南華201 區塊高壓物性實驗研究

徐 敏，路盼盼，薛龍龍，王佳俊，楊昌華

（西安石油大學石油工程學院，陜西西安 710065）

地層原油高壓物性（PVT）參數是評價油藏、制定油藏開發方案、選擇油井工作制度和進行儲量計算、油藏工程計算不可或缺的參數，是研究油田驅動類型,確定油田開采方式,計算油田儲量,選擇油井工作制度的基礎[1，2]。為了充分了解原始流體高壓物性及相態特征資料，準確判斷油藏類型，亦為今后生產動態分析和科學管理提供依據，因此對南華201 區塊所取樣品井進行了地層流體高壓物性實驗分析研究。本文著重探討地層油組成差異對地層油高壓物性的影響,旨在揭示內在因素對高壓物性參數的影響[3]。國內外許多學者對此已有大量的研究，主要是研究了不同影響因素下體積系數、熱膨脹系數及壓縮系數的變化規律并提出了相應的經驗公式[4－6]。本文對地層高壓物性的分析主要包括對原油成分組成的分析、單次閃蒸實驗、恒質膨脹實驗、多層脫氣實驗。旨在通過以上實驗得出該地層的原油組分對地層相對體積、原油密度等參數的影響。

1 南華201 區塊原油高壓物性實驗研究

地層流體PVT 數據的代表性是油氣藏相態研究，開發工程計算正確與否，以及開發方式是否合理的關鍵因素。為了充分了解原始流體高壓物性及相態特征資料，準確判斷油藏類型，亦為今后生產動態分析和科學管理提供依據，對目標區塊所取樣品井進行了地層流體高壓物性及天然氣膨脹實驗分析研究。

1.1 實驗裝置

高壓PVT 裝置流程圖（見圖1）。

圖1 高壓PVT 裝置流程圖

1.2 實驗方法

PVT 裝置使用方法：

（1）測試前準備：①檢查儀器各部分連接的完整性；②檢驗儀器的密封性是否良好；③順逆時針轉動手輪，檢查泵的運轉是否正常。

（2）試壓：各部件運行正常后，開始進行分段試壓試漏，確定無泄漏情況后即可進行相關分析操作。

（3）抽真空：用真空泵對PVT 筒和連接管線講行抽真空，時間至少30 min，并打開加熱系統，將PVT 筒加熱至實驗所需溫度（86.3 ℃）。

（4）轉樣：用手搖泵將取樣器中的活油樣品轉入到PVT 筒內，整個過程中要保持壓力在原油飽和壓力以上，防止脫氣。

（5）分析測試：攪拌PVT 筒內的原油樣品，保持壓力在實驗所需的壓力下，當PVT 筒內的原油樣品達到熱相平衡狀態后，即可以開始各項測定。

（6）停機：實驗結束后，先關閉加熱系統和排出PVT 筒內的測試樣品，再用氮氣吹凈，然后再用汽油進行清洗，然后再次用氮氣吹凈，直到將PVT 筒清洗干凈，最后切斷電源。

2 實驗結果分析

2.1 單次脫氣實驗

在油層溫度64.6 ℃和油層壓力15.96 MPa 下，對樣品進行了單次脫氣實驗，測試氣油比、地層原油體積系數、原油密度、原油相對分子質量等參數（見表1）。

表1 南華201 井地層流體單次脫氣數據

通過油氣樣品色譜分析及井流物組成計算，得到了地層原油流體組成（見圖2）。由圖2 可知，井流物中C1含量為0.00%，中間烴（C2～C6）含量為2.658%，C7+含量為78.75%。

圖2 地層原油組成

2.2 恒質膨脹實驗

恒質膨脹實驗（CCE）又稱P-V 關系測試，P-V關系反映了地層流體彈性膨脹能力。在油層溫度64.58 ℃下對南華201 井地層流體樣品進行了恒質膨脹實驗，測定飽和壓力、相對體積等參數。測定結果（見圖3、圖4）。圖3 兩條直線的交點所對應的壓力即為飽和壓力，即飽和壓力Pb=4.25 MPa。

圖3 地層原油體積與壓力關系曲線（64.58 ℃）

圖4 地層流體相對體積與壓力關系曲線（64.58 ℃）

2.3 多級脫氣實驗

在油層溫度64.58 ℃下對底層流體樣品進行了多級脫氣實驗，測試各級壓力下的原油體積系數（見圖5）、原油密度（見圖6）等參數。

圖5 地層流體體積系數與壓力關系曲線（64.58 ℃）

圖6 地層油密度與壓力關系曲線（64.58 ℃）

3 結論

（1）根據恒質膨脹實驗結果，隨著地層壓力的不斷增大，地層原油體積不斷減少，在減小過程中，出現明顯的拐點，該點即為地層飽和壓力為4.25 MPa。

（2）根據實驗結果，地層原油的相對體積與地層壓力呈現負相關。地層壓力越大，地層原油相對體積反而減小。

（3）由多級脫氣實驗可得，地層原油體積系數也隨著壓力的不斷增大而不斷減小。

（4）地層原油密度也受壓力影響較大，呈現正相關的趨勢。隨著壓力增大，原油體積減小，密度增大。