低滲透油藏注氣開發室內實驗研究

董鳳龍

（中油遼河油田公司勘探開發研究院，遼寧 盤錦 124010）

1 原油PVT實驗研究

高壓物性實驗能夠對原油的基本物性進行認識，獲取原油高壓物性參數，明確油藏條件下原油對注入氣的溶解作用以及對原油的抽提效果，為后續數值模擬提供相關參數。

1.1 原油組成分析

通過油相色譜儀對脫氣原油進行碳烴組分分析。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。原油四組分分析結果顯示原油中的飽和烴和芳香烴占據了原油的絕大部分，高達83%左右，而膠質和瀝青質等重組分含量相對較少。原油重度API為33°左右，屬于輕質原油，在油藏116℃條件下黏度為0.423 mPa·s，表明地下原油具有較強的流動性。

1.2 原油高壓物性分析

為了配制地下原油和后續測試油藏條件下的不同氣體溶解膨脹降黏性質，進行注空氣原油高壓物性研究。油藏條件下對原油進行配樣，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（或氮氣、二氧化碳、天然氣）的P-X二元相圖。在一定范圍內，隨著注入的氣體含量的增加，原油的飽和壓力呈上升趨勢，而且上升速率相對穩定。由此看出，在注入氣體過程中，地層能量得到不斷補充，地層壓力隨之不斷提高，注入氣體有一部分會溶解于原油當中，使原油體積發生膨脹，原油黏度會降低，其流動性能隨著提高。隨著壓力的增大，氣體溶解量增大，空氣的溶解性高于氮氣，小于天然氣、遠低于二氧化碳，當注入壓力達到41MPa（油藏壓力）時，空氣溶解量為13.2%，氮氣溶解量為12.1%，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時空氣、氮氣、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 細長管實驗研究

開展細長管實驗研究，主要為了測定試驗區塊原油注入不同氣體介質的最小混相壓力（MMP），明確氣驅驅油機理。實驗中測得不同驅替壓力下驅油效率，驅油效率會隨著驅替壓力的提高而不斷增大，當驅替壓力增大到某一壓力之前，驅油效率提高速率較快快，而大于這一壓力后驅油效率則上升變緩慢，即在氣體壓力達到這一點時發生轉折，形成拐點，驅替逐步呈現出混相特征，驅油效率達90%以上。這個拐點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，空氣和氮氣相當，混相壓力較大。

3 長巖心驅油實驗研究

3.1 驅油效率分析

在油藏壓力、溫度條件下，進行了長巖心驅替實驗，在氣體突破之前，驅油效率隨著注入氣體體積的增加而增加，氣體越早突破，最終驅油效率越低；四種介質對比，二氧化碳驅油效率最高，天然氣驅油效率次之，空氣驅油效率次之，氮氣驅油效率最低。二氧化碳以及天然氣具有較強的溶解膨脹和抽提作用，能夠較大幅度降低原油黏度，驅油效率相對較高。

3.2 驅替壓差及氣油比分析

通過不同介質驅替壓差以及出口端產出氣油比可以看出，二氧化碳驅替壓差最小，氮氣驅和空氣驅的驅替壓差相當，且較二氧化碳驅更高，天然氣驅則居中。從氣竄時機來看，二氧化碳驅在0.46PV時突破；空氣在0.37PV時突破，氮氣驅在0.35PV時突破，天然氣驅在0.4PV時突破，說明注入天然氣和二氧化碳可以延長注氣周期。

4 相滲驅油實驗研究

油、氣、水相滲曲線是研究儲層油、氣、水滲流特征的基礎資料，是相關開發參數計算、開發動態分析以及油藏數模等方面不可以缺少的寶貴資料。通過相滲資料，可以計算水油比和流度比，油井的產量情況，確定油氣水在儲層中的分布，還可以分析評價油井含水變化規律，計算不同方式驅油效率和油田采收率并可以判斷油藏潤濕性等內容。由此可見，取得能夠反映油藏特征的具有代表性的相對滲透率資料對油田的有效開發具有非常重要的意義。測試方法與原理主要是參照行標SY/T5345-2007“巖石中兩相流體相對滲透率測定方法”。

5 氣驅啟動壓力實驗研究

本次采用的是氣泡法來開展氣驅啟動壓力研究。氣泡法實驗原理為：當實驗巖樣中充滿流體時，使實驗驅替壓差從小向大進行驅替，在達到某一驅替壓力時，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，這個時候驅替流體就會開始進入孔道中，并不斷占據孔道體積，由于驅替壓差的不斷傳遞，流體就在巖樣中開始移動，這樣使得插在水中巖心的出口端的細管開始出現氣泡，這樣就可以確定該壓力就是所測得的啟動壓力，所以這個實驗方法被稱為“氣泡”法。

6 結論

1）油藏條件下，當注入壓力達到41MPa（油藏壓力）時，空氣溶解量為13.2%，氮氣溶解量為12.1%，天然氣溶解量為23.4%，二氧化碳的溶解氣量為53.3%。41MPa時空氣、氮氣、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；空氣和氮氣無法通過實驗判定與原油的混相壓力，通過數值模擬軟件計算出空氣和氮氣與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%，水驅殘余油飽和度23.1%～30.2%，水驅油效率49.2%～60.5%。巖心滲透率越大，巖心中流體流動性越好，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%，氣驅后殘余油飽和度24.0%～28.0%，氣驅驅油效率51.2%～60.6%。巖心滲透率越大，巖心中流體流動性越好，兩相（三相）流覆蓋飽和度范圍越寬