SX油田PVT相態特征實驗測試研究

馬慶 呂蓓 侯思偉 宋勝軍

摘要：指出了CO2驅油及埋存技術實現了傳統化石能源開發與環境保護的結合，既實現了CO2氣的補集與利用，又使實施區域的原油采收率提高，在經濟與環境保護上展現出雙贏。SX油田探索并建立了一套適應SX油田地質開發特征的CO2驅油與埋存油藏工程設計技術，促進了油藏開發過程中進一步提高原油采收率和實現溫室氣體埋存的開發工程技術發展。在油藏工程設計技術中原油的相態特征對CO2驅油與埋存有重要影響，通過PVT相態特征實驗對SX油田MB2026井的相態研究，得出了該油藏的相態特征，進一步對實驗現象與實驗結果展開了分析，獲得了測試樣品的高壓物性特征，為SX油田CO2驅油與埋存的下一步研究提供了理論依據。

關鍵詞：相態;CO2;組分;PVT;物性;相圖

中圖分類號：X701

文獻標識碼：A?文章編號：1674-9944（2020）14-0238-03

1?引言

環境問題已經越來越受到重視，綠色發展、循環發展、低碳發展、節能減排、環境保護是實現人民對優美生態環境需求的方法和途徑，是中國未來發展的趨勢。國內廣大油田公司積極探索CO2的捕集、利用、埋存，在提升油田效益同時也減輕了大氣環境的污染，它的實質是部分解決了資源利用和資源消耗引起的環境污染矛盾，實現了溫室氣體減排、城市生活質量提升、企業利潤增加的共贏局面[1～6]。而流體的PVT相態特征實驗測試是油田CO2驅油與埋存油藏工程設計技術中的重要環節，烴類PVT相態特征實驗可獲得流體高壓物性資料，該實驗資料是計算本區塊使用不同開發方式時對原油采收率影響的關鍵參數[7]。

2?目標儲層特征

本次目標油藏是SX油田MB2井區，油藏儲層巖性主要為細粒巖屑砂巖和中粒巖屑砂巖，含部分不等粒巖屑砂巖及部分砂礫巖。儲層的平均孔隙度位13.4%、平均滲透率為8.01×10-3 μm2，屬于低孔、特低滲儲層，且非均質性較強。儲層表現為中等偏強水敏、中等偏強鹽敏、中等速度敏感性。屬于受構造控制的帶邊底水和氣頂的構造油氣藏。油藏原始地層壓力38.33 MPa，壓力系數0.97，飽和壓力38.33 MPa，油藏溫度102.3 ℃。

3?地層原油體系PVT相態特征實驗

3.1?油藏基本參數

室內實驗中所研究的SX油田的代表樣品為MB2026井油氣樣。井下取樣工作前開展油層中部靜壓測試、井底流壓測試以及地層溫度測試，為PVT相態特征實驗提供擬油藏環境條件數據。SX油田的油藏物性基本參數如表1所示。

3.2?取樣配樣

實驗取樣方式采用聯合站分離器流體PVT取樣，并在實驗室依據標準對樣品進行合格性檢查，樣品經檢驗合格后依據地層原油物性分析方法在實驗室開展配樣工作。實驗室配樣方法一般有兩種：一種是按照油藏開發至當前條件下的配樣，另一種是按原始地層條件配樣。按當前油藏條件配樣的目的是為了獲得正在開發的地層流體的相態特征，實驗要求獲取除油樣以外的地層壓力、生產氣油比等實驗用擬油藏環境數據;按原始地層條件配樣要求油藏原始數據完整準確，油氣實驗樣品按油藏原始飽和壓力和原始地層溫度配樣，同時針對目前流體樣品結合油藏特點作進一步分析，對比初始樣品環境降壓、降溫到目前油藏條件時流體高壓物性的差異，并以此來確定樣品恢復是否成功[8，11]。

SX油田的地層原油樣品按原始地層條件配樣方式復配?？紤]到該油藏開發至今油氣樣組成變化十分小，所以按原始油藏條件配樣亦能代表當前條件下的地層流體。實驗室參照油藏原始條件采用MB2026井脫水原油配制本次實驗樣品，樣品用于進行PVT分析實驗及后續注CO2氣測試。配樣數據見表2。

3.3?井流物組成的確定

在本次井流物組成測定實驗中，對MB2026井按原始地層條件配樣的樣品采用單次脫氣實驗數據進行井流組物成計算，根據油氣藏流體物性分析方法進行，計算公式如下：

在完成配樣后，通過色譜分析井流物組成計算，得到MB2026井流物組分、組成數據，見表3。從井流物組成可以看出，輕烴組分及中間烴組分含量為64.496%，重烴組分含量為27.096%，該井流物屬于普通黑油流體組成。

3.4?單次脫氣及PV關系

單次脫氣實驗是為了獲取對氣液混相影響較大的幾個關鍵實驗參數，包括不同地層條件下原油密度、體積系數、氣油比等數據;本次研究對SX油田MB2026進行了地層流體樣品的原油物性分析實驗，表4列出了MB2026井的單次脫氣和部分PV關系數據。

