安集海地區安5井安集海河組油藏流體相態特征

袁淑英

摘 要：準噶爾盆地安集海地區安5井為低飽和程度（30%～40%）的揮發性油藏，具有密度低，粘度低，系數高、氣油比高的特征。地層原油隨著壓力的增大，其體積系數、氣油比不斷增大，而原油密度、粘度不斷減小。安5井地層油藏流體的實驗室體積系數和利用現場生產數據計算得到的現場體積系數存在很大的差別，在實驗室條件下的地層油體積系數比現場生產（3 mm）條件下的地層油體積系數增大了約34%，其原因在于原油組成中存在高比例的中間烴類組分。

關鍵詞：安集海地區 安集海河組 油藏 流體相態

中圖分類號：TE122 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

安集海背斜位于北天山山前沖斷帶霍瑪吐背斜帶，為一由“Y”字型傾向軸線逆斷裂夾持的形似斷壘的背斜構造，長軸呈近東西向展布，圈閉層位主要為上、下第三系、白堊系及侏羅系，該背斜為較平緩的背斜構造，翼部傾角不大，北翼傾角為28°～30°，南翼傾角為23°～37°，被斷層夾持的背斜構造較完整。圈閉層位主要為第三系、白堊系及侏羅系，其中沙灣組閉合度為1 085 m，安集海河組為1 035 m，紫泥泉子組為860 m，形態明顯，圈閉面積大。從上至下地層依次為上第三系獨山子組、塔西河組、沙灣組，下第三系安集海河組、紫泥泉子組和白堊系東溝組。安5井為安集海背斜的一口預探井，該井在安集海河組獲得工業油流，弄清其油藏類型和油藏流體相態，對后期該區的油藏開發具有重要的意義。

1 油藏類型

實驗分析結果表明安5井安集海河組油藏的流體性質不同于普通黑油，流體性質表現出“兩高兩低”特征，即體積系數高、氣油比高、低密度、低粘度。研究中采用了不同油氣藏流體性質對比方法、原油無因次收縮率與無因次壓力關系曲線方法、不同油氣藏流體組分對比方法對安5井安集海河組油藏的類型進行了判斷，并與卡因迪克油田卡因迪克齊古組油藏、紫泥泉子組揮發性油藏及石西石炭系弱揮發性油藏進行了對比。對比表明安5井安集海河組油藏屬于低飽和程度（30%～40%）的揮發性油藏，在油藏流體的揮發性比卡因迪克油田齊古組油藏、紫泥泉子組油藏要弱，但高于石西油田石炭系油藏。

2 油藏流體性質

安5井安集海河組油藏的地面原油的密度小于0.82 g/cm3，30℃的粘度小于5 mPa·s，凝固點為17℃。地層油藏的原油氣油比為340 m3/m3，壓縮系數為2.10×10-3 MPa，原油密度為0.57 g/cm3，粘度小于0.45 mPa·s。原油多次脫氣實驗結果表明隨著實驗壓力的增大，體積系數、氣油比不斷增大，而原油密度、粘度不斷減小（表1）。

表1 高壓物性動態數據表（多次脫氣）

實驗壓力

（MPa） 體積系數 氣油比

（m3/m3）

地層油

密度

（g/cm3） 地層油

粘度

（mPa·s）

22.60 301 1.944 0.5691 0.22

18.00 237 1.753 0.5903 0.24

14.10 186 1.618 0.6097 0.26

10.00 140 1.493 0.6362 0.29

6.00 97 1.392 0.6562 0.35

4.10 79 1.339 0.6808 0.39

0.10 0 1.050 0.7782 0.76

3 關于現場生產氣油比和實驗室氣油比數據存在差別的解釋

安5井安集海河組油藏存在實驗氣油比遠大于現場生產氣油比的現象。按照普通黑油油藏流體性質來看，這種現象是反常的。

之所以出現這種現象，其原因在于揮發性油藏在油氣組分上區別于普通黑油油藏，即中間烴（C2～C6）含量比例較高。對普通黑油油藏來說，在開采過程中采出的液相和氣相的組分，從地層向井口至地面分離裝置流動的過程中，隨著溫度和壓力的變化，由于中間烴（C2～C6）含量比例較低，油氣兩相的組分上變化不大，即油氣兩相基本不發生相變。但是于揮發性油藏在開采過程中，隨著壓力的降低，這種變化卻很大，油氣兩相互相轉化，發生相變。實驗室中觀測到的現象證明了這一點。對普通黑油油藏樣品，在每級多次脫氣過程中，通過油氣分離收集的氣樣外觀透明均勻，色譜分析得到的組分中中間烴和重烴（C7+）含量少；而實驗室對卡因地克齊古組油藏和紫泥泉子組油藏卡6、卡001和卡003井、夏72井等樣品進行單次脫氣實驗時發現，通過油氣分離收集的氣樣外觀開始似濃霧狀，渾濁不透明，明顯有微小液滴（中間烴和重烴）懸浮于氣相中，然后在1 min內逐漸透明，說明微小液滴已經吸附于集氣瓶壁表面和鹽水中，而這部分油本應捕集于液相收集裝置的。即使氣樣中損失了中間烴和重烴，與油罐氣組分相比，色譜分析得到的組分中中間烴和重烴含量仍然明顯偏高，說明氣相中仍含有高比例的中間烴和重烴。上述實驗現象表明，在實驗室條件下，易揮發性原油從地層條件下突然釋放到大氣條件，原油中的可液化氣態中間烴不及凝析，一部分凝析并損失在實驗室天然氣收集裝置中而無法計量，另一部分依然以氣態形式存在于氣樣中，造成了實驗室收集的油量偏低，實驗氣油比偏高。而在現場分離條件下，由于從井底到地面油罐之間，地層流體處于一個逐步降溫降壓的過程中。隨著溫度和壓力的降低，揮發油中大量的中間烴類轉移為氣相，到達地面分離裝置后通過分離裝置的穩定分離作用，這部分氣相態的中間烴再轉變為液相。換言之，通過地面分離裝置分離后，除可以一定數量的揮發油外，還可以通過分離器從氣相中采出相當數量的油量，使得現場生產收集的油量多，生產氣油比較低。

