高含蜡原油生产中析蜡和熔蜡规律实验研究

王 宏杨胜来牛彩云黄 伟李大建

（1.中国石油大学石油工程教育部重点实验室，北京 102249；2.长庆油田公司油气工艺研究院，陕西 西安 710018）

高含蜡原油生产中析蜡和熔蜡规律实验研究

王 宏1杨胜来1牛彩云2黄 伟2李大建2

（1.中国石油大学石油工程教育部重点实验室，北京 102249；2.长庆油田公司油气工艺研究院，陕西 西安 710018）

运用激光测试高压原油析蜡点的最新方法，对井筒中原油的析蜡规律和地层中原油的熔蜡规律进行了研究。研究结果表明：含气原油比脱气原油的析蜡点温度低；井筒中压力高于泡点压力时，原油析蜡点随压力下降而下降；压力低于泡点压力时，原油析蜡点随压力下降而升高；地层条件下熔蜡温度比析蜡温度高。

高含蜡；原油；高压激光测试；析蜡温度；熔蜡温度

在高含蜡原油从地下到地面的生产过程中，原油主要经过地层到井底和井底到井口2种流动过程。国内油田现阶段多采用注水开发方式，在注水开发过程中冷水的注入使得油藏温度逐渐降低，当油藏温度降至地层原油析蜡点温度以下时，高含蜡原油中的蜡晶颗粒析出导致岩层孔道堵塞，从而对油藏造成伤害。在原油从井底到井口的流动过程中，随着井筒深度减小压力从高到低逐渐变化，压力变化也会对原油析蜡点产生影响。为此，对地层中原油的熔蜡规律和井筒中原油的析蜡规律进行研究，主要是对析蜡点准确测量。

1 实验原理、装置及步骤

1.1 实验原理

地层原油处于高温、高压条件下，原油的蜡晶处于溶解状态，原油为单一液相，用激光透过原油时，激光功率为一恒定值。当由于温度下降或溶解气体脱出时，蜡晶颗粒在原油中的溶解度下降，此时，蜡晶颗粒析出，使得原油呈现雾状，蜡晶颗粒对激光光束产生散射，透过原油的激光功率会迅速下降。随着析出蜡晶颗粒的增多，激光功率也随之下降，通过温度与激光功率曲线的拐点可以准确判断原油的析蜡点。熔蜡点的测量是通过升高恒温箱的温度，待激光功率升高至原油未析蜡时的激光功率，记录此时激光功率对应的温度即为熔蜡点。

1.2 实验装置

测量原油析蜡点的方法有很多，但主要是对脱气原油的析蜡点进行研究［1］。目前：旋转黏度计法［2］、差示扫描量热法［3］、显微镜观察法［4］，都不能测量高压下含气原油的析蜡点；靠滤网两端压差判断原油析蜡温度的滤网过滤方法［5］，可以测量高压下含气原油的析蜡点，但蜡晶颗粒较小时，则不能准确测量。由于文中实验都是在高压条件下对含气原油析蜡点和熔蜡点测量，所以常规方法不能满足实验要求。用激光法可以测量高压下流体的析蜡点，但其研究对象主要是高压下透光率比较高的凝析油或凝析气［6-8］，国内对原油在井筒条件下的析蜡规律和地层条件下原油的熔蜡规律实验研究较少。

通过改造美国产高温、高压PVT-2730，以及运用大恒光电研究所研制的DH-HN350P线偏振氦氖内腔激光器、DH-JG2系列激光功率计，配套组成激光测试仪。该装置主要由高压PVT筒、圆形薄片耐压容器、温度控制系统、压力控制系统、激光发射器、激光准直镜、光纤、激光功率计、数据采集实时监测系统组成（见图1）；测试仪耐高温（150℃）、耐高压（75 MPa）、程序自动控制升降温度、升降压力，数据采集系统实时记录数据自动拟合图形。

1.3 实验步骤

实验步骤包括：1）彻底清洗PVT仪器；2）试压，检验PVT仪器的密封性；3）将油样加入PVT仪器中，静置4 h；4）打开激光测试系统，待系统稳定后，在恒定压力下降温，测定激光功率；5）观察数据采集系统的曲线形状，图形拐点处的温度即为原油析蜡点。

2 实验及结果讨论

2.1 原油物性及油样准备

本实验选择长庆油田高10油藏原油进行研究。高10油藏为低渗透储层，原油为轻质低黏油，开采方式为常规注水开发，油藏温度62℃、压力15 MPa；原油属于高含蜡原油，地面脱气油密度为0.810 7 g·cm-3，地层原油黏度0.83～4.6 mPa·s，含蜡质量分数24.7%，胶质沥青质质量分数1.8%，凝固点20℃，气油比45 m3·m-3。脱气原油过滤除杂即为本次实验所用脱气油样品，含气油样品按照气油比45 m3·m-3配制而成。

