瀝青質(zhì)沉淀現(xiàn)象綜述教學資料

瀝青(lìqīng)質(zhì)沉淀現(xiàn)象綜述2011年2月第一頁，共28頁。油氣體系中有機固相沉積問題一直是石油工業(yè)界所面臨的嚴峻問題，它一直伴隨著石油生產(chǎn)(shēngchǎn)和加工的各個環(huán)節(jié)，在油氣藏儲層、開采設(shè)施、集輸管道以及加工設(shè)備中都會出現(xiàn)有機固相沉積現(xiàn)象。研究石油瀝青質(zhì)的沉淀機理及其影響因素，對于油氣藏的預測以及解決由于沉淀所引起的開采問題都有十分重要的意義。第二頁，共28頁。瀝青質(zhì)沉淀(chéndiàn)現(xiàn)象綜述一、瀝青質(zhì)的物化(wùhuà)特征二、勝利油田瀝青質(zhì)分布(fēnbù)特征三、瀝青質(zhì)沉淀的機理四、影響瀝青質(zhì)沉淀的因素第三頁，共28頁。膠質(zhì)是一種高極性的表面活性物質(zhì)，其平均分子量在600-3000之間，相對密度(mìdù)為0.99-1.08。膠質(zhì)能溶解在石油醚、苯、三氯甲烷、二硫化碳，不溶于乙醇。膠質(zhì)對瀝青質(zhì)在原油中的穩(wěn)定起著重要的作用由于受熱(shòurè)或氧化，膠質(zhì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)闉r青質(zhì)。一、瀝青(lìqīng)質(zhì)的物化特征第四頁，共28頁。一、瀝青質(zhì)的物化(wùhuà)特征瀝青質(zhì)是含氮、硫、氧元素結(jié)構(gòu)(jiégòu)最為復雜的碳氫化合物和含多種金屬和非金屬元素的碳氫衍生物所組成的化合物，瀝青質(zhì)是石油中最重、結(jié)構(gòu)(jiégòu)最復雜的大分子組分。瀝青質(zhì)能溶解于苯、三氯甲烷、二硫化碳但不能溶解于石油醚和乙醇中。第五頁，共28頁。一、瀝青(lìqīng)質(zhì)的物化特征瀝青(lìqīng)質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)瀝青質(zhì)的平均分子結(jié)構(gòu)(fēnzǐjiéɡòu)模型中等分子量瀝青質(zhì)的結(jié)構(gòu)模型第六頁，共28頁。瀝青質(zhì)掃描電鏡圖（放大(fàngdà)倍數(shù)100倍)瀝青(lìqīng)質(zhì)掃描電鏡圖（放大倍數(shù)2000倍)瀝青(lìqīng)質(zhì)分子形態(tài)特征瀝青質(zhì)具有大分子結(jié)構(gòu)，瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)單元通過較強的分子力作用締合在一起，形成表面光滑平整，具有亮澤，類似于晶體形貌，結(jié)構(gòu)緊密的瀝青質(zhì)結(jié)構(gòu)一、瀝青質(zhì)的物化特征第七頁，共28頁。瀝青質(zhì)沉淀(chéndiàn)現(xiàn)象綜述一、瀝青(lìqīng)質(zhì)的物化特征二、勝利油田瀝青(lìqīng)質(zhì)分布特征三、瀝青質(zhì)沉淀的機理四、影響瀝青質(zhì)沉淀的因素第八頁，共28頁。二、勝利油田(shènɡlìyóutián)瀝青質(zhì)分布特征原油密度(mìdù)與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量關(guān)系膠質(zhì)瀝青(lìqīng)質(zhì)第九頁，共28頁。油層埋藏深度(shēndù)與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)關(guān)系二、勝利油田(shènɡlìyóutián)瀝青質(zhì)分布特征第十頁，共28頁。二、勝利油田瀝青質(zhì)分布(fēnbù)特征原油層位與膠質(zhì)、瀝青(lìqīng)質(zhì)含量關(guān)系第十一頁，共28頁。瀝青質(zhì)沉淀現(xiàn)象(xiànxiàng)綜述一、瀝青質(zhì)的物化(wùhuà)特征二、勝利油田瀝青質(zhì)分布(fēnbù)特征三、瀝青質(zhì)沉淀的機理四、影響瀝青質(zhì)沉淀的因素第十二頁，共28頁。瀝青質(zhì)視為固相溶質(zhì)，除瀝青質(zhì)、蠟等固相以外的原油作為溶液。瀝青質(zhì)溶于原油中呈分子形態(tài)。原油中溶解瀝青質(zhì)的多少由瀝青質(zhì)在原油中的溶解度決定，瀝青質(zhì)是否沉積是由原油溶解瀝青質(zhì)是否達到(dádào)飽和而決定的。瀝青質(zhì)的沉積(chénjī)和溶解是完全可逆的三、瀝青(lìqīng)質(zhì)沉淀機理逐漸否定了原油是分子溶液的理論而接受了原油的膠體分散體系理論分子溶液理論瀝青質(zhì)膠質(zhì)芳香族瀝青質(zhì)膠質(zhì)芳香族瀝青質(zhì)膠質(zhì)第十三頁，共28頁。