Multiflash中的沥青质流体建模及模拟教程

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第一篇:模型准备

在石油工业中,沥青质是原油中最重且极性最强的组分,其在压力、温度变化或其他组分混合时极易析出沉积,导致油藏伤害、井筒堵塞、管道输送困难及炼厂催化剂中毒等一系列严重问题。而仅凭经验难以准确预测其复杂行为。因此,准确建立沥青质流体模型至关重要。通过精确的沥青质流体模型建模,可模拟其在不同工况下的溶解度、沉淀包线及相态变化,有效预测沥青质沉积风险点。这为优化开发方案、设计生产流程、选择化学抑制剂和制定沥青质清除策略提供了科学依据,是实现流动保障、提高油藏采收率的关键基础,对确保油气生产安全高效运行具有重要意义。

为了确保沥青质计算结果可靠,一般将沥青质模型创建的流程分为以下三个步骤:文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/olga/27108.html

01选择合适的沥青质模型  IMG_25602对流体进行特征化处理  IMG_25703校正流体模型并优化沥青质模型参数  IMG_258 IMG_259文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/olga/27108.html

针对第2条进行流体特征化处理和第3条校正流体模型参数部分,需要准备以下相关数据:文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/olga/27108.html

(1)流体组成分析报告;文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/olga/27108.html

(2)原油中沥青质的含量以及树脂与沥青质的比例;文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/olga/27108.html

IMG_260文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/olga/27108.html

该部分数据通常通过储罐原油的SARA分析结果确定。需要指出的是,该部分数据并不需要完整的SARA分析数据,仅需储罐原油中树脂和沥青质的质量百分比(wt%)数据即可。原因在于,饱和烃和芳香烃的质量百分比仅用于流体表征和对树脂、沥青质的质量百分比进行归一化处理。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/olga/27108.html

值得注意的是:沥青质质量百分比是指正庚烷沉淀出的部分。一些实验室报告的是正戊烷沉淀值。正戊烷和正庚烷沉淀值之间的换算因原油和实验室而异。通常,我们发现正戊烷沉淀的沥青质质量百分比大约是正庚烷沉淀值的两倍左右(该比例在1.3至2.7之间变化);文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/olga/27108.html

(3)理想情况下,至少需要两个不同温度下的沥青质沉淀起始点(AOP)的数据;文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/olga/27108.html

IMG_261文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/cid-college/tutorial/olga/27108.html

(4)泡点测试数据是有用的,但非必需。

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如果您无法提供完整的上述数据,我们在Multiflash软件中也开发了相关式来计算、设定所需参数。下表总结了在缺乏理想输入数据时可供您选择的替代方案。

缺失数据描述

(流体特征化)

提供的替代方案
您仅有原油中沥青质的质量百分比(wt%)在Multiflash软件的“PVT Laboratory Fluid Analysis”对话框中, SARA分析面板内输入沥青质质量百分比,并在进行流体表征前勾选“Estimate RA”
您完全不了解原油中沥青质的含量在Multiflash软件的“PVT Laboratory Fluid Analysis”对话框中,在进行流体表征前勾选“Estimate RA”

当体系中存在水相时,计算会变得异常复杂,尤其是在相平衡边界计算时。如果需要在计算中考虑水相,需要注意在进行流体特征化和模型校正时,切勿将水组分加入流体中。这是因为建立沥青质模型所依据的实验测量均在无水环境下进行的。

以下为考虑水相的正确步骤:

(1)在模型定义中指定水相;

(2)在流体特征化和校正前,不要将水组分添加到流体中;

(3)对不含水的流体进行特征化处理;

(4)对模型进行校正;

(5)完成上述步骤后,再将水组分添加到流体中即可。

第二篇:模型定义

我们在第一篇中介绍了模型准备相关的工作。本篇介绍如何对模型进行定义。

在完成数据收集后,为确保沥青质计算获得可靠的结果,您需根据所要解决的问题正确选择并设置相应的沥青质模型。同时,您还应尽可能地利用所有可获得的实验数据,对流体进行准确的校正。