2.2 含气油与脱气油析蜡点对比

为了研究溶解气体对原油析蜡点的影响，用原油析蜡点激光测试仪分别测试脱气油和含气油样品的析蜡点。图2为含气原油、脱气原油温度与激光功率关系曲线，测得含气原油的析蜡点为53.0℃（曲线拐点对应的温度），脱气原油的析蜡点为57.4℃。含气原油比地面脱气原油的析蜡点低4.4℃。

2.3 井筒中原油的析蜡规律

为了研究井筒中原油的析蜡情况，按气油比45 m3·m-3配置地层原油样品，测得温度为62℃条件下，地层原油的泡点压力为 9.8 MPa。分别测定了15，13，11，9，8，7，5，2，0.1 MPa等8种不同压力情况下原油的析蜡点，绘制出井筒中原油的析蜡规律曲线（见图3），图中拐点为泡点压力（9.8 MPa）。

由图3可见：压力高于泡点压力时，随压力下降，原油析蜡点下降，这是由于压力高于泡点压力时，压力降低，原油密度降低，原油的析蜡点降低。压力低于泡点压力时，随压力下降，原油析蜡点升高，这是由于压力低于泡点压力后，每次降压，相应的气体也就脱出，使得低于泡点压力的原油析蜡点上升。这说明溶解气体的脱出要比压力降低对析蜡点温度的影响程度大。

2.4 地层中原油熔蜡规律

油田常采用常规注水开发，注入冷水导致油藏温度降低，当油藏温度降到原油析蜡点温度以下时，原油中的蜡晶析出，较大的蜡晶颗粒可以堵塞油层渗流孔道，从而导致严重的地层伤害［9］。当油层注入冷水导致蜡晶颗粒析出后，蜡晶颗粒能否在地层温度下熔解就成为油田注水开发所关心的主要问题。为此利用激光法对原油的析蜡规律和熔蜡规律进行了研究。

如图4所示，在油藏压力为15 MPa时，析蜡温度为53.0℃，熔蜡温度为64.2℃，熔蜡温度高于析蜡温度21.13%。如果该油藏采用注冷水开发时导致蜡晶颗粒析出，由于油层温度62℃低于熔蜡温度，不能使蜡晶颗粒全部熔化，从而可能使蜡晶颗粒堵塞油层孔道，增加注水开发的难度。为此，该油藏采用注冷水开发时，需要监测井底注水温度，当注水井井底温度低于53℃时，则应提高井口注水温度，使得注水井井底温度高于原油析蜡点温度以避免由于蜡晶颗粒析出堵塞油层孔道而引起的注水压力异常等问题。

3 结论

1）脱气油比含气油的析蜡点温度高4.4℃。

2）井筒中压力高于泡点压力时，原油析蜡点随压力下降而下降；压力低于泡点压力时，原油析蜡点随压力下降而升高。泡点压力以下，对析蜡点温度起主导因素的是气体溶解作用。

3）地层压力下，熔蜡温度比析蜡温度高11.2℃，熔蜡温度比地层温度高2.2℃。

4）熔蜡温度高于地层温度，现场注水开发中要监测注水井井底温度，确保注水温度高于析蜡温度，避免蜡晶颗粒析出，导致地层伤害。

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The People’s Republic of China Department of Energy.SY/T 0522-1993 rotating viscometer method of crude oil wax precipitation point determination［S］.Beijing：Petroleum Industry Press，1993.

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Wang Yizhong，Song Wenjie，Jiang Tongwen，et al.Experimental study of wax precipitation in gas condensate with high temperature，high pressure and high wax［J］.Xinjiang Petroleum Geology，2009，30（2）：244-246.

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Experimental study on law of wax appearance and disappearance in high wax content oil production

Wang Hong1Yang Shenglai1Niu Caiyun2Huang Wei2Li Dajian2
(1.MOE Key Laboratory of Petroleum Engineering in China University of Petroleum,Beijing 102249,China；2.Oil and Gas Technology Institute of Changqing Oilfield Company,PetroChina,Xi′an 710018,China)

This article studied the law of wax appearance and disappearance of high wax content crude oil in wellbore and reservoir by using the latest laser testing system.The results indicate that the wax appearance point(WAP)of live oil is lower than that of dead oil.The WAP of crude oil reduces as the pressure drops when the bottom pressure is higher than the bubble point pressure.The WAP of crude oil rises as the pressure drops when the bottom pressure is lower than the bubble point pressure.The wax disappearance point(WDP)is higher than that of WAP under the formation condition.

high wax content,crude oil,laser testing system with high pressure,wax appearance point,wax disappearance point.

TE311

A

2010-01-11；改回日期：2010-07-19。

王宏，男，1983年生，硕士，2010年毕业于中国石油大学（北京），主攻油气田开发工程专业。E-mail：wh19830604@163.com。

（编辑 王淑玉）

1005-8907（2010）05-605-03

王宏，杨胜来，牛彩云，等.高含蜡原油生产中析蜡和熔蜡规律实验研究［J］.断块油气田，2010，17（5）：605-607.

Wang Hong，Yang Shenglai，Niu Caiyun，et al.Experimental study on law of wax appearance and disappearance in high wax content oil production［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2010，17（5）：605-607.