大庆F区块挥发性油藏流体特征及影响因素分析

夏惠芬， 王慎铭， 张 雁， 吕红磊， 刘潇潇

(1.东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江大庆 163318；2.大庆油田有限责任公司试油试采分公司，黑龙江大庆 163412)



大庆F区块挥发性油藏流体特征及影响因素分析

夏惠芬1， 王慎铭1， 张 雁2， 吕红磊2， 刘潇潇1

(1.东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江大庆 163318；2.大庆油田有限责任公司试油试采分公司，黑龙江大庆 163412)

运用气相色谱法对分离油和分离气进行了组成组分及原油物性分析。利用PVTsim得到F区块地层油组成组分，通过模拟多次脱气实验，研究了该区块原油的高压物性参数变化及影响其变化的因素，分析了分离级数及开采条件变化对流体组成及物性的影响。结果表明，该区块地层油具有轻烃(C1～C6)含量高、密度低、收缩性强、溶解气油体积比大的特点；与黑油相比，压力变化对PVT参数的影响更大；油藏流体PVT特征对分离级数具有强烈的敏感性，多级分离时，地层油收缩率较小，脱气量较小，产油量较大；小油嘴开采时，嘴前压力较高，原油中轻质组分脱气相对较少，采出的原油中轻质组分较高，轻质组分更容易被开采出来。

挥发性油藏； 轻烃； 组分； PVT； 油嘴； 分离级数

大庆F区块油藏是具有特殊性质及开发特点的一类复杂油气藏，经综合判断为挥发性油藏，在我国这类油气藏油有较大的远景储量，尤其是在西部地区。它是一种天然形成的、以中间组分为主的烃类混合物，其性质介于黑油和凝析气之间，在地层条件下以液态存在[1-4]。众多科研人员对挥发油油藏的开采方法及生产特征进行了研究。例如李菊花等[5]认为当油藏流体组分分布差异显著及含油厚度足够大时，评价烃地下储量时考虑组分梯度是至关重要的。贺刚等[6]发现在挥发性油藏开采过程中，原油急剧收缩脱气，地层能量迅速消耗，并且开采过程中气液组分不断地发生变化, 低于饱和压力开采时, 油气体积比急剧上升, 原油体积迅速收缩, 故该类油藏必须保持压力开采, 压力必须保持在饱和压力以上。由于挥发油特殊的原油物性，造成了挥发性油藏不同于黑油的生产特征及开采方式。本文以F区块挥发油性油藏为例，探究了挥发性油藏的原油物性并将其运用到油藏开发当中。

大庆F区块储层物性属于低孔渗型，孔隙度一般为10%～15%，平均渗透率为(0.30～3.59)×10-3μm2，流体性质比较特殊。为了弄清区块油气特征，以F1井流体为例，对地面油气组成组分和物性、地层流体组成、高压物性特征进行分析。

1 地面原油性质分析

运用气相色谱法对F1井井口取得的分离油和分离气进行了组成组分分析及原油物性分析，结果如表1所示。

由表1可知，F1井地面分离油和分离气中的轻质组分较多，重质组分较少。对此区块取样油做物性分析可知该原油物性具有低密度、低黏度、高凝固点、中等胶质沥青质含量的特点。

2 PVT分析

2.1 原油的组成组分

通过PVT模拟器，将地面分离油与分离气合成至地下，得到地层流体组分及摩尔组成。表2给出了F1井地层流体烃组成组分。

表1 F1井地面分离油气组成组分

表2 F1井地层油组分

从表2中可以看出，F1井地层原油中重烃(C7+)含量较低，轻烃(C1)含量较高。

2.2 PVT特征分析

利用PVT模拟器将F1井地层流体进行多级分离实验，可以测定各级压力下的地层油的体积系数(各级压力下地层油体积与其在地面脱气后的体积之比)、黏度和密度[7-8]，如图1-3所示。

图1 F1井地层油体积系数关系曲线

Fig.1 The curve of volume factor of initial oil in place

图2 F1井地层油黏度关系曲线

Fig.2 The curve of viscosity of initial oil in place

图3 F1井地层油密度关系曲线

Fig.3 The curve of density of initial oil in place

由图1-3可知，挥发油物性特点可以归结为：低密度、低黏度、高地层体积系数[9-10]，当压力发生变化时，密度、黏度、体积系数变化较大，说明地层流体物性参数对压力变化较为敏感，所以在油田实际开发中，应保持压力开采[11-12]。

