低滲透油藏注氣開發(fā)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究

董鳳龍

（中油遼河油田公司勘探開發(fā)研究院，遼寧 盤錦 124010）

1 原油PVT實(shí)驗(yàn)研究

高壓物性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)υ偷幕疚镄赃M(jìn)行認(rèn)識(shí)，獲取原油高壓物性參數(shù)，明確油藏條件下原油對(duì)注入氣的溶解作用以及對(duì)原油的抽提效果，為后續(xù)數(shù)值模擬提供相關(guān)參數(shù)。

1.1 原油組成分析

通過油相色譜儀對(duì)脫氣原油進(jìn)行碳烴組分分析。原油碳烴組分分布相近，原油中C2～C6組分含量較低，而原油含量較高的部分集中在C7～C25。原油四組分分析結(jié)果顯示原油中的飽和烴和芳香烴占據(jù)了原油的絕大部分，高達(dá)83%左右，而膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等重組分含量相對(duì)較少。原油重度API為33°左右，屬于輕質(zhì)原油，在油藏116℃條件下黏度為0.423 mPa·s，表明地下原油具有較強(qiáng)的流動(dòng)性。

1.2 原油高壓物性分析

為了配制地下原油和后續(xù)測試油藏條件下的不同氣體溶解膨脹降黏性質(zhì)，進(jìn)行注空氣原油高壓物性研究。油藏條件下對(duì)原油進(jìn)行配樣，測試所配活油的高壓物性。

1.3 氣體的溶解與膨脹

在油藏條件下，向所配活油中注入不同量的氣體，待溶解后確定不同注入壓力下的溶解氣量，并繪制壓力-空氣（或氮?dú)狻⒍趸?、天然氣）的P-X二元相圖。在一定范圍內(nèi)，隨著注入的氣體含量的增加，原油的飽和壓力呈上升趨勢，而且上升速率相對(duì)穩(wěn)定。由此看出，在注入氣體過程中，地層能量得到不斷補(bǔ)充，地層壓力隨之不斷提高，注入氣體有一部分會(huì)溶解于原油當(dāng)中，使原油體積發(fā)生膨脹，原油黏度會(huì)降低，其流動(dòng)性能隨著提高。隨著壓力的增大，氣體溶解量增大，空氣的溶解性高于氮?dú)猓∮谔烊粴?、遠(yuǎn)低于二氧化碳，當(dāng)注入壓力達(dá)到41MPa（油藏壓力）時(shí)，空氣溶解量為13.2%，氮?dú)馊芙饬繛?2.1%，天然氣溶解量為23.4%，二氧化碳的溶解氣量為53.3%。氣體溶解于原油中，使原油體積膨脹，溶解氣量越大，原油體積膨脹量越大。41MPa時(shí)空氣、氮?dú)?、天然氣和CO2溶解后原油膨脹量分別為2.66%、2.35%、10.7%和25.24%，原油黏度由0.423 mPa·s分別下降為0.348 mPa·s、0.354 mPa·s、0.296 mPa·s和 0.221 mPa·s。

2 細(xì)長管實(shí)驗(yàn)研究

開展細(xì)長管實(shí)驗(yàn)研究，主要為了測定試驗(yàn)區(qū)塊原油注入不同氣體介質(zhì)的最小混相壓力（MMP），明確氣驅(qū)驅(qū)油機(jī)理。實(shí)驗(yàn)中測得不同驅(qū)替壓力下驅(qū)油效率，驅(qū)油效率會(huì)隨著驅(qū)替壓力的提高而不斷增大，當(dāng)驅(qū)替壓力增大到某一壓力之前，驅(qū)油效率提高速率較快快，而大于這一壓力后驅(qū)油效率則上升變緩慢，即在氣體壓力達(dá)到這一點(diǎn)時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)折，形成拐點(diǎn)，驅(qū)替逐步呈現(xiàn)出混相特征，驅(qū)油效率達(dá)90%以上。這個(gè)拐點(diǎn)壓力即最小混相壓力。一般二氧化碳混相壓力最小，其次為天然氣，空氣和氮?dú)庀喈?dāng)，混相壓力較大。

3 長巖心驅(qū)油實(shí)驗(yàn)研究

3.1 驅(qū)油效率分析

在油藏壓力、溫度條件下，進(jìn)行了長巖心驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，在氣體突破之前，驅(qū)油效率隨著注入氣體體積的增加而增加，氣體越早突破，最終驅(qū)油效率越低；四種介質(zhì)對(duì)比，二氧化碳驅(qū)油效率最高，天然氣驅(qū)油效率次之，空氣驅(qū)油效率次之，氮?dú)怛?qū)油效率最低。二氧化碳以及天然氣具有較強(qiáng)的溶解膨脹和抽提作用，能夠較大幅度降低原油黏度，驅(qū)油效率相對(duì)較高。

