大慶F區(qū)塊揮發(fā)性油藏流體特征及影響因素分析

夏惠芬， 王慎銘， 張 雁， 呂紅磊， 劉瀟瀟

(1.東北石油大學(xué)提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江大慶 163318；2.大慶油田有限責(zé)任公司試油試采分公司，黑龍江大慶 163412)

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大慶F區(qū)塊揮發(fā)性油藏流體特征及影響因素分析

夏惠芬1， 王慎銘1， 張 雁2， 呂紅磊2， 劉瀟瀟1

(1.東北石油大學(xué)提高油氣采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江大慶 163318；2.大慶油田有限責(zé)任公司試油試采分公司，黑龍江大慶 163412)

運(yùn)用氣相色譜法對分離油和分離氣進(jìn)行了組成組分及原油物性分析。利用PVTsim得到F區(qū)塊地層油組成組分，通過模擬多次脫氣實(shí)驗(yàn)，研究了該區(qū)塊原油的高壓物性參數(shù)變化及影響其變化的因素，分析了分離級數(shù)及開采條件變化對流體組成及物性的影響。結(jié)果表明，該區(qū)塊地層油具有輕烴(C1～C6)含量高、密度低、收縮性強(qiáng)、溶解氣油體積比大的特點(diǎn)；與黑油相比，壓力變化對PVT參數(shù)的影響更大；油藏流體PVT特征對分離級數(shù)具有強(qiáng)烈的敏感性，多級分離時(shí)，地層油收縮率較小，脫氣量較小，產(chǎn)油量較大；小油嘴開采時(shí)，嘴前壓力較高，原油中輕質(zhì)組分脫氣相對較少，采出的原油中輕質(zhì)組分較高，輕質(zhì)組分更容易被開采出來。

揮發(fā)性油藏； 輕烴； 組分； PVT； 油嘴； 分離級數(shù)

大慶F區(qū)塊油藏是具有特殊性質(zhì)及開發(fā)特點(diǎn)的一類復(fù)雜油氣藏，經(jīng)綜合判斷為揮發(fā)性油藏，在我國這類油氣藏油有較大的遠(yuǎn)景儲量，尤其是在西部地區(qū)。它是一種天然形成的、以中間組分為主的烴類混合物，其性質(zhì)介于黑油和凝析氣之間，在地層條件下以液態(tài)存在[1-4]。眾多科研人員對揮發(fā)油油藏的開采方法及生產(chǎn)特征進(jìn)行了研究。例如李菊花等[5]認(rèn)為當(dāng)油藏流體組分分布差異顯著及含油厚度足夠大時(shí)，評價(jià)烴地下儲量時(shí)考慮組分梯度是至關(guān)重要的。賀剛等[6]發(fā)現(xiàn)在揮發(fā)性油藏開采過程中，原油急劇收縮脫氣，地層能量迅速消耗，并且開采過程中氣液組分不斷地發(fā)生變化, 低于飽和壓力開采時(shí), 油氣體積比急劇上升, 原油體積迅速收縮, 故該類油藏必須保持壓力開采, 壓力必須保持在飽和壓力以上。由于揮發(fā)油特殊的原油物性，造成了揮發(fā)性油藏不同于黑油的生產(chǎn)特征及開采方式。本文以F區(qū)塊揮發(fā)油性油藏為例，探究了揮發(fā)性油藏的原油物性并將其運(yùn)用到油藏開發(fā)當(dāng)中。

大慶F區(qū)塊儲層物性屬于低孔滲型，孔隙度一般為10%～15%，平均滲透率為(0.30～3.59)×10-3μm2，流體性質(zhì)比較特殊。為了弄清區(qū)塊油氣特征，以F1井流體為例，對地面油氣組成組分和物性、地層流體組成、高壓物性特征進(jìn)行分析。

1 地面原油性質(zhì)分析

運(yùn)用氣相色譜法對F1井井口取得的分離油和分離氣進(jìn)行了組成組分分析及原油物性分析，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，F(xiàn)1井地面分離油和分離氣中的輕質(zhì)組分較多，重質(zhì)組分較少。對此區(qū)塊取樣油做物性分析可知該原油物性具有低密度、低黏度、高凝固點(diǎn)、中等膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量的特點(diǎn)。

2 PVT分析

2.1 原油的組成組分

通過PVT模擬器，將地面分離油與分離氣合成至地下，得到地層流體組分及摩爾組成。表2給出了F1井地層流體烴組成組分。

表1 F1井地面分離油氣組成組分

表2 F1井地層油組分

從表2中可以看出，F(xiàn)1井地層原油中重?zé)N(C7+)含量較低，輕烴(C1)含量較高。

2.2 PVT特征分析

利用PVT模擬器將F1井地層流體進(jìn)行多級分離實(shí)驗(yàn)，可以測定各級壓力下的地層油的體積系數(shù)(各級壓力下地層油體積與其在地面脫氣后的體積之比)、黏度和密度[7-8]，如圖1-3所示。

