渤海稠油油藏原油黏溫關系研究

王大為，岳寶林，劉小鴻，張風義

(中海石油(中國)有限公司天津分公司勘探開發研究院，天津塘沽 300452)

渤海稠油油藏原油黏溫關系研究

王大為，岳寶林，劉小鴻，張風義

(中海石油(中國)有限公司天津分公司勘探開發研究院，天津塘沽 300452)

選取渤海油田地面50 ℃脫氣原油黏度366.4～72 477.0 mPa·s的黏溫曲線進行擬合，結果表明ASTM標準二次對數坐標下，各樣本的直線擬合關系良好，各直線的斜率近似相同，并進一步得出了渤海稠油黏度預測公式，根據50℃地面原油黏度可以預測其他溫度時的脫氣原油黏度。將計算得出的地層溫度下的脫氣原油黏度與已有的PVT實驗數據進行對比，通過數據回歸，得出了地層含溶解氣的原油黏度預測公式，可為渤海稠油油藏開發方案設計提供參考。

渤海油田；稠油；黏度預測；黏溫曲線；氣油比

目前，渤海油田有20多個稠油油田或含油氣構造[1]，但是不同油藏的原油黏度存在較大差異，這直接影響到開發方式的選擇。由于高溫黏溫曲線的測定實驗周期長、費用高，部分油田只進行了低溫(20～90 ℃)黏溫曲線的測定，對于注蒸汽熱采時的高溫原油黏度缺乏有效的預測方法；此外，特超稠油油藏砂巖疏松、流體黏度大，導致高壓物性取樣困難，難以獲得地層PVT數據，因此需要確定合理預測地層原油黏度的方法[2-10]。本文選取渤海油田地面50 ℃脫氣原油黏度為366.4～72 477.0 mPa·s的黏溫曲線進行擬合，得出了渤海稠油油藏原油黏度預測公式，再利用已有的高壓物性實驗數據，通過數據回歸，得出了地層含氣原油黏度的預測公式。

1 稠油的黏溫關系

根據稠油油藏分類標準[11]，可將其分為普通稠油、特稠油和超稠油3類。普通稠油為脫氣油黏度大于100 mPa·s，或者油層條件下黏度大于50 mPa·s、脫氣油黏度小于10 000 mPa·s、密度大于9 200 kg/m3(22°API)的原油；特稠油為脫氣油黏度大于10 000 mPa·s，小于50 000 mPa·s，密度大于9 500 kg/m3(15°API)的原油；超稠油為脫氣油黏度大于50 000 mPa·s，密度大于9 800 kg/m3(13°API)的原油。稠油黏度隨溫度的升高急劇降低，這也是熱采法開采稠油的理論依據。

國際上常用稠油ASTM(American Society of Testing Materials)標準黏度-溫度坐標表征稠油黏溫關系[11]，該圖版坐標下原油脫氣黏度的雙對數與絕對溫度的對數呈現較好的直線關系，并且大多數稠油油藏的直線斜率較為一致(圖1)。油層條件下，稠油中也可以溶解有天然氣，但一般溶解氣量較小，原油黏度隨溶解氣油比的升高而逐漸降低。

圖1 國內部分稠油黏溫關系(ASTM圖版)

2 渤海稠油油藏脫氣原油黏度預測

為了驗證ASTM圖版法在渤海油田的適用性，選取了渤海11個稠油油田測試溫度20～230 ℃的18條黏溫曲線進行了分析，黏溫實驗數據應用公式(1)進行擬合。

(1)

式(1)中假設直線斜率C為50 ℃脫氣原油黏度的函數，因此需研究黏度對于斜率的影響。

將18條黏溫曲線繪制在ASTM圖版上，如圖2所示，各條黏溫曲線均成較好的直線關系，直線斜率略有不同(圖3)。為了考察原油黏度對于斜率C的影響，將圖3中各直線斜率進行擬合，關系見式(2)，同時求得各直線斜率的平均值為C=-3.728。

(2)

圖2 渤海稠油黏溫關系(ASTM圖版)

