致密油注烃组分驱油效果实验评价

屈雪峰 谢启超 陈小东 齐松超 于海洋

（1、中国石油长庆油田公司勘探开发研究院，陕西 西安710018 2、低渗透油气田勘探开发国家工程重点实验室，陕西 西安710018 3、中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京102249）

1 概述

随着国家和社会的快速发展，仅依靠常规油气资源已无法满足国家的能源需求，因此致密油、致密气等非常规资源成为石油工业的热点研究领域[1]。目前，致密油藏衰竭开发存在采收率低、地层能量不足、产量递减快等问题，亟需补充地层能量[2]。常用的补充能量开发方式有注水、注气开发，由于注水开发致密油藏常出现注入困难的问题，所以注气开发致密油藏则成为的较好选择[3-5]。注入气体介质中，CO2的增油效果最好，但油田现场存在气源不足、成本高、易产生腐蚀等问题[6-7]。而天然气（伴生气）可避免上述弊端，且具有较好的增油效果。注入天然气具有补充地层能量，溶解于原油、降低原油粘度，驱替抽提原油等作用[8]。

本文针对长庆致密油藏（平均孔隙度为10.0%、渗透率为0.2 mD、初始含油饱和度55%），通过室内实验研究天然气组分对天然气驱增油效果的影响，对油田现场注天然气开发提供指导作用。

2 实验条件

2.1 地层岩心

实验岩心均取自鄂尔多斯盆地延长组长8 层位，依照标准SY/T5336-2006 的方法，使用PDP-200 孔渗测试仪测定岩样的孔隙度、渗透率。测定结果表明：地层岩样孔隙度为10.01%-11.07%，气测渗透率为0.132-0.175 mD，具体实验岩心基础数据如表1 所示。

2.2 原油组分测定及配置

使用长庆油田地面脱气原油，采用Agilent 7890A 气相色谱仪，参考石油与天然气行业标准SY/T 5779-2008 对脱水过滤后的原油进行组分测定，其结果如图1 所示。根据地层原油的性质（表2），配置驱替实验所用模拟地层原油。

表1 实验岩心基础数据

表2 地层原油性质

表3 地层水组分及性质

2.3 地层水

目标区块地层水的水型为CaCl2，PH 值为6.2，呈弱酸性，总矿化度为49779 mg/L，其组分及性质如表3 所示。根据地层水的组分和性质配置实验用水。

2.4 实验设备及流程

模拟致密油藏实际条件下的温度和压力（油藏温度53.2℃、油藏初始压力16.0 MPa），利用高温高压驱替设备进行室内实验，首先开展致密岩心天然气驱实验，评价天然气驱油效果；然后开展烃类气体CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种不同天然气组分的驱替实验，探究注入气体组分对天然气驱增油效果的影响。具体实验流程如下：

2.4.1 实验岩心依次采用石油醚和乙醇进行洗油，再烘干至恒重为止；

2.4.2 将烘干后的岩心测干重及气测渗透率，再将岩心置于抽真空加压饱和装置中，抽真空24 小时，加压饱和模拟地层水240 小时；

2.4.3 先用原油进行驱替，待出口端不再出水，计量出口的水量，得到岩心的初始含油饱和度与束缚水饱和度；

2.4.4 油驱结束后，选取1 块致密岩心（岩心Z1）开展天然气驱实验，注入量为1.5PV，每隔一段时间计量出口端的出油量和出气量。

2.4.5 其它4 块致密岩心（岩心Z2、Z3、Z4、Z5），分别使用烃类气体CH4、C2H6、C3H8、C4H10四种不同天然气组分进行驱替实验，注入量均为1.5PV，每隔一段时间计量出口端的出油量和出气量。

3 注入气体组分的影响

首先选取1 块致密岩心开展天然气驱实验，评价天然气驱油效果；然后选取4块孔渗相近的致密岩心，在致密岩心孔渗相近的情况下，开展不同天然气组分的烃类气体CH4、C2H6、C3H8、C4H10驱替实验，对比分析不同烃类气体的驱油效果，为油田现场注天然气开发提出合理建议。

3.1 致密岩心天然气驱实验

使用致密岩心Z1 开展天然气驱实验，测试结果如图2 所示。整体来看，在气驱初期阶段，采出程度随着注入气体积的增加而迅速增加。在注入0.4PV 左右气体时，采出程度增加幅度减缓；在注气量达到0.6PV 时，采出程度基本达到最高，随后驱替至1.5PV，采出程度基本不变，此时驱替实验结束。致密岩心天然气驱最终采出程度为47.57%。

3.2 不同烃类气体驱替实验

使用致密岩心Z2、Z3、Z4、Z5 开展不同天然气组分的烃类气体驱替实验，测试结果如图3 所示。根据不同天然气组分的烃类气体驱替实验结果可以看出，烃类气驱-C4、烃类气驱-C3以及烃类气驱-C2三种不同烃类气体驱替与烃类气驱-C1相比采收率分别提高了30.40%、26.37%、14.37%，C2+气驱采出程度普遍高于烃类气驱-C1。不同烃类气体驱替中烃类气驱-C4效果最好，其次是烃类气驱-C3，烃类气驱-C2增油幅度较小。

3.3 实验结果对比与分析

图1 地面脱气原油组分含量

图2 天然气驱采出程度曲线

图3 不同烃类气体气驱采出程度曲线

不同天然气组分的烃类气体气驱采出程度结果，如表4 所示。实验结果表明：注入气体组分对注气效果有较大的影响，注入C2+组分，采出程度明显提升；烃类气体碳数越多，驱油效果越好，提高采收率对比如图4 所示。由于相似相溶原理，碳数越高的烃类气体能够在一定程度上与原油互溶，从而提高注入气体的驱油效率。

对于油田现场来说，采用天然气驱开发致密油藏时，可选择C2+组分较多的天然气（伴生气）开展天然气驱矿场试验。注天然气能够补充地层能量，天然气易溶解于地下原油，可降低原油粘度和驱替原油，对井筒和储层基本无污染伤害，并且产出气体可以再回注或输送，循环利用，节约开发成本。

4 结论

4.1 根据致密岩心天然气驱实验评价结果，驱替初期天然气驱的采出程度上升较快，且最终采出程度较高。

4.2 不同天然气组分的烃类气体驱替结果中，烃类气体C2+气驱采出程度高于烃类气驱-C1，并且烃类气体碳数越多，驱油效果越好。

4.3 对于致密油藏开发，天然气驱是一种较好的开发方式，初期采出程度上升较快；并且可以选择C2+组分较多的天然气（伴生气）开展天然气驱，产出气体可以再回注或输送，循环利用，节约开发成本。

表4 不同烃类气体气驱采出程度结果

图4 不同烃类气体气驱采出程度对比