[发明专利]动态测定CO2‑原油作用生成沥青质沉淀量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及原油采收技术领域，具体是一种动态测定CO₂-原油作用生成沥青质沉淀量的方法。

背景技术

CO₂驱是一种非常有效的提高原油采收率的方法，它不但能有效提高原油采收率，还能显著降低温室气体排放量。在CO₂注入储层后，CO₂会引起原油中的沥青质发生絮凝和沉淀，沉淀的沥青质也会堵塞岩石孔喉，降低孔隙度和渗透率，改变岩石的润湿性，对CO₂驱提高采收率造成影响。测定CO₂驱过程中CO₂与原油作用引起的沥青质沉淀量是研究关键。

二氧化碳驱替过程中，CO₂溶入原油使油藏流体的组成及体系的热力学条件发生很多变化，打破了原油原来的动态平衡状态，原油中的胶质、沥青质等固相组分变的不稳定，非常容易形成沥青质沉淀。

沥青质在原油中的存在形式存在多种理论，目前，沥青质胶质束模型是普遍认同的理论之一。理论认为沥青质分子相互结合形成胶核，油相中的胶质分子吸附在胶核表面形成溶剂化层，油相中的单体分子与胶质分子处在一个动态平衡过程中。

沥青质在原油中是以分散胶体的形式存在的，以沥青质分子团为核心，外围围着胶质形成胶束，胶束分散在原油体系中。沥青质能在原油体系中分散存在，关键是胶质作为胶溶剂的存在。体系中的胶质含量不足时，胶束的溶剂化层的厚度不够厚，就不能形成胶束，沥青质分子就会进一步结合形成更大的分子团，从而产生沥青质絮凝和沉淀。

在CO₂驱油过程中，注入的CO₂溶于原油中，随着CO₂在原油中的浓度增加，大量的CO₂小分子占据了沥青质分子团表面的空间，使胶质的浓度相对降低，这样导致沥青质分子团形成的胶束溶剂化层达不到一定的厚度，或者形不成胶束。沥青质分子就会进一步结合，形成更大的分子团，从而产生沥青质絮凝和沉淀。并且，随着注入压力的升高，CO₂在原油中的溶解量增加，原油中的小分子组分也随着增加，作为沥青质稳定剂的胶质的浓度进一步降低，沥青质分子团更易于结合从而发生絮凝和沉淀。图1是CO₂溶入后沥青质沉淀过程的示意图。在CO₂混相驱替过程中，CO₂在原油中的溶解量增大，从而导致在混相区域原油中的沥青质更容易形成沉淀。

沥青质沉淀的定量化研究。实验研究的方法主要有PVT釜实验、静态平衡测试、光学分析、频率影像分析等方法。PVT釜实验耗时长，静态平衡测试古窑侧重常温常压条件下，光学分析、频率影像分析得到的是间接信号，不能观测到沥青质的真实情况，并且设备极其复杂，造价很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可清晰实时观察原油-CO₂层的图像，并可观察沥青质从CO₂饱和的原油层沉淀的临界压力点，建立图像中沉淀覆盖比例与沥青质沉淀量线性关系的动态测定CO₂-原油作用生成沥青质沉淀量的方法。

本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：

动态测定CO₂-原油作用生成沥青质沉淀量的方法：利用第一ISCO泵通过原油活塞容器将原油灌入反应釜，再利用第二ISCO泵通过CO₂活塞容器将CO₂通入反应釜，并利用第二ISCO泵来控制CO₂的压强，通过CCD摄像头和电脑实时观察原油-CO₂层的图像，并用图像分析软件测定沥青质沉淀的面积和颗粒的尺寸分布，通过沥青质沉积量间接测定法测定出少量储层条件下的沉淀量，通过这几个测定值对前面实验中获取的沥青质沉积图像进行标定，建立图像中沉淀覆盖比例与沥青质沉淀量线性关系。