延长油田典型原油基本物性分析

杜宝伟，赵延杰，陈 刚，张 洁，赵 巍

（1. 延长油田股份有限公司陕西，陕西 延安 710068； 2. 西安石油大学化学化工学院，陕西 西安 710065）

延长油田典型原油基本物性分析

杜宝伟1，赵延杰1，陈 刚2，张 洁2，赵 巍2

（1. 延长油田股份有限公司陕西，陕西 延安 710068； 2. 西安石油大学化学化工学院，陕西 西安 710065）

针对目前延长油田油井结蜡现状，为了给清防蜡药剂的研制提供基础数据和理论依据，采用国家或行业的相关规范和标准，分析了延长原油的组成以及原油中蜡的碳数分布和粘温关系等，并深入研究其析蜡规律。

延长油田；原油；物性；分析

延长油田23个采油厂62个区块储层物性统计结果显示：全油田平均渗透率7.31×10-3μm2，平均孔隙度10.51%；渗透率小于1.0×10-3μm2的区块占总区块数的36.8%，渗透率1.0×10-3～10.0×10-3μm2的区块占总区块数的48.2%，二者合计占总区块数的85.0%。由此看来，延长油田储层物性特差，属于典型的低(超低)渗油藏[1]。对延长油田各采油厂调研发现，油井普遍存在地层压力低、地层温度低、严重供液不足；原油含水较低，含水在20%左右的油井较多，油井普遍结蜡较严重，影响了油井的产量，需要经常进行洗井检泵。为了研究延长油田油井检泵作业时起下管柱困难，生产过程中易卡泵，检泵作业频繁的原因，采用国家或行业的相关规范和标准，分析延长油田原油的组成以及原油中蜡的碳数分布和粘温关系等[2-4]，并深入研究其析蜡规律，从而为清防蜡药剂的研制提供基础数据和理论依据[5,6]。

1 实验部分

1.1 仪器与材料

分析天平（JD210-4）、红外光谱仪（PE Paragon 1000，美国PE分析仪器公司）、石油产品蒸馏实验器（SYD-6536A，上海昌吉地质仪器有限公司）、元素分析仪（CARLO ERBA 1106，意大利）、气相色谱仪(Agilent 6890N，美国安捷伦公司)、流变仪(HAAKE6000流变仪，德国)、旋转粘度计（NDJ-79）；原油为延长油田采油厂油井井口取样原油，其余化学试剂均为分析纯，使用前未经进一步纯化。原油样品均采自延长油田下属采油厂。

1.2 实验方法

根据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 7550-2000测定原油中的组分；其他分析方法均采用常规实验方法进行分析[7,8]。

2 结果与讨论

2.1 原油中各组分含量

根据以上实验步骤，测得延长油田六口井中原油的各组分含量，实验数据如表1所示。正常油井的胶质含量在10%～15%之间，沥青质含量在0%～2.0%之间。油稠的胶质、沥青质分子含有可形成氢键的羟基、氨基、羧基、羰基等，因此胶质分子之间、沥青质分子之间及二者相互之间有强烈的氢键作用。沥青质分子的芳杂稠环平面相互重叠堆砌在一起并被极性基团之间的氢键所固定，形成了沥青质粒子。胶质分子以芳杂稠环平面在沥青质粒子表面重叠堆砌，被氢键固定，形成沥青质粒子的包覆层。这种粒子也可通过氢键相互连接。通过测定分析结果可知，这些样品的蜡含蜡在10%～16%之间，且沥青质含量均偏高，胶质的含量也偏大，但是胶质、沥青质、对原油析蜡影响都很大，所以有研究分析的必要。原油中的蜡，由于析蜡点为25℃左右，在冬季生产时，地温低的时候在零下10 ℃以下，远低于原油的析蜡点，在原油产出过程中就容易在井筒产生结蜡，所以对该原油生产过程中进行防析蜡是必要的。

表1 延长油田原油组分含量Table 1 Component content of Yanchang crude oil

2.2 原油红外光谱分析

将样品在85℃下进行蒸馏以去除小分子沸点较低的烃类，取适当量样品进行红外光谱分析，分析原油中含有的各官能团。对不同采油地点，不同时间进行取样，并对所有样品分别测试，进行对照分析，结果如图1所示（各油样分析结果类似，故仅展示一个油样的分析结果）。

红外吸收光谱分析表明：2 900、1 370及2 800 1 460 cm-1左右的红外吸收峰说明样品含有大量的甲基及亚甲基；720 cm-1处的吸收峰说明样品含有若干个亚甲基基团，样品为长链烷烃；此外3 430 cm-1及1 620 cm-1处的红外吸收峰表明样品中还含有酰胺类化合物；2 900 cm-1段峰值明显较高，含有C-H饱和键较多，说明测试原油含有石蜡。