由單次脫氣實驗結果得到如下認識：

（1）MB2026井油樣氣油比較高，泡點壓力較高，原始地層原油體積系數較大，反映出其在高飽和壓力條件下溶解氣量較大，導致地面原油脫氣量大。該實驗結果與實際油藏流體的情況是相對應的。

（2）從原油密度看，地層原油和地面脫氣油的密度差為0.1365 g/cm3，脫氣后原油密度及分子量增幅明顯，表明由于輕烴組分含量的原因，地下原油組成較輕，粘度較小，原油體積膨脹能量較大（圖1）。MB2026井的PV關系測試結果見表5。

4?地層原油相圖

地層原油相圖是認識油藏流體高壓物性特征及識別油藏類型的重要工具。相圖模擬計算的任務是以目標井配樣體系測試多露點壓力局部相圖為模擬目標函數，通過模擬來預測油氣體系泡點線、露點線及等液量線等相態變化規律。繪制出的相圖可以清晰區分油氣體系的臨界區、兩相區分布范圍。同時，通過露點線、泡點線和等液量線在臨界區的收斂性好壞，可以對油氣體系—狀態方程模型—流體PVT實驗數據—流體熱力學參數場之間的物理相容性作出評價[9]。

4.1?MB2026井樣品相圖計算與分析

地層油氣藏流體都屬于多組分混合物，MB2026井樣品組分組成豐富，如果按照單一組分完成相圖非常不現實且不實用，因為當存在兩種或更多種組分時，在壓力—溫度（P-T）相圖中兩相區并非局限于一條單線。為滿足實際需要，必須要找到一條與MB2026井樣品組分等價的擬組分飽和蒸氣壓曲線。而對于相包絡線，則可以計算樣品組分一系列飽和點來完成，但如果需要完整的相包絡線，則不推薦使用該方法，因為這種方法不僅浪費時間，而且在高溫和接近臨界點（CP）的情況下可能會引發收斂性問題[10]。此時可采用Michelsen（1980）所述的方法：在適度的壓力下（<20 bar）從露點或泡點側啟動相包絡線計算，由于壓力適度，因此比較容易收斂。第二個飽和壓力的計算在稍高一些的壓力下進行，第三個點以及之后的飽和點在計算時都要使用前述相包絡線上兩個點中任何一點上的K因子、壓力和溫度。這樣可以確保初始估算值的合理性，同時使用Michelsen所述的方法時，在確定臨界點位置和通過臨界點上時不會出現問題，同時也可以按照Michelsen和Heideman（1981）介紹的方法來確定臨界點（CP）的位置，該方法不僅限于露點線和泡點線，也可用于在相包絡線中的等液量線[10]。

運用實驗數據進行相態擬合，實測飽和壓力為37.86 MPa，擬合飽和壓力為37.88 MPa，與實測飽和壓力相符，從相圖可以看出，露點線和泡點線以及內線相交于臨界點（CP），當溫度處于地層溫度時屬于飽和油藏，從相圖分析該油藏為普通黑油油藏[11]。

5?結論

（1）實驗測試表明，MB2026井輕烴組分及中間烴組分含量為64.496%，重烴組分含量為27.096%，重質組分含量不高，且原始條件下原油的溶解氣量較大，體積系數、氣體平均溶解系數較大，有利于創造CO2氣體混相驅油的條件。

（2）通過繪制（P-T）相圖可以觀察出SX油藏的臨界分布情況，判斷不同溫度與壓力條件的流體狀態，為后期開發過程中油藏的注CO2氣開發時機提供參考依據。

參考文獻：

[1]謝和平，劉?虹，吳?剛.中國未來CO2減排技術應向CCU方向發展[J].中國能源，2012，34（10）：15～18.

[2]張?亮，任韶然，張?銀，等.油田CO2EOR及地質埋存潛力評估方法[J].大慶石油地質與開發，2009，28（3）：116～121.

[3]謝和平，劉?虹，吳?剛. 中國未來CO2減排技術應向CCU方向發展[J].中國能源，2012，34（10）：15～18.

[4]秦積舜，韓海水，劉曉蕾. 美國CO2驅油技術應用及啟示[J]. 石油勘探與開發，2015，42（2）：209～216.

[5]Koottungal L. 2014 worldwide EOR survey[J]. Oil & Gas Journal，2014， 112（4）：79～91.

[6]Zhang N， Wei M， Bai B. Statistical and analytical review ofworldwideCO2immiscible field applications[J]. Fuel， 2018（220）：89～100.

[7]白執松，羅光熹.石油及天然氣物性預測[M].北京：石油工業出版社，1995：114～115.

[8]王長權，孫?雷，任延濤，等.QK17-2油田注N2-WAG提高采收率可行性實驗研究[J].海洋石油，2010，30（3）：64～67.

[9]湯?勇，孫?雷，李士倫，等. 油氣烴類體系完整P-T相圖模擬計算[J].斷塊油氣田，2003，10（5）：54～57.

[10]張?可，李?實.油氣藏流體的相態特征[M].北京：石油工業出版社，2019：152～153.

[11]于靜芳，姜忠正，陳?群，等.先把扎地區東河塘組儲屋預測技術[J].工程地球物理學報，2019，16（3）：273～279.