圖3 渤海稠油黏溫曲線斜率

應用式(2)計算的直線斜率和斜率平均值C=-3.728分別在ASTM圖版上繪制不同黏度時的黏溫曲線(圖4)，經過對比可以看出，兩者計算值基本相同，可以應用斜率平均值C=-3.728對渤海稠油油藏脫氣原油黏度進行預測。

將50 ℃地面脫氣原油黏度帶入式(1)可以得到

(3)

將C=-3.728代入式(3)，進一步得到下式：

(4)

由式(4)可以看出，得到50 ℃地面脫氣原油黏度便可以預測該樣品其他任意溫度下的脫氣原油黏度。

應用5個實例油田的黏溫實驗數據與式(4)計算結果進行對比(圖5)，可以看出，當溫度小于230 ℃時預測結果較為準確；當溫度大于230 ℃時擬合效果稍差，但此時渤海典型稠油油田原油黏度均已降至10 mPa·s以下，不影響開發方式的確定。

圖4 斜率取函數關系與常數時ASTM黏溫曲線對比

圖5 脫氣原油黏度預測值與樣本實測值對比

3 渤海稠油油藏含氣原油黏度預測

當稠油中溶解天然氣時，在油層條件下，含氣原油黏度降低。溶解氣油比越高，黏度降低越多。溶解氣原油黏度可以由脫氣原油黏度計算得出。根據美國600個實測原油樣品的2000多個數據統計，兩者之間具有式(5)所示的關系[11]。

(5)

式中：μos——地層溫度下含氣原油黏度，mPa·s；A、B——溶解氣油比的函數。

由式(5)得到

lgμos=Blgμod+lgA

(6)

由式(6)可以看出，脫氣原油黏度和含氣原油黏度的一次對數呈線性關系。

部分渤海典型稠油油藏已測得脫氣和含氣原油黏度，將其繪制成圖6，可以進一步得出兩者之間的擬合關系為式(7)。

(7)

應用該方法預測了渤海典型稠油油藏地層含氣原油黏度，見表1，該預測結果的適用范圍(考慮當前樣本范圍)：地面黏度366.4～72 477.0 mPa·s；地層溫度為20～230 ℃。

圖6 脫氣與含氣原油黏度關系擬合曲線

4 結論

(1)渤海稠油油藏脫氣原油黏度的二次對數與絕對溫度的一次對數有較好的線性關系，利用實驗測得的50 ℃脫氣原油黏度，可以預測該樣品任意溫度下的脫氣原油黏度，對溫度小于230 ℃時的預測結果較為準確。

(2)渤海稠油油藏脫氣原油黏度和含氣原油黏度的一次對數呈線性關系?？梢岳妹摎庠宛ざ扔嬎愫瑲庠宛ざ取貌澈５湫统碛陀筒財祿貧w公式進行計算，平均相對誤差為14.1%，為渤海稠油油藏開發方案設計提供了參考依據。

表1 地層原油黏度預測結果

[1] 郭太現, 蘇彥春.渤海油田稠油油藏開發現狀和技術發展方向[J].中國海上油氣, 2013, 25(4): 26-35.

[2] 蘇繼紅, 易斌, 史繼忠.確定地層原油黏度的經驗方法[J].石油勘探與開發, 1999, 26(5): 53-55.

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[4] 康志勇.地層原油黏度計算方法[J].石油地質與工程, 2009, 23(4): 88-89.

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[6] 魯港, 李新強, 楊兆臣, 等.關于《遼河油區計算稠油黏度通用方程》一文的討論[J].新疆石油地質, 2006, 27(6): 768-769.

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[9] 劉文章.國際重質原油開采會議論文集[C].北京: 石油工業出版社, 1985：120-130.

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[11] 萬仁溥, 羅英俊.采油技術手冊(修訂本)[M].北京: 石油工業出版社, 1996：150-172.

編輯：李金華

1673-8217(2015)05-0084-03

2015-02-10

王大為，工程師，博士，1982年生，2012年畢業于西南石油大學油氣田開發專業，現從事海上稠油熱采技術研究工作。

中海石油(中國)有限公司“十二五”重大專項“渤海稠油熱力開發與開采技術研究”(YXKY-2013-TJ-02)部分研究成果。

TE345

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