3.2 驅(qū)替壓差及氣油比分析

通過不同介質(zhì)驅(qū)替壓差以及出口端產(chǎn)出氣油比可以看出，二氧化碳驅(qū)替壓差最小，氮?dú)怛?qū)和空氣驅(qū)的驅(qū)替壓差相當(dāng)，且較二氧化碳驅(qū)更高，天然氣驅(qū)則居中。從氣竄時(shí)機(jī)來看，二氧化碳驅(qū)在0.46PV時(shí)突破；空氣在0.37PV時(shí)突破，氮?dú)怛?qū)在0.35PV時(shí)突破，天然氣驅(qū)在0.4PV時(shí)突破，說明注入天然氣和二氧化碳可以延長注氣周期。

4 相滲驅(qū)油實(shí)驗(yàn)研究

油、氣、水相滲曲線是研究儲(chǔ)層油、氣、水滲流特征的基礎(chǔ)資料，是相關(guān)開發(fā)參數(shù)計(jì)算、開發(fā)動(dòng)態(tài)分析以及油藏?cái)?shù)模等方面不可以缺少的寶貴資料。通過相滲資料，可以計(jì)算水油比和流度比，油井的產(chǎn)量情況，確定油氣水在儲(chǔ)層中的分布，還可以分析評(píng)價(jià)油井含水變化規(guī)律，計(jì)算不同方式驅(qū)油效率和油田采收率并可以判斷油藏潤濕性等內(nèi)容。由此可見，取得能夠反映油藏特征的具有代表性的相對(duì)滲透率資料對(duì)油田的有效開發(fā)具有非常重要的意義。測試方法與原理主要是參照行標(biāo)SY/T5345-2007“巖石中兩相流體相對(duì)滲透率測定方法”。

5 氣驅(qū)啟動(dòng)壓力實(shí)驗(yàn)研究

本次采用的是氣泡法來開展氣驅(qū)啟動(dòng)壓力研究。氣泡法實(shí)驗(yàn)原理為：當(dāng)實(shí)驗(yàn)巖樣中充滿流體時(shí)，使實(shí)驗(yàn)驅(qū)替壓差從小向大進(jìn)行驅(qū)替，在達(dá)到某一驅(qū)替壓力時(shí)，壓差克服了巖心中的最大孔喉阻力以及不同流體間的界面張力，這個(gè)時(shí)候驅(qū)替流體就會(huì)開始進(jìn)入孔道中，并不斷占據(jù)孔道體積，由于驅(qū)替壓差的不斷傳遞，流體就在巖樣中開始移動(dòng)，這樣使得插在水中巖心的出口端的細(xì)管開始出現(xiàn)氣泡，這樣就可以確定該壓力就是所測得的啟動(dòng)壓力，所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)方法被稱為“氣泡”法。

6 結(jié)論

1）油藏條件下，當(dāng)注入壓力達(dá)到41MPa（油藏壓力）時(shí)，空氣溶解量為13.2%，氮?dú)馊芙饬繛?2.1%，天然氣溶解量為23.4%，二氧化碳的溶解氣量為53.3%。41MPa時(shí)空氣、氮?dú)?、天然氣和二氧化碳溶解后原油膨脹量分別為2.66%、2.35%、10.7%和25.24%，原油黏度由0.423 mPa·s 分別下降為 0.348 mPa·s、0.354 mPa·s、0.296 mPa·s 和 0.221 mPa·s。

2）油藏下的地層原油與二氧化碳的最低混相壓力（MMP）為31.4MPa；天然氣與原油的最低混相壓力為46.2MPa；空氣和氮?dú)鉄o法通過實(shí)驗(yàn)判定與原油的混相壓力，通過數(shù)值模擬軟件計(jì)算出空氣和氮?dú)馀c原油的最低混相壓力為60.8MPa和 62.1MPa。

3）油-水相滲測試中，巖心原始含油飽和度56.4%～62.3%，水驅(qū)殘余油飽和度23.1%～30.2%，水驅(qū)油效率49.2%～60.5%。巖心滲透率越大，巖心中流體流動(dòng)性越好，兩相流覆蓋飽和度范圍越寬；油-氣相滲測試中，巖心原始含油飽和度53.2%～65.2%，氣驅(qū)后殘余油飽和度24.0%～28.0%，氣驅(qū)驅(qū)油效率51.2%～60.6%。巖心滲透率越大，巖心中流體流動(dòng)性越好，兩相（三相）流覆蓋飽和度范圍越寬