浅谈伊朗雅达油田沥青质沉淀的防治对策

李光涛

（中国石化集团国际石油勘探开发有限公司，北京 100029）

伊朗雅达油田储层为白垩系碳酸盐岩，油藏埋藏深，目前主力开发层系为层状异常高压油藏，4 100～4 300 m，原始地层压力约为62 MPa，饱和压力为26 MPa，原油物性为轻质油，地层压力系数为1.55～1.6，原油品质差，硫化氢6.0×10-3，沥青0.62%，含蜡5.9%.油田从投产以来，普遍出现沥青析出，部分油井沥青析出严重，经常堵塞生产管柱，造成油井停产，导致油井免修期短，影响油田正常生产。

一般而言，在稳定的油藏条件下，原油中的饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质处于热力学平衡状态。沥青质是油藏原油中的一个重要组分，在一次采油和气驱提高采收率过程中，当温度、压力、原油组分等发生变化时，可能破坏沥青质在原油中的平衡，导致沥青质在原油中絮凝和沉淀。这种沉淀既可能发生在储层中，又可能发生在井筒、油嘴、分离器、地面管线以及油罐等设备中[1-5]，轻则影响生产操作，增加操作成本，重则堵塞地层及油管，甚至导致油井报废。

1 雅达油田生产中沥青质沉淀现状

目前，雅达油田所开采的F层地层压力及井底流压明显高于沥青质沉淀压力，不会出现沥青质沉淀，同时生产实践中也未发现地层或井底的沥青质沉淀问题。

1.1 井筒堵塞

如果沉淀发生在井筒中，析出的沥青质会附着在油管壁内，随着生产时间的不断积累，导致油管内径缩小，流体在井筒中的摩阻增大，逐渐形成井下油嘴效应。同时，油管内壁上沉积的沥青质有时候会由于重力作用及油流的冲刷作用掉落到井底，或者随原油流出，致使油管内径在减小的趋势下出现增大的瞬间，反映在生产曲线上，就是井口压力在一个时期内逐渐减小，之后有个瞬间增大，然后还是会持续降低，直至不能正常生产。这都是典型的沥青质堵塞井筒的现象。

该情况目前在雅达油田生产实践中较为常见，对于几口井口压力较低的井尤为严重。

1.2 油嘴堵塞

若沥青质在地层及井筒中都未沉淀，随着从井底到井口温度压力的不断降低，沥青质可能沉淀在井口油嘴处，使油嘴尺寸减小，严重的可导致油嘴失效，甚至堵塞油嘴。常见现象有：调整油嘴大小时井口压力无变化；油嘴不变时井口压力增大，井口温度降低，在对油嘴进行冲刷之后，井口压力显著降低。这是油嘴沥青堵塞的显著特征。

2 沥青质的预防

2.1 添加化学溶剂

根据石油胶体结构模型可知，只有当原油中沥青质、胶质、芳香烃、烷烃等的含量在一定的比例范围时，石油体系才能处于平衡状态[6]。因此，通过添加化学溶剂（抑制剂、溶剂等）来改变原油组分，通过添加沥青质分散剂，防止或解离沥青质的网状构架，使之形成颗粒分散状态而不易絮凝沉积[7]，以达到抑制或减缓沥青质沉淀的目的，成为油田防止沥青质沉淀很重要的方法。

雅达油田在完井设计中，设置了井下化学剂注入装置，沥青质抑制剂通过地面注入泵经过毛细管及井下注入短节，进入油管与原油混合，从而达到减轻沥青质析出和沉淀的目的。选取F18井进行沥青质抑制剂注入试验，从2012年下半年开始一直到2014年7月。期间，由于地面注入设备及注入管线等问题偶有间断。

由图1 F18井生产曲线可以看出，2013年3月、2013年7月及2013年10月，该井分别有3次井口压力骤降，致使该井无法正常生产，通过CTU除沥青作业，才使油井得以恢复生产，作业间隔仅仅只有3个月。而这期间，该井的沥青质抑制剂注入几乎中断。2013年10月之后，该井沥青质抑制剂恢复注入，注入量基本稳定在90 L/d。该井一直稳定生产至2014年7月，后由于其他原因关井。

图1 F18井生产曲线

由以上该井的生产曲线及沥青质抑制剂注入情况分析，沥青质抑制剂对于延缓或抑制油井的沥青质沉淀有显著的作用，可大大延长除沥青作业的时间间隔，延长生产时间，降低作业成本。同时，地面管线及分离器设备中也会注入沥青质溶剂，防止沥青质沉淀。

2.2 合理控制生产参数

在可能的条件下，解决沥青质沉淀问题的最好方法是采取预防措施，预测或诊断的最好工具是沥青质沉积相包络线图（ADE-Asphaltene Deposition Envelope）[8]。