三、瀝青質(zhì)沉淀(chéndiàn)機理溶有瀝青質(zhì)的原油以比較穩(wěn)定的分散膠體形式存在。分散相的核心是瀝青質(zhì)，瀝青質(zhì)外附著(fùzhuó)的是膠質(zhì)，由此構(gòu)成膠束分散于油中。膠體溶液(jiāotǐróngyè)理論芳香族瀝青質(zhì)膠質(zhì)第十四頁，共28頁。由于瀝青質(zhì)所處的環(huán)境（溫度、壓力、石油成分、外加溶劑）變化。首先發(fā)生絮凝，帶電的極性瀝青質(zhì)分子通過靜電作用聚集在一起，形成絮凝體，隨著絮凝體的體積不斷增大，形成大的空間(kōngjiān)膠體。由于絮凝的瀝青質(zhì)帶有正電荷和極性，極易吸附在帶負電的巖石礦物表面，并逐漸在巖石表面沉積下來。三、瀝青(lìqīng)質(zhì)沉淀機理發(fā)展(fāzhǎn)階段平衡的破壞和固體顆粒的形成瀝青質(zhì)顆粒的沉淀第十五頁，共28頁。三、瀝青(lìqīng)質(zhì)沉淀機理瀝青(lìqīng)質(zhì)沉淀危害在瀝青(lìqīng)質(zhì)沉積堵塞和微粒遷移堵塞共同作用下，儲集層滲透率下降、毛細管壓力大幅度上升。瀝青質(zhì)在原油開采、運輸和后處理過程中容易發(fā)生沉淀現(xiàn)象，使油井、管道部分堵塞，造成采油工作量加大、成本增高。改變油-巖之間的潤濕性，引起潤濕性反轉(zhuǎn)，嚴重影響油氣的運移和開采第十六頁，共28頁。瀝青(lìqīng)質(zhì)沉淀現(xiàn)象綜述一、瀝青質(zhì)的物化(wùhuà)特征二、勝利油田瀝青(lìqīng)質(zhì)分布特征三、瀝青質(zhì)沉淀的機理四、影響瀝青質(zhì)沉淀的因素第十七頁，共28頁。四、影響瀝青(lìqīng)質(zhì)沉淀因素影響(yǐngxiǎng)因素石油所處的狀態(tài)溫度流體組成壓力孔隙特征第十八頁，共28頁。四、影響(yǐngxiǎng)瀝青質(zhì)沉淀因素組成瀝青質(zhì)是原油中極性最強的部分,這些極性物質(zhì)以單體形式(xíngshì)存在，當濃度較高時，就可能以氫鍵或電子的給體一受體形式(xíngshì)相結(jié)合，而形成瀝青質(zhì)聚集體一超膠束、簇狀物和絮狀物等，甚至沉淀下來當膠質(zhì)含量低于臨界膠質(zhì)濃度時，將產(chǎn)生瀝青質(zhì)沉淀(chéndiàn)，高于該濃度時，則不會產(chǎn)生沉淀(chéndiàn)。當輕烴組分增加時，相當于降低了油相中膠質(zhì)的濃度，反之則相當于增加了油相中膠質(zhì)的濃度。因此，油分濃度的變化對體系具有與膠質(zhì)濃度相反的影響瀝青含量膠質(zhì)濃度油分第十九頁，共28頁。四、影響瀝青質(zhì)沉淀(chéndiàn)因素壓力(yālì)影響在一定的溫度下，只有壓力(yālì)在相應的范圍內(nèi)才會發(fā)生瀝青質(zhì)沉淀，壓力(yālì)高于或低于這個范圍，瀝青質(zhì)都不會沉淀。在泡點壓力(yālì)之上，當壓力(yālì)降低時，油的溶解度參數(shù)降低是由其密度的降低所致。在泡點壓力(yālì)之下，當壓力(yālì)降低時，氣體從油中釋放出來，液相中重組分的含量相對增加，導致相體系的溶解度增大，使瀝青質(zhì)不易析出。第二十頁，共28頁。四、影響瀝青(lìqīng)質(zhì)沉淀因素壓力(yālì)影響20MPa30MPa27MPa23MPa30MPa27MPa30MPa23MPa27MPa30MPa5MPa7MPa11MPa14MPa第二十一頁，共28頁。四、影響瀝青質(zhì)沉淀(chéndiàn)因素溫度(wēndù)影響升高體系溫度有利于瀝青質(zhì)在油中的溶解，溫度對瀝青質(zhì)沉淀行為的影響要看石油本身的組成和性質(zhì)而定，對于不同(bùtónɡ)的原油，沉淀的溫度點可能提前也可能滯后，沉淀量可能增加也可能減少。第二十二頁，共28頁。四、影響(yǐngxiǎng)瀝青質(zhì)沉淀因素石油(shíyóu)所處的狀態(tài)在靜止狀態(tài)，瀝青質(zhì)的沉淀速度比較慢，沉淀的顆粒也很疏松(shūsōnɡ)，對儲層的破壞作用比較小，而且很易重新溶解或隨流體一起運移。當石油處于流動狀態(tài)時，沉淀的瀝青質(zhì)一般充填在狹小的孔喉處，且與礦物結(jié)合得比較緊密，對儲層的破壞作用比較大，解堵也比較困難。第二十三頁，共28頁。四、影響瀝青質(zhì)沉淀(chéndiàn)因素孔隙(kǒngxì)特征孔隙的大小對瀝青質(zhì)的沉淀也有一定的影響。由于瀝青質(zhì)聚集(jùjí)絮凝顆粒一般較小，當孔隙的孔喉半徑較大時，瀝青質(zhì)不易沉淀而是隨著流體一起運移，當孔隙喉道半徑與顆粒大小相當時，瀝青質(zhì)才會在孔隙喉道處沉淀，從而堵塞通道。因此，在相同沉淀條件下，低滲儲層比高滲儲層更容易導致瀝青質(zhì)的沉淀。第二十四頁，共28頁。結(jié)束語第二十五頁，共28頁。結(jié)束語獲取(huòqǔ)圖像圖像識別