图1 永宁原油样品红外光谱Fig.1 IR of Yongning crude oil

2.3 原油微观结构分析

选取含蜡量较高的下寺湾油样，在偏光显微镜下观察到的微观结构如图2所示（图中亮色部分为石蜡晶体，暗色部分为胶质和沥青质）。由图可见，原油中较多的石蜡基团和沥青被胶质连接在一起，形成致密的蜡包油、油包蜡结构。

图2 延长油田下寺湾油样微观结构Fig.2 Microstructure of Xiasiwan crude oil in Yanchang

2.4 蜡碳数的分布研究

防蜡剂对原油的针对性很强，原油中蜡的碳数分布是研制其相应防蜡剂的最主要的参考依据，因此必须对原油中蜡进行碳数分布实验。通过气相色谱仪对延长油田原油中的石蜡进行碳数分布分析，选取永宁、吴旗、杏子川、下寺湾原油进行分析，结果如表2-5所示。由表可见，原油中烃的碳数主要集中在C5- C22，总体来看C15以上的蜡质并不太高，与表1中测得数据吻合。

表2 延长油田永宁原油碳数分布Table 2 Carbon number distribution of Yongning crude oil in Yanchang

表3 延长油田吴旗原油碳数分布Table 3 Carbon number distribution of Wuqi crude oil in Yanchang

表4 延长油田杏子川原油碳数分布Table 4 Carbon number distribution of Xingzichuan crude oil in Yanchang

表5 延长油田下寺湾原油碳数分布Table 5 Carbon number distribution of Xiasiwan crude oil in Yanchang

2.5 原油流变性

将经预处理后的原油用流变仪测定其流变性，结果如图4所示。由图可知，原油的流变曲线（表示流体的剪切应力与剪切速率成关系的曲线，式(1)）在较低剪切速率下基本遵从牛顿粘性定律，为牛顿流体，在较高剪切速率下剪切应力显著上升，变为非牛顿流体。

式中:τ—剪切应力，Pa；

μ—动力粘度，Pa•s。

图4 延长油田定边原油的流变曲线Fig.4 Rheological curve of Dingbian crude oil in Yanchang

2.6 原油粘温关系

将经预处理后的原油用HAAKE6000流变仪测定原油的粘温关系，结果如图5所示。由图5可见，所有原油随着温度的降低，原油的粘度逐渐增加，达到析蜡点后原油中的蜡、沥青等重质组分就会逐渐析出，使体系粘度急剧上升，由此也可以推断其凝点范围。这五个原油样品尽管粘度大小有显著差异，但是凝点非常接近，均在20 ℃左右。

图5 延长油田原油的粘温关系Fig.5 Viscosity-temperature relationship of Yanchang crude oil

3 结 论

（1）延长油田典型原油的含蜡量在10%～16%之间，且沥青质含量均偏高，胶质的含量也偏大，并且原油中较多的石蜡基团和沥青被胶质连接在一起，形成致密的蜡包油、油包蜡结构；

（2）原油中烃的碳数主要集中在C5-C22，总体来看C15以上的蜡质并不太高，并且与组分分析结果吻合；

（3）原油的流变曲线在较低剪切速率下基本遵从牛顿粘性定律，为牛顿流体，在较高剪切速率下剪切应力显著上升，变为非牛顿流体。

［1］樊平天，许金良，陈刚，邓强，延长油田低效油藏高效开发技术的思考[J]. 石油化工应用，2012, 31(6): 76-80.

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Analysis of Basic Properties of Typical Crude Oil From Yanchang Oilfield

DU Bao-Wei1, ZHAO Yan-Jie1, CHEN Gang2, ZHANG Jie2, ZHAO Wei2
(1. Shaanxi Yanchang Petroleum Oilfield Corporation Limited, Shaanxi Yan’an 710068, China; 2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Xi’an Shiyou University, Shaanxi Xi’an 710065, China）

In order to provide basic data and theoretical basis for developing wax inhibitor/remover, current status of oil well wax deposit in Yanchang oilfield was analyzed. Based on national relevant norms and standards, composition of crude oil from Yanchang oilfield was analyzed as well as carbon number distribution of wax and oil viscosity-temperature relationship, and the wax precipitation law was studied.

Yanchang oilfield; Crude oil; Properties; Analysis

TE 345

A

1671-0460（2015）01-0015-03

陕西省科技计划项目(2012KJXX-40)、陕西省技术转移与重点科技成果推广计划(2014TG-09)和陕西省教育厅科研计划项目(2013JK0647)。

2014-07-07

杜宝伟，男，工程师，目前从事油田开发工作。