在相图中，出现沥青质絮凝的所有热力学点的集中称为“沥青沉积包络线”。在某些热力学条件下，沥青质出现一种叫作絮凝的行为，即沥青质絮凝成为大的聚集体。沥青油藏流体的相图中有一条泡点线、一条上ADE边界线和一条下ADE边界线。某些沥青质油藏流体，显示了一种不可逆的沥青絮凝过程，这意味着一旦穿过上ADE边界线（比如在取样和生产过程中），某些沥青质通过简单的逆向循环热力学路径，不会反絮凝回到稳定的悬浮状态。

对取样井F18不同生产制度下的井筒温度、压力剖面进行计算，结合沥青质沉积相包络线图，分析井筒中沥青质析出初始点及析出区间。

图2所示为F18井温度压力剖面与沥青质沉积包络线图。温度压力剖面线位于包络线上AOP线与下AOP线之间的部分，即为沥青质沉淀的井筒区间，剖面线与上AOP线的交点即为沥青质在井筒中的初始沉淀点，无交点即表示沥青质在井底无沉淀。剖面线与下AOP线的交点为沥青质在井筒中沉淀区间的顶部，剖面线与下AOP线无交点表明沥青质在井口也发生沉淀。

为了防止沥青质沉淀，油田应该在沉积包络线以外的条件下生产，温度、压力控制的操作是主要方式。

图2 F18井温度压力剖面与沥青质沉积包络线图

3 沥青质的清除

当沉淀物形成以后，可使用机械处理和化学处理方法来清除这些沉淀物。

3.1 机械清除法（连续油管CTU＋溶剂）

目前，油田中对井筒中沥青质沉淀主要采用连续油管（CTU）作业清除。当油管沥青质堵塞严重时，先用连续油管水力喷射冲刷通洗井，后采用泵车小排量控压、分段挤入沥青质溶剂（二甲苯）、分段浸泡以及分段返排的工艺，完成对井筒沥青质沉淀的清除。

在地面施工过程中，井口压力及连续油管悬挂载荷都可以表征井筒中沥青沉淀堵塞情况。在首次下放连续油管通洗井过程中，在沥青质沉淀堵点位置处井口连续油管悬挂载荷骤降，反复上提下放连续油管，辅以柴油喷射井壁上的沥青质沉淀，打通堵点位置才可以继续下放。当连续油管下放到井底一定位置后，转为泵入二甲苯替换井筒中的柴油，浸泡井筒并返排。在此过程中可见井口压力有明显上升，并在之后的返排放喷阶段保持稳定，表明除沥青作业施工成功。

就效果而言，连续油管加溶剂通洗井作业是比较有效的方式，能够保证作业之后油井产量迅速恢复，每次作业后油井能够维持3～6个月的正常生产时间。雅达油田在投产不到3年的时间内，已先后对7口井进行16井次的CTU除沥青作业。

3.2 冲刷油嘴

随着生产的进行，部分生产井都不同程度地出现沥青质沉淀堵塞油嘴的问题，这就需要紧密监测生产动态（井口压力、井口温度等参数），及时冲刷油嘴来保证油井正常生产。雅达油田在生产过程中不断摸索总结经验，当发现油嘴堵塞时，反复调大、调小油嘴尺寸，对沉淀在油嘴中的沥青质进行冲刷。自投产2年多以来，已实施253井次油嘴冲刷，其中，对于某些沥青质沉淀问题严重的低产井，有时甚至每天冲刷数次，来维持油井正常生产。该方法简单易行，对于缓解油嘴中沥青质堵塞问题较为有效，对于井筒中的堵塞问题也有一定的缓解作用。

4 结论

在添加化学溶剂的基础上合理控制生产参数，能够基本缓解和控制沥青质的沉淀，保证大部分井正常运行。对于沥青质沉淀严重的井，采用冲刷油嘴的方式可以快速、有效地接触沥青质沉淀对油嘴的堵塞，采用连续油管加溶剂通洗井作业是接触井筒中沥青质沉淀堵塞直接、有效的方式。

［1］张磊，李传，阙国和.石油沥青质的吸附行为——I吸附机理及研究方法［J］.石油沥青，2007，21（5）：23-28.

［2］杨照，郭天民.沥青质沉淀研究进展综述［J］.石油勘探与开发，1997，24（5）：98-103.

［3］贾英，孙雷，孙良田，等.油藏中沥青质沉积机理研究［J］.西南石油学院学报，2006，28（6）：60-63.

［4］Mansoori G A.Modeling of Asphaltene and other heavy organic depositions.Journal of Petroleum Science and Engineering，1997（17）：101-111.

［5］何延龙，余跃慧，蒲春生，等.伊朗北阿扎德干油田沥青质沉积特征［J］.西安石油大学学报（自然科学版），2014，29（2）：1-7.

［6］田建锋，陈振林.石油沥青质的吸附、沉淀机理及其影响因素［J］.海相油气地质，2005，10（3）：37-41.

［7］Andrew Yen，Y.Ralph Yin.EvaluatingAsphaltene Inhibitors：Laboratory Tests and Field Studies［C］//SPE International Symposium on Oilfield Chemistry，2001：3-6.

［8］蒲万芬.油田开发过程中的沥青质沉积［J］.西南石油学院学报，1999，21（4）：38-41.