注入水对地层油高压物性影响实验研究

胡绍彬，陈长亮，刘少克，王 鹏（.东北石油大学 提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江 大庆 6338；.中国石油塔里木油田分公司油气工程研究院，新疆 库尔勒 84000）



注入水对地层油高压物性影响实验研究

胡绍彬1，陈长亮1，刘少克1，王 鹏2
（1.东北石油大学 提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江 大庆 163318；
2.中国石油塔里木油田分公司油气工程研究院，新疆 库尔勒 841000）

摘要：为揭示注入水对地层油高压物性的影响规律，采用从油田获取的油、气、水样品，开展了不同含水百分比条件下地层流体高压物性模拟实验。结果表明：随着水或聚合物溶液的注入，模拟地层油的饱和压力和溶解气油比都降低，且降低的幅度随含水百分比的增大而增大。当含水百分比为80%时，注水使模拟地层油的饱和压力降低 10.33%、溶解气油比减小16.00%，注聚合物溶液使模拟地层油的饱和压力降低 8.75%、溶解气油比减小12.93%。不同含水百分比条件下，注水时气水比平均值为2.09 cm3/g，注聚时气水比平均值为2.01 cm3/g。注入水进入油藏与地层油充分接触后会从油相夺取部分气体成为含气水。

关键词：地层油；饱和压力；气油比；气水比；室内实验

开展油藏评价、油藏工程计算、开发方案设计、油井工作制度、油田开发地面工程设计与调整等工作都需要掌握地层油高压物性参数。许多学者对地层油高压物性的影响因素进行了研究。

郭平等［1］对不同种类气体注入对原油物性的影响进行了研究。梅海燕等［2］研究了注气对油藏饱和压力的影响。文玉莲等［3］研究了注气对挥发性原油饱和压力的影响。李向良［4］研究了氮气对牛庄油田牛20断块地层油相态特征的影响。李爱芬等［5］研究了地层原油组成差异对高压物性参数的影响。在以往的研究中，对注入水给地层油高压物性造成的影响提及较少。

本文通过高压物性实验，揭示注入水和聚合物溶液对地层油高压物性参数的影响规律。

1　实验部分

1.1实验条件

表1　实验用油气水的相关参数Table 1　Experimental parameters of water，oil and gas

实验用注入水、采出油和采出气，均取自油田现场，其物性参数见表 1。实验用聚合物为大庆炼化聚合物，分子量为1 900～2 200万。实验温度为45 ℃，配制模拟地层油的饱和压力为10.00 MPa，气油比为47.160 cm3/g。

1.2实验仪器

实验用到的仪器主要包括PVT分析仪、气体计量计、天平、活塞容器、真空泵、手动泵等。

1.3实验方法

向洗净抽空的高压物性分析仪中注入油样，装上端盖并将高压物性分析仪的温度恒定到地层温度，注入一定量气体并加高压使气体完全溶解在油中，测试模拟地层油的饱和压力和气油比，调节注入气量，使所配制样品的饱和压力与地层压力保持一致；向配制好的模拟地层油样品中注入不同比例的注入水（聚合物溶液），充分搅拌模拟地层流体后，静置使油水分层，然后分别放出油样和水样测试模拟油饱和压力、气油比以及气水比。

2　实验结果及分析

实验测定了模拟地层流体含水（油田水或用油田水配制的浓度为400 mg/L的聚合物溶液）百分比为20%、40%、60%、80%时模拟地层油的饱和压力和溶解气油比以及相应的溶解气水比，实验结果见表2和图1、图2、图3。

表2　不同含水百分比模拟地层流体的高压物性参数Table 2　High pressure property tests with simulation of theformation fluid of various water contents

从图1可以看出，随着水或聚合物溶液的注入，模拟地层油的饱和压力降低，且降低的幅度随着含水百分比的增大而增大。注水时饱和压力的降低幅度要比注聚合物溶液时饱和压力的降低幅度略大。当含水百分比增加到80%时，注水使模拟地层油的饱和压力降低了1.033 MPa，降幅10.33%；注聚合物溶液使模拟地层油的饱和压力降低了0.875 MPa，降幅8.75%。

图1　地层油饱和压力随含水百分比的变化Fig.1 The change of water contents with the saturated pressure of formation oil

图2　溶解气油比随含水百分比的变化Fig.2 The change of water contents with dissolved gas oil ratio

从图2可以看出，模拟地层油的溶解气油比随着水或聚合物溶液的注入而减小，且降低的幅度随着含水百分比的增大而增大。含水百分比相同的情况下，注聚合物溶液使溶解气油比减小的幅度小于注水使溶解气油比减小的幅度。当含水百分比为80%时，注聚合物溶液使模拟地层油的溶解气油比减小了7.547c m3/g，减幅16.00%。注水使模拟地层油的溶解气油比减小了6.097 cm3/g，减幅12.93%。

图3　溶解气水比随含水百分比的变化Fig.3 The change of water contents with gas water ratio

从图3可以看出，随着含水百分比的增大，气水比呈现减小的趋势，但减小的幅度非常小。油田水的水气比要略大于聚合物溶液的气水比。

不同含水百分比条件下，油田水的气水比平均值为2.09 cm3/g，聚合物溶液的气水比平均值为2.01 cm3/g。

综合注水后模拟地层油饱和压力、溶解气油比和水气比的变化规律分析可知，不含气的注入水（聚合物溶液）进入到PVT筒中与模拟地层油接触后，一部分原来溶解在模拟地层油中的气体将转移到水相中，使模拟地层油的饱和压力和溶解气油比降低，而注入水成为含气水。由此可以推测油田现场生产中，注入水进入油藏与地层油充分接触后从油相中夺取部分气体成为含气水。溶解有气体的水产出后，其溶解的气体分离出来成为采出气的一部分，对生产气油比会有一定影响。

3　结 论

（1）随着水或聚合物溶液的注入，模拟地层油的饱和压力和溶解气油比都降低，且降低的幅度随着含水百分比的增大而增大。

（2）含水百分比相同情况下，注聚合物溶液使模拟地层油饱和压力和溶解气油比减小的程度略小于注水使模拟地层油饱和压力和溶解气油比减小的程度。

（3）不含气的注入水进入到PVT筒中与模拟地层油接触后从油相中夺取部分气体而成为含气水。

参考文献：

［1］郭平，孙雷，孙良田，等.不同种类气体注入对原油物性的影响研究［J］.西南石油学院学报，2000，22（3）：58-64.

［2］梅海燕，张茂林，李闽，等.注气对油藏饱和压力的影响［J］.天然气勘探与开发，2002，25（2）：51-53.

［3］文玉莲，杜志敏.注气对挥发性原油饱和压力的影响［J］.新疆石油地质，2004，25（5）：520-522.

［4］李向良.氮气对牛庄油田牛20断块地层油相态特征的影响［J］.油气地质与采收率，2006，13（2）：88-90.

［5］李爱芬，王守龙，吕姣，等.地层原油组成差异对高压物性参数的影响［J］.新疆石油地质，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

中图分类号：TE 124.1

文献标识码：A

文章编号：1671-0460（2016）01-0016-02

基金项目：黑龙江省自然科学基金项目（E201338）；EOR教育部重点实验室开放课题（NEPU-EOR-2014-012）。

收稿日期：2015-10-18

作者简介：胡绍彬（1975-），男，四川彭州人，副教授，博士，现主要从事采油采气化学理论与工程研究。E-mail：hsbpaper@163.com。