對安5井油藏流體進行了不同分離條件下的單次脫氣實驗，目的在于從實驗角度分析研究分離條件的變化對油藏流體性質的影響。實驗表明（表2），在實驗室不同的分離條件（不同分離級數，不同分離溫度）下，同一樣品，其單次脫氣分離結果有很大不同。當分離級數從一級增加至二級后，安5井地層油藏流體的實驗氣油比從295 m3/m3變化至246 m3/m3，減小約17%，地層原油體積系數從1.886變化至1.685，減小約11%；而卡6井由于分離條件變化較大，實驗結果也變化很大，實驗氣油比從446 m3/m3變化至236 m3/m3，相差近一倍，地層原油體積系數從2.2665變化至1.0723，相差超過一倍。室內系列分析進一步表明了揮發性油藏流體高壓物性特征對不同條件下樣品和不同實驗條件更為強烈的敏感程度。

表2 不同分條件下油藏流體單次脫氣實驗數據對比表

井號 分離方式/分離溫度 飽 和

壓 力

MPa 氣油比

m3/m3 地層油

密度

g/cm3 體 積

系 數 壓 縮

系 數

10-4/MPa 地層原油

粘度

mPa·S 氣 體

密 度

10-4g/cm3 收縮率

%

卡6 一級分離/

12℃ 40.53 440 0.4865 2.2665 13.90 0.31 0.9503 55.88

一級分離/

0℃ 367 0.5334 2.1475 0.9279 53.43

一級分離/

-30℃ 236 1.0723 0.9021 6.74

二級分離/

12℃ 276 0.6020 1.7317 0.8588 42.25

安5 一級分離/

12℃ 22.04 295 0.6118 1.886 1.8162 7.1023 1.1547 46.98

二級分離/

12℃ 246 0.6516 1.685 1.1547 40.64

因此，提出了“現場生產條件下的地層油體積系數”概念，通過這種方法來研究實驗室和現場生產兩種不同的分離方式和分離環境對易揮發性油藏流體性質的影響。地層油體積系數反映了地層原油的收縮能力，現場生產條件下的地層原油體積系數越小，說明油藏流體從井底流至地面，油相比例更大。安5井在實驗室條件下的地層油體積系數比現場生產（3 mm）條件下的地層油體積系數增大了約34%（表3）。石南21井區J2t組石121井普通黑油油藏在現場生產（4 mm）條件下的地層油體積系數與實驗室條件下的地層油體積系數相差僅0.8%，基本一致。

表3 現場生產和實驗室條件下體積系數變化數據表

井號 油嘴 日產油量

m3/d 日產

氣量

104m3/d 氣油比

m3/ m3 油罐油

密度

g/cm3 油罐氣

密度

g/cm3 地層油

密度

g/cm3 地層油體積系數

（現場計算值） 地層油

體積系數

（實驗室） 二者誤差

%

安5 3mm 65 2110 32 0.8270 1.1547 0.6118 1.4109 1.886 34

65 1990 31

66 2030 31

石121 4mm 41 4530 109 0.8374 0.8725 0.6948 1.345 1.356 0.8

42 4630 110

42 4760 114

上述實驗結果和實驗現象說明，正是揮發性油藏這種高比例中間烴類組分（相對于普通黑油組成）的特點，使得該種油藏在不同的分離環境條件下表現出不同的結果。

實驗結果還表明，對揮發性油藏而言，采取適當的地面分離級數（2～3級），在礦場許可條件下盡可能保持低溫條件，可以更為有效地大幅度提高從地層流至地面的原油采收率和流體中輕烴的回收率。

4 結語

（1）安5井油藏屬于低飽和程度（30%～40%）的揮發性油藏。

（2）安5井油藏的現場生產氣油比和實驗室氣油比數據存在很大差別的原因是由于揮發性油藏流體組成中存在高比例中間烴組分造成的。

（3）易揮發性油藏存在一個明顯的特征，即：地層油藏流體的實驗室體積系數和利用現場生產數據計算得到的現場體積系數存在很大的差別。實驗結果表明，安5井在實驗室條件下的地層油體積系數比現場生產（3 mm）條件下的地層油體積系數增大了約34%。

參考文獻

[1] 周春梅，程金輝，阿麗亞·阿木提，等.新疆準噶爾盆地南緣安集海河組中段上部的地質時代與古環境意義[J].地層學雜志，2012，36（4）：723-732.

[2] 妥宏，甄亞麗，李遇江，等.特種油氣藏卡因迪克油田揮發性油藏流體特征分析[J].2006，13（5）：72-74.

[3] 王長權，湯勇，杜志敏，等.含水凝析氣相態特征及非平衡降過程產液特征[J].石油學報，2013，34（4）：740-746.

[4] 張鸞灃，雷德文，唐勇，等.準噶爾盆地瑪湖凹陷深層油氣流體相態研究[J].地質學報， 2015，89（5）：957-969.