F区块油藏不同于黑油的PVT特征与地层流体组分有关[13]。

普通黑油脱气实验过程中，通过油气分离收集的油样中间烃(C2～C6)和重烃(C7+)含量相对较高。而由表2可以看出，该油藏流体轻烃含量较高，当流体从地层高压高温条件突然降压时，原油中轻质组分急剧收缩脱气，使得地面分离油中的轻质组分量变小,气油体积比变高，体积系数变大[14]。

3 影响因素分析

3.1 分离级数对流体性质的影响

对不同分离条件下得到的油藏流体进行PVT模拟实验，其中一级分离为压力从地层压力直接降至标准压力；三级分离为压力从地层压力依次降至20、10、0.1 MPa，实验结果见表3和表4。

表3 不同分离方式时分离油的组成组分

表4 不同分离方式时分离油的物理性质

通常情况下，分离级数的改变对普通黑油油藏流体性质的影响不明显。表3和表4中结果表明，在不同分离级下，分离油的烃组成组分和流体性质(体积系数、气油体积比等)表现不同:分离级数越多,分离油中的重质组分越少,气油体积比、体积系数越小，收缩率越小[15]；结果表明F区块油藏流体PVT特征对分离级数具有强烈的敏感性，应用到现场时，应采用多级分离，因为此时原油收缩脱气量较小，产油量较大。

3.2 油嘴尺寸对流体性质的影响分析

一般情况下，黑油油藏在开采过程中采出的液相组分和气相组分，从近井地带向井口至地面分离装置流动的过程中，随着油嘴尺寸的变化，宏观上油、气两相的相变程度不大，组成比较稳定。而挥发性油藏开采过程中油、气两相的相变却很大。

应用嘴流计算公式，改变油嘴尺寸，计算嘴前压力[16]。公式如下：

式中：pt为油压，MPa;q为产油量，m3/d;R为气油体积比;d为油嘴直径，mm；A、m、n为与气油体积比有关的常数。

由3.1可知，多级分离有利于油田生产，以三级分离为例，模拟地层流体在不同油嘴尺寸对应的嘴前压力时的分离试验。表5和表6给出了不同油嘴尺寸地面油的组分及物性。从表5和表6中可以看出，随着油嘴尺寸的增加，地面油组分中的轻烃及中间烃含量(C1～C6)依次减少，闪蒸油密度和闪蒸气油体积比均增大。

表5 不同油嘴尺寸时的地面油组分

续表5

表6 不同油嘴尺寸时的地面油组分与物性

在试采过程中，使用大直径油嘴试产时，嘴前压力较低，此时原油从地层到地面过程中压降较大，原油中轻质组分易收缩脱气，因此采出的原油中轻质组分较低；反之，当使用小直径油嘴时，嘴前压力较高，原油中轻质组分脱气相对较少，此时采出的原油中轻质组分较高，轻质组分更容易被开采出来。因此在实际生产时，应尽量使用小油嘴开采。

4 结论

(1) 挥发性油藏的物性特征与黑油油藏差别很大，其根本原因是挥发性油藏的轻烃组分含量较高。

(2) F区块原油在地层条件下物性特点可以归结为：低密度、低黏度、高气油体积比、高地层体积系数、高收缩率。

(3) 分离级数越多,分离油中的重质组分越少,气油体积比、体积系数越小，收缩率越小；应用到现场时，应采用多级分离。

(4) 在实际生产时，应尽量使用小油嘴开采。

[1] 孙志道.油气藏流体类型判别方法[J].石油勘探与开发，1996，23(1)：69-70.

Sun Zhidao. Methods for determining the type of different oil and gas reservoirs fluid [J].Petroleum Exploration & Development, 1996，23(1)：69-70.

[2] 刘海涛，管全俊.对油气藏的分类的几点认识[J].重庆石油高等专科学报，2003，5(1)：34-36.

Liu Haitao, Guan Quanjun. Some cognitions for the classification of reservoirs [J]. Journal of Chongqing Petroleum College, 2003，5(1)：34-36.

[3] 唐曾熊.油气藏的开发分类及描述[M].北京：石油工业出版社，1994：78-83.

[4] 于洪敏，任韶然，牛保伦.轻质油藏注空气提高采收率氧化反应速率实验研究[J].石油化工高等学校学报，2010，23(3)：55-57.

Yu Hongmin, Ren Shaoran, Niu Baolun. Experimental on oxidation reaction rate for EOR by air injection in light-oil reservoirs[J]. Journal of Petrochemical Unversities, 2010，23(3)：55-57.

[5] 李菊花，李相方.具有组分梯度的挥发性油藏组分分布规律[J].新疆石油地质，2010，31(1)：81-83.

Li Juhua, Li Xiangfang. Compositional distribution in volatile oil reservoir with compositional gradient[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2010，31(1)：81-83.