一般而言,您无需手动指定沥青质模型,仅需通过点击“Asphaltenes”功能区上的“Asphaltenes Model”按钮,使用软件预设的模型进行配置(图1)。

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图1. 沥青质模型选择-1

对于有特殊需求的沥青质模型,则可以手动选择沥青质模型。选择沥青质模型的方法如下(以7.5版本为例):

1.如果您使用的是Multiflash中的示例文件(如果不是,请直接跳转至第8步),请在“File”菜单中点击“Open”,然后打开文件 asphex.mfl(该文件格式是Multiflash程序的专有文件)。默认情况下,该示例文件位于 Multiflash 安装目录下的“Multiflash”“MFL Files”文件夹中。

2. 在“Models”功能区,点击“Select Model”。

3.从模型列表中选择Asphaltenes。

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图2. 沥青质模型选择-2

此时将显示流体状态方程和沥青质模型的默认设置。Multiflash软件 从7.2 版本开始,推荐使用三种流体模型(CPA、RKSA、PR78A)与沥青质模型结合。需要注意的是,示例文件中的设置可能与默认值不同。

注意:部分沥青质模型的默认参数是基于 RKSA 流体模型开发的。如果在沥青质计算中使用这些默认模型参数,建议选用 RKSA 流体模型。

4.根据需要修改相关选项。

请选择合适的传递性质参数模型来准确描述流体相,请注意这些模型不考虑沥青质的影响。

5.点击 Define Model完成模型定义。

6.在出现成功消息后,点击 OK。

7.在“Fluid PVT”功能区,点击PVT Analysis(PVT 分析),然后输入您的流体组分、含量和性质(可以参考Multiflash软件的说明文档《Defining a fluid using a PVT analysis》输入相关参数),并确保输入下表中所示的数值。需要注意的是,如果您需要在流体中包含水组分,请务必在完成模型校正之后再添加水组分。

项目值
Pseudo components

Normal fractions - Distribution start

C6
Pseudo components

Normal fractions - Pseudo components required

15
Molecular weight如有,填写您的实验值。
Specific gravity如有,填写您的实验值。
SARA Analysis如有,填写您的实验值。如果您没有分析数据,或只有不包含树脂/沥青质比例的部分分析,请勾选Estimate RA

8.点击Do characterization进行流体特征化处理,然后在弹出的消息框中点击 OK。

如果成功的完成流体特征化,流体组成将发生变化,包含沥青质组分以及以“R”为前缀的树脂组分(例如 R36-48)。

9.按照“Multiflash中的沥青质流体建模及模拟(详情请参考后续的第三篇:模型校正)”中的相关说明,对您的模型进行校正

10.如需考虑水组分,请在在完成模型校正后,添加水组分及其含量。

11.至此,您的模型已准备就绪,可用于进行沥青质计算了。

第三篇:模型校正

在按照上一篇《Multiflash中的沥青质流体建模及模拟系列分享之第二篇:模型定义》中的说明,完成模型设置和流体特征化后,您可以继续利用现有的实验数据对沥青质模型进行校正。

Multiflash 软件按照以下顺序分两个阶段对模型进行校正:

(1)校正拟组分性质:通过PVT实验数据校正拟组分的性质;

(2)校正沥青质模型参数:通过沥青质实验数据校正沥青质模型参数。

Multiflash中可以使用多种PVT实验数据来校正拟组分性质,其中重点推荐进行泡点压力校正,尤其是对于轻质原油。如果没有实验数据,您可以省略对拟组分性质进行校正的步骤,但后续计算的准确度会降低。

在实践中,应始终使用可获得的最佳实验数据来校正沥青质模型参数,具体方法详见“Multiflash中的沥青质流体建模及模拟系列分享之第一篇:模型准备”。即使您没有沥青质数据,也建议不要使用默认的沥青质模型参数,至少可以结合油藏条件来校正模型参数。