圖1 F1井地層油體積系數(shù)關(guān)系曲線

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

圖2 F1井地層油黏度關(guān)系曲線

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

圖3 F1井地層油密度關(guān)系曲線

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

由圖1-3可知，揮發(fā)油物性特點(diǎn)可以歸結(jié)為：低密度、低黏度、高地層體積系數(shù)[9-10]，當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，密度、黏度、體積系數(shù)變化較大，說明地層流體物性參數(shù)對壓力變化較為敏感，所以在油田實(shí)際開發(fā)中，應(yīng)保持壓力開采[11-12]。

F區(qū)塊油藏不同于黑油的PVT特征與地層流體組分有關(guān)[13]。

普通黑油脫氣實(shí)驗(yàn)過程中，通過油氣分離收集的油樣中間烴(C2～C6)和重?zé)N(C7+)含量相對較高。而由表2可以看出，該油藏流體輕烴含量較高，當(dāng)流體從地層高壓高溫條件突然降壓時(shí)，原油中輕質(zhì)組分急劇收縮脫氣，使得地面分離油中的輕質(zhì)組分量變小,氣油體積比變高，體積系數(shù)變大[14]。

3 影響因素分析

3.1 分離級數(shù)對流體性質(zhì)的影響

對不同分離條件下得到的油藏流體進(jìn)行PVT模擬實(shí)驗(yàn)，其中一級分離為壓力從地層壓力直接降至標(biāo)準(zhǔn)壓力；三級分離為壓力從地層壓力依次降至20、10、0.1 MPa，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3和表4。

表3 不同分離方式時(shí)分離油的組成組分

表4 不同分離方式時(shí)分離油的物理性質(zhì)

通常情況下，分離級數(shù)的改變對普通黑油油藏流體性質(zhì)的影響不明顯。表3和表4中結(jié)果表明，在不同分離級下，分離油的烴組成組分和流體性質(zhì)(體積系數(shù)、氣油體積比等)表現(xiàn)不同:分離級數(shù)越多,分離油中的重質(zhì)組分越少,氣油體積比、體積系數(shù)越小，收縮率越小[15]；結(jié)果表明F區(qū)塊油藏流體PVT特征對分離級數(shù)具有強(qiáng)烈的敏感性，應(yīng)用到現(xiàn)場時(shí)，應(yīng)采用多級分離，因?yàn)榇藭r(shí)原油收縮脫氣量較小，產(chǎn)油量較大。

3.2 油嘴尺寸對流體性質(zhì)的影響分析

一般情況下，黑油油藏在開采過程中采出的液相組分和氣相組分，從近井地帶向井口至地面分離裝置流動(dòng)的過程中，隨著油嘴尺寸的變化，宏觀上油、氣兩相的相變程度不大，組成比較穩(wěn)定。而揮發(fā)性油藏開采過程中油、氣兩相的相變卻很大。

應(yīng)用嘴流計(jì)算公式，改變油嘴尺寸，計(jì)算嘴前壓力[16]。公式如下：

式中：pt為油壓，MPa;q為產(chǎn)油量，m3/d;R為氣油體積比;d為油嘴直徑，mm；A、m、n為與氣油體積比有關(guān)的常數(shù)。

由3.1可知，多級分離有利于油田生產(chǎn)，以三級分離為例，模擬地層流體在不同油嘴尺寸對應(yīng)的嘴前壓力時(shí)的分離試驗(yàn)。表5和表6給出了不同油嘴尺寸地面油的組分及物性。從表5和表6中可以看出，隨著油嘴尺寸的增加，地面油組分中的輕烴及中間烴含量(C1～C6)依次減少，閃蒸油密度和閃蒸氣油體積比均增大。

表5 不同油嘴尺寸時(shí)的地面油組分

續(xù)表5

表6 不同油嘴尺寸時(shí)的地面油組分與物性

在試采過程中，使用大直徑油嘴試產(chǎn)時(shí)，嘴前壓力較低，此時(shí)原油從地層到地面過程中壓降較大，原油中輕質(zhì)組分易收縮脫氣，因此采出的原油中輕質(zhì)組分較低；反之，當(dāng)使用小直徑油嘴時(shí)，嘴前壓力較高，原油中輕質(zhì)組分脫氣相對較少，此時(shí)采出的原油中輕質(zhì)組分較高，輕質(zhì)組分更容易被開采出來。因此在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量使用小油嘴開采。

4 結(jié)論

(1) 揮發(fā)性油藏的物性特征與黑油油藏差別很大，其根本原因是揮發(fā)性油藏的輕烴組分含量較高。

(2) F區(qū)塊原油在地層條件下物性特點(diǎn)可以歸結(jié)為：低密度、低黏度、高氣油體積比、高地層體積系數(shù)、高收縮率。

(3) 分離級數(shù)越多,分離油中的重質(zhì)組分越少,氣油體積比、體積系數(shù)越小，收縮率越??；應(yīng)用到現(xiàn)場時(shí)，應(yīng)采用多級分離。

(4) 在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量使用小油嘴開采。

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(編輯 宋官龍)

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

黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目(12541z004)。

夏惠芬(1962-)，女，博士,教授，從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