注入水對地層油高壓物性影響實驗研究

胡紹彬，陳長亮，劉少克，王 鵬（.東北石油大學 提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 6338；.中國石油塔里木油田分公司油氣工程研究院，新疆 庫爾勒 84000）

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注入水對地層油高壓物性影響實驗研究

胡紹彬1，陳長亮1，劉少克1，王 鵬2
（1.東北石油大學 提高油氣采收率教育部重點實驗室，黑龍江 大慶 163318；
2.中國石油塔里木油田分公司油氣工程研究院，新疆 庫爾勒 841000）

摘要：為揭示注入水對地層油高壓物性的影響規律，采用從油田獲取的油、氣、水樣品，開展了不同含水百分比條件下地層流體高壓物性模擬實驗。結果表明：隨著水或聚合物溶液的注入，模擬地層油的飽和壓力和溶解氣油比都降低，且降低的幅度隨含水百分比的增大而增大。當含水百分比為80%時，注水使模擬地層油的飽和壓力降低 10.33%、溶解氣油比減小16.00%，注聚合物溶液使模擬地層油的飽和壓力降低 8.75%、溶解氣油比減小12.93%。不同含水百分比條件下，注水時氣水比平均值為2.09 cm3/g，注聚時氣水比平均值為2.01 cm3/g。注入水進入油藏與地層油充分接觸后會從油相奪取部分氣體成為含氣水。

關鍵詞：地層油；飽和壓力；氣油比；氣水比；室內實驗

開展油藏評價、油藏工程計算、開發方案設計、油井工作制度、油田開發地面工程設計與調整等工作都需要掌握地層油高壓物性參數。許多學者對地層油高壓物性的影響因素進行了研究。

郭平等［1］對不同種類氣體注入對原油物性的影響進行了研究。梅海燕等［2］研究了注氣對油藏飽和壓力的影響。文玉蓮等［3］研究了注氣對揮發性原油飽和壓力的影響。李向良［4］研究了氮氣對牛莊油田牛20斷塊地層油相態特征的影響。李愛芬等［5］研究了地層原油組成差異對高壓物性參數的影響。在以往的研究中，對注入水給地層油高壓物性造成的影響提及較少。

本文通過高壓物性實驗，揭示注入水和聚合物溶液對地層油高壓物性參數的影響規律。

1　實驗部分

1.1實驗條件

表1　實驗用油氣水的相關參數Table 1　Experimental parameters of water，oil and gas

實驗用注入水、采出油和采出氣，均取自油田現場，其物性參數見表 1。實驗用聚合物為大慶煉化聚合物，分子量為1 900～2 200萬。實驗溫度為45 ℃，配制模擬地層油的飽和壓力為10.00 MPa，氣油比為47.160 cm3/g。

1.2實驗儀器

實驗用到的儀器主要包括PVT分析儀、氣體計量計、天平、活塞容器、真空泵、手動泵等。

1.3實驗方法

向洗凈抽空的高壓物性分析儀中注入油樣，裝上端蓋并將高壓物性分析儀的溫度恒定到地層溫度，注入一定量氣體并加高壓使氣體完全溶解在油中，測試模擬地層油的飽和壓力和氣油比，調節注入氣量，使所配制樣品的飽和壓力與地層壓力保持一致；向配制好的模擬地層油樣品中注入不同比例的注入水（聚合物溶液），充分攪拌模擬地層流體后，靜置使油水分層，然后分別放出油樣和水樣測試模擬油飽和壓力、氣油比以及氣水比。

2　實驗結果及分析

實驗測定了模擬地層流體含水（油田水或用油田水配制的濃度為400 mg/L的聚合物溶液）百分比為20%、40%、60%、80%時模擬地層油的飽和壓力和溶解氣油比以及相應的溶解氣水比，實驗結果見表2和圖1、圖2、圖3。

表2　不同含水百分比模擬地層流體的高壓物性參數Table 2　High pressure property tests with simulation of theformation fluid of various water contents

從圖1可以看出，隨著水或聚合物溶液的注入，模擬地層油的飽和壓力降低，且降低的幅度隨著含水百分比的增大而增大。注水時飽和壓力的降低幅度要比注聚合物溶液時飽和壓力的降低幅度略大。當含水百分比增加到80%時，注水使模擬地層油的飽和壓力降低了1.033 MPa，降幅10.33%；注聚合物溶液使模擬地層油的飽和壓力降低了0.875 MPa，降幅8.75%。

圖1　地層油飽和壓力隨含水百分比的變化Fig.1 The change of water contents with the saturated pressure of formation oil