当您使用“Asphaltene”菜单下的“Match Asphaltene Data”工具并结合泡点压力进行模型校正时,Multiflash会使用“PVT Lab Tests”功能中相同的校正流程。您可以浏览到Asphaltene>Match Asphaltene Data,点击Bubble Point Tuning Options调整校正参数及拟合范围。

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基于以上前提说明,将沥青质模型校正的步骤列举如下:

1. 确保您已按照“Multiflash中的沥青质流体建模及模拟系列分享之第二篇:模型定义”中的说明,完成了流体特征化处理;

2. 在Asphaltenes功能区,点击 “Match Asphaltene Data”;

3. 输入您的实验数据,如以下表格所示示例数据:

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针对最佳数据,您可以参考下表按照优先级顺序,从现场或实验室依次获取。如果您没有任何实验数据,Multiflash 将基于数据库中的数据通过相关式后台自动计算生成模型数据。因此为了确保模型精度,不建议在没有实验数据的情况下进行模型运算。

可用数据推荐操作
两个或更多沥青质初始析出压力(AOP)数据; 泡点数据为推荐项,但非必需1)在 AOP Data(AOP数据)选项中,输入所有可用的AOP数据点

2)勾选 Bubble point data(泡点数据,位置在Match Asphaltene Models界面里),并输入可用的泡点数据(如有)

一个沥青质沉淀上起始点(AOP)数据1)当沥青质初始析出压力(AOP)的测量温度与油藏温度不一致,且实验确认在油藏温度下降压过程中未发生沥青质沉淀时,可将油藏饱和压力与油藏温度组合视为该流体的第二个沥青质初始析出压力(AOP)点。注意: 若实验已证实油藏条件下存在沥青质沉淀,则该方法不适用,模型校正应基于单一AOP数据完成

2)在 AOP Data 选项中,输入该AOP数据点

3)如果在油藏温度下降压过程中无沥青质沉淀发生,则在 AOP Data 选项中,将油藏饱和压力和油藏温度作为第二个AOP数据点输入

4)勾选 Bubble point data,并输入可用的泡点数据(如有)

沥青质起始点滴定数据1)在 Titration(滴定)选项中,输入滴定值:滴定量(注意单位)、所用溶剂、实验的压力和温度条件。可输入多个起始点数据

2)勾选 Bubble point data,并输入可用的泡点数据(如有)

油藏条件1)在 Reservoir T/P(油藏T/P)选项中,输入油藏温度和油藏压力

2) 勾选 Bubble point data,并输入可用的泡点数据(如有)

3)如果仅有油藏温度,仅输入该温度,Multiflash 将基于“油藏压力约为油藏温度下饱和压力的2.5倍”这一假设来估算油藏压力

注意:将油藏条件视为沥青质初始析出点(AOP)的依据是 de Boer 等人(SPE 24987, 1992)提出的,其前提是沥青质在油藏条件下处于近饱和状态

4.点击 Match;

5.在弹出的“Match Asphaltene Data”消息框中,点击 OK。

6.模型校正结果:Multiflash 将弹窗显示一张含AOP的相图,同时图里显示预测结果、拟合结果以及输入的实验数据。

其中有如下几点需要注意:

(1)如果上述所有沥青质数据均可用,优先选择的是沥青质AOP数据,其次是滴定数据,最后是油藏条件;

(2)匹配完成后,只有用于匹配的那组数据会被保存在后缀为mfl的Multiflash文件中

(3)在校正过程中,系统会调整沥青质-树脂之间的交叉缔合二元相互作用参数(BIP),以重现测得的沥青质起始点数据。校正完成后,您可以在 Models> View/Edit BIPs中查看这些缔合BIP,并将其保存在MFL文件中,以便未来在分析时直接使用,而无需重新进行校正。

 

 

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  • 版权声明 本文源自 斯伦贝谢数字化集团, 美儿 整理 发表于 2026年9月15日 14:59:25
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