀝青質(zhì)沉積主要是一種組成和壓力驅(qū)動的現(xiàn)象，其中溫度起次要作用。具體來說，具有高的氣體與烴流體比率的不飽和高壓儲層傾向于呈現(xiàn)最高的瀝青質(zhì)沉積風險。

不飽和烴流體儲層未被溶解氣體完全飽和。隨著烴流體的壓力在提取時減低，氣體保留在溶液中直到到達流體的油泡點為止。當壓力從儲層壓力升高到油泡點時，烴流體中的溶解氣體組分開始膨脹，使得流體密度降低并且流體的摩爾體積提高。

摩爾體積提高使得烴流體的溶劑力(SP)和溶解性參數(shù)(δ)降低。這些是用于定義流體溶解瀝青質(zhì)的能力的簡單量度。較高的溶劑力和溶解性參數(shù)提供更好的瀝青質(zhì)溶解。

在溶劑力降低到低于烴流體的瀝青質(zhì)臨界溶劑力(CSPa)或溶解性參數(shù)降低到低于烴流體的起始溶解性參數(shù)(δ起始)時，瀝青質(zhì)開始從烴流體中沉淀。溶劑力與瀝青質(zhì)臨界溶劑力或溶解性參數(shù)與起始溶解性參數(shù)之間的差值越大，越多的瀝青質(zhì)將從流體中沉淀出來。

因此，可以看出流體中存在的溶解氣體可以充當瀝青質(zhì)沉淀劑。

瀝青質(zhì)起始壓力上限是高于油泡點的壓力，在該壓力下，瀝青質(zhì)開始從烴流體中沉淀。瀝青質(zhì)起始壓力下限是低于油泡點的壓力，在該壓力下，瀝青質(zhì)停止從烴流體中沉淀。當壓力在烴流體提取期間下降時，瀝青質(zhì)沉淀在瀝青質(zhì)起始壓力上限開始并且進行到達到瀝青質(zhì)起始壓力下限為止。

應了解，在設計或操作烴流體提取系統(tǒng)時，預測瀝青質(zhì)沉淀包絡的方法可能是非常有用的。瀝青質(zhì)沉淀包絡可以用于評估瀝青質(zhì)沉積風險。例如，關于瀝青質(zhì)沉淀包絡的知識使得能夠鑒定可能傾向于瀝青質(zhì)不穩(wěn)定的位置，并因此輔助設計適合的緩解和/或補救策略。

瀝青質(zhì)不穩(wěn)定趨勢(ASphaltene InStability Trend；ASIST)法是眾所周知的，并且基于如下基本假設：非極性物質(zhì)如粗油的溶解性參數(shù)和折射率是線性相關的。然而，使用ASIST法進行的瀝青質(zhì)起始壓力的預測一般與所測量的流體的瀝青質(zhì)起始壓力不相符。Wang等人:預測瀝青質(zhì)絮凝的實驗方法(An Experimental Approach to Prediction of Asphaltene Flocculation)(SPE 64994,2001)描述了ASIST法。

還可以通過減壓實驗在活動流體上測量瀝青質(zhì)起始壓力，所述減壓實驗在固體檢測系統(tǒng)(SDS)裝置中在活動流體上執(zhí)行。但是，此工藝昂貴并且費力，需要專業(yè)的設備與活動的井下流體樣品兩者。

因此，需要一種可靠地預測流體的瀝青質(zhì)沉淀包絡的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于確定一個或多個壓力下儲罐油的溶解性參數(shù)δ_STO的方法，所述方法包括：

根據(jù)式(1)確定校正因數(shù)F_校正：

F_校正＝δ_STO(物理)/δ_{STO(溶劑力)} (1)

其中：δ_STO(物理)是基于儲罐油的物理性質(zhì)估算的儲罐油的溶解性參數(shù)，并且

δ_{STO(溶劑力)}是基于儲罐油的溶劑力估算的儲罐油的溶解性參數(shù)，

根據(jù)式(2)將校正因數(shù)F_校正應用于在一個或多個壓力下基于儲罐油的物理性質(zhì)估算的儲罐油的溶解性參數(shù)δ_STO(估算)：

δ_STO＝δ_STO(估算)/F_校正 (2)。

本發(fā)明還提供一種估算一個或多個壓力下由儲罐油和溶解氣體組成的流體的溶解性參數(shù)δ_流體的方法，所述方法包括根據(jù)式(3)計算δ_流體：