[6] 贺刚，张丽华.挥发油油藏生产特征及影响采收率的因素[J].断块油气田，1996，3(2)：23-26.

He Gang，Zhang Lihua. The volatile type oil reservoir’s production characteristics and the factor of affecting recovery [J]. Fault Block Oil-Gas Reservoir,1996，3(2)：23-26.

[7] 国家能源局.SY/T 5542—2009 油气藏物性分析方法[S].北京：石油工业出版社，2010.

[8] 国家石油和化学工业局.SY/T 6435—2000 易挥发原油物性分析方法[S].北京：石油工业出版社，2000.

[9] 傅秀娟，孙志道.花场近邻界油气藏流体相态和开采特征[J].石油学报，2007，28(6)：43-49.

Fu Xiujuan, Sun Zhidao. Phase behavior of fluid and development characteristics of Huachang near-critical hydrocarbon reservoir [J].Acta Petrolei Sinica, 2007，28(6)：43-49.[10] 张宏友，王月杰.组份模型在高挥发性油藏中的应用[J].新疆石油地质，2010，31(4)：92-97.

Zhang Hongyou, Wang Yuejie. Application of compositional model to high volatile oil reservoir[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2010，31(4)：92-97.

[11] 郭勇军，张阳. 安红梅.东濮凹陷文72断块挥发性油藏开采特征研究[J].煤炭技术，2011，30(2)：46-49.

Guo Yongjun, Zhang Yang, An Hongmei. Dongpu depression 72 block characteristics of volatile oil reservoir exploitation[J].Colliery Engineering,2011，30(2)：46-49.

[12] 何右安，林建军.挥发性油藏的注水开发[J].西部探矿工程，2004，95(4)：112-117.

He Youan, Lin Jianjun. Water injection for volatile reservoirs[J].West-China Exploration Engineering，2004，95(4)：112-117.

[13] 赵金成，孙雷.挥发性油藏轻烃回收理论研究[J].石油勘探与开发，1997,24(6)：90-94.

Zhao Jincheng, Sun Lei. Theoretical research on recovering light hc from volatile oil reservoirs[J].Petroleum Exploration & Development,1997，24(6)：90-94.

[14] 李春兰，张丽华. 挥发油油藏原油不同脱气程度水驱油效率实验室研究[J].断块油气田，1996，3(6)：38-40.

Li Chunlan, Zhang Lihua. The study of water-drive efficiency for volatile reservoirs[J].Fault-Blcok Oil-Gas Field ,1996，3(6)：38-40.

[15] 妥宏，甄亚丽.卡因迪克油田挥发性油藏流体特征分析[J].特种油气藏，2006，13(5)：98-103.

Tuo Hong, Zhen Yali. Fluid property of the volatile reservoirs in Kayindike oilfield[J].Special Oil and Gas Reservoirs, 2006，13(5)：98-103.

[16] 李颖川.采油工程[M].北京：石油工业出版社，2009.

(编辑 宋官龙)

Volatile Oil Reservoir Fluid Characteristics in F Block，Daqing Oilfield and Affecting Factors Analysis

Xia Huifen1, Wang Shenming1, Zhang Yan2, Lyu Honglei2, Liu Xiaoxiao1

(1.Key Laboratory of Enhance Oil and Gas Recovery of Education Ministry, Northeast PetroleumUniversity,DaqingHeilongjiang163318,China;2.OilTestingandPerforatingCompanyofDaqingOilfieldLimitedCompany,DaqingHeilongjiang163412,China)

The separation oil and gas component and physical property are analyzed with gas chromatography. The component of initial oil in place in F block is obtained by using PVTsim. The changes of PVT parameters of oil in F block is studied and the effect of separation stages and choke size change on the fluid composition and physical properties is analysized. The results are listed as follows: the initial oil in F block has a characteristic of high content of light hydrocarbon, low density, high shrinkage and high gas-oil ratio, and the change of pressure has a greater influence on PVT parameters. Compared with black oil, reservoir fluid has a strong sensitivity on separation stages. When multi-stage separation is applied, initial oil in place e has a characteristic of high shrinkage, small degassed amount and high oil production. When small choke is applied, the pressure before choke is high. So light component is more likely to be mined.

Volatile oil reservoirs; Light hydrocarbon; Component; PVT; Choke; Separation stages

1006-396X(2015)01-0051-04

2014-10-20

2014-11-20

黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12541z004)。

夏惠芬(1962-)，女，博士,教授，从事提高采收率原理研究；E-mail: 757581676@qq.com。

TE133+.1

A

10.3969/j.issn.1006-396X.2015.01.011