圖2　溶解氣油比隨含水百分比的變化Fig.2 The change of water contents with dissolved gas oil ratio

從圖2可以看出，模擬地層油的溶解氣油比隨著水或聚合物溶液的注入而減小，且降低的幅度隨著含水百分比的增大而增大。含水百分比相同的情況下，注聚合物溶液使溶解氣油比減小的幅度小于注水使溶解氣油比減小的幅度。當含水百分比為80%時，注聚合物溶液使模擬地層油的溶解氣油比減小了7.547c m3/g，減幅16.00%。注水使模擬地層油的溶解氣油比減小了6.097 cm3/g，減幅12.93%。

圖3　溶解氣水比隨含水百分比的變化Fig.3 The change of water contents with gas water ratio

從圖3可以看出，隨著含水百分比的增大，氣水比呈現減小的趨勢，但減小的幅度非常小。油田水的水氣比要略大于聚合物溶液的氣水比。

不同含水百分比條件下，油田水的氣水比平均值為2.09 cm3/g，聚合物溶液的氣水比平均值為2.01 cm3/g。

綜合注水后模擬地層油飽和壓力、溶解氣油比和水氣比的變化規律分析可知，不含氣的注入水（聚合物溶液）進入到PVT筒中與模擬地層油接觸后，一部分原來溶解在模擬地層油中的氣體將轉移到水相中，使模擬地層油的飽和壓力和溶解氣油比降低，而注入水成為含氣水。由此可以推測油田現場生產中，注入水進入油藏與地層油充分接觸后從油相中奪取部分氣體成為含氣水。溶解有氣體的水產出后，其溶解的氣體分離出來成為采出氣的一部分，對生產氣油比會有一定影響。

3　結 論

（1）隨著水或聚合物溶液的注入，模擬地層油的飽和壓力和溶解氣油比都降低，且降低的幅度隨著含水百分比的增大而增大。

（2）含水百分比相同情況下，注聚合物溶液使模擬地層油飽和壓力和溶解氣油比減小的程度略小于注水使模擬地層油飽和壓力和溶解氣油比減小的程度。

（3）不含氣的注入水進入到PVT筒中與模擬地層油接觸后從油相中奪取部分氣體而成為含氣水。

參考文獻：

［1］郭平，孫雷，孫良田，等.不同種類氣體注入對原油物性的影響研究［J］.西南石油學院學報，2000，22（3）：58-64.

［2］梅海燕，張茂林，李閩，等.注氣對油藏飽和壓力的影響［J］.天然氣勘探與開發，2002，25（2）：51-53.

［3］文玉蓮，杜志敏.注氣對揮發性原油飽和壓力的影響［J］.新疆石油地質，2004，25（5）：520-522.

［4］李向良.氮氣對牛莊油田牛20斷塊地層油相態特征的影響［J］.油氣地質與采收率，2006，13（2）：88-90.

［5］李愛芬，王守龍，呂姣，等.地層原油組成差異對高壓物性參數的影響［J］.新疆石油地質，2014，35（3）：299-302.37-40．

Laboratory Study on Effect of Injected Water on PVT Parameters of Formation Oil

HU Shao-bin1，CHEN Chang-liang1，LIU Shao-ke1，WANG Peng2
（1.Key Laboratory of Educational Ministry for Improving Oil and Gas Recovery，Northeast Petroleum University，
Daqing Heilongjiang 163318，China；
2.PetroChina Tarim Oilfield Company Oil and Gas Engineering Institute，Xinjiang Korla 841000，China）

Abstract：In order to reveal the influence of injected water on the PVT parameters of formation oil，high pressure property tests with various water contents were carried out by using oil，gas and water samples obtained from oilfield.The results show that：with the water or polymer solution injection，the saturated pressure and dissolved gas oil ratio of the formation oil decrease，and the reducing degree increases as the increase of water content.At the value of 80% of water percentage，the saturation pressure of formation oil is reduced by 10.33%，the ratio of dissolved gas oil is reduced by 16% as water is injected，and the saturated pressure is reduced by 8.75% and the dissolved gas oil ratio is reduced by 12.93% as polymer solution is injected.The average value of gas to water ratio is 2.09 cm3/g for water injection and 2.01 cm3/g for polymer solution injection.The injected water will become gassy water as it contacts and captures part of gas from the oil phase.

Key words：Formation oil；Saturation pressure；Gas to oil ratio；Gas to water ratio；Laboratory experiment

中圖分類號：TE 124.1

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）01-0016-02

基金項目：黑龍江省自然科學基金項目（E201338）；EOR教育部重點實驗室開放課題（NEPU-EOR-2014-012）。

收稿日期：2015-10-18

作者簡介：胡紹彬（1975-），男，四川彭州人，副教授，博士，現主要從事采油采氣化學理論與工程研究。E-mail：hsbpaper@163.com。