朱 艷， 王杰祥， 王建海， 霍 陽， 于 紅

（1.中國石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院，山東東營266555； 2.渤海鉆探工程公司定向井技術(shù)服務(wù)公司，天津300280）

勝利稠油資源比較豐富，已探明稠油地質(zhì)儲量為5.1×108t。稠油開采規(guī)模達(dá)到年產(chǎn)4.0×106t以上，稠油開發(fā)在勝利油田中已占有重要的位置。鄭411區(qū)塊是勝利油田典型的超稠油區(qū)塊，油藏屬常溫、常壓系統(tǒng)，油層溫度約6 5℃左右，壓力為12.58～13.75MPa，壓力系數(shù)小于1，地面原油粘度高，屬高孔、高滲巖性超稠油油藏，原油在油層原始條件下不能流動［1］。

油品的粘度（或表觀粘度）和流型，是輸油工藝設(shè)計和管道運(yùn)行不可缺少的基本參數(shù)［2］。本文以鄭411區(qū)塊－P7井的油樣為研究對象，進(jìn)行流變性實驗研究，為選取合適的采油技術(shù)和集輸工藝以及實現(xiàn)特稠油區(qū)塊全面恢復(fù)開發(fā)具有重要意義。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器

MODEL DV－111＋PROGRAMMABLE RHEOMETER（美國BROOKFIELD博士飛公司生產(chǎn)），F(xiàn)LUKO乳化機(jī)（FLUKO／FM200，上海速邁貿(mào)易有限公司），電熱恒溫水浴鍋（TZL－5004，蘇州珀西瓦爾實驗設(shè)備有限公司），電子天平（AS60／C／2，歐洲RADWAG公司）。

1.2 實驗試劑

中二中中30－斜524、中二北22×537、鄭411－P7井的原油，模擬地層水，吐溫－80乳化劑。

1.3 測定方法

由基本物性的測定方法［3－5］，對油樣進(jìn)行分析，測定稠油密度、凝固點、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量，為研究稠油流變性提供基本依據(jù)；利用FLUKO乳化機(jī)配置不同含水率的乳狀液，再應(yīng)用Brookfield公司生產(chǎn)的可編程式流變儀進(jìn)行不同溫度、不同含水率、不同剪切速率下流變性的測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 基本物性

實驗測得鄭4 1 1－P 7井油樣的標(biāo)準(zhǔn)密度是1.007g／cm3，凝固點為33.6℃，芳香分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.4%，飽和分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.1%，膠質(zhì)瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)52.5%。由我國稠油的劃分標(biāo)準(zhǔn)可知［6］，鄭411區(qū)塊油樣屬于超稠油，凝點較高，其膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高達(dá)50%以上，高粘、高凝固點、高密度的性質(zhì)對于原油的開采和運(yùn)輸帶來難度。

2.2 流變性分析

2.2.1 溫度的影響 流體粘度隨剪切速率的升高而降低的現(xiàn)象稱為剪切變稀特性。對于牛頓流體，其粘度不隨剪切速率的變化而變化［7］。隨溫度的升高，原油剪切變稀的非牛頓流體特性會逐漸消失，從而表現(xiàn)出牛頓流體的特性，發(fā)生這一轉(zhuǎn)化的溫度點稱為牛頓流體轉(zhuǎn)化溫度點。牛頓流體轉(zhuǎn)化溫度點是流變性的重要參數(shù)，是流體流變特征的重要轉(zhuǎn)折點［8］。當(dāng)溫度大于此值時，原油有很好的滲流特性。圖1為鄭411－P7井油樣不同含水率下的粘溫曲線。

Fig.1 Heavy oil viscosity－temperature curve at different rates of water content for Zheng 411－P7 block圖1 鄭411－P7井油樣不同含水率下的粘溫曲線

由圖1中不同溫度下的粘溫曲線可以看出：油樣含水率為小于30%時，油樣粘度下降幅度大；含水率超過30%時，溫度超過80℃時油樣的非牛頓性不明顯，故溫度轉(zhuǎn)化點是80℃。因此，鄭411區(qū)塊在低含水率下熱采效果較好，注蒸汽的體積量應(yīng)保證地層溫度大于80℃為宜。

2.2.2 剪切速率的影響 對油樣在70～95℃下，進(jìn)行不同剪切速率下的粘度測定，實驗結(jié)果如圖2所示。

Fig.2 Heavy oil viscosity－shear rate curve at different rates of water content圖2 不同含水率時剪切速率與粘度曲線

實驗結(jié)果表明，鄭411－P7井油樣在含水率為20%時，隨著剪切速率增大，粘度的下降趨勢較小，原油基本呈現(xiàn)牛頓流體特性，出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要是因為低含水率下，油樣中富含膠質(zhì)瀝青質(zhì)所致；含水率為30%和40%時，隨著含水率升高，原油呈現(xiàn)非牛頓流變性的剪切速率范圍增大，前者是當(dāng)剪切速率大于5s－1，后者是10s－1后，剪切速率增大，粘度幾乎不變，表現(xiàn)出牛頓流體的特性。而當(dāng)含水率大于50%時，油樣主要表現(xiàn)出牛頓流體的特性。故針對鄭411油樣，應(yīng)以摻稀降粘法以及較高采油速度的開采方式為主。

2.2.3 流變性研究 由實驗測定的剪切速率及剪切應(yīng)力的數(shù)據(jù)，進(jìn)行線性回歸，得到油樣的本構(gòu)方程如表1所示。

表1 鄭411－P7油樣的本構(gòu)方程Table 1 Super heavy oil constitutive equation for Zheng 411－P7 block

由表1中數(shù)據(jù)看出，含水率是影響稠油流變性的主要因素，在相同的實驗溫度下，隨著含水率的升高，稠度系數(shù)減小，流變指數(shù)增大，逐漸大于1。在含水率低于20%時，稠油的流型為假塑體，含水率為30%～40%時，轉(zhuǎn)化為賓漢流體［9］，油樣含水率大于40%則為膨脹型流體，流變指數(shù)大于1。針對不同的流型可以調(diào)整稠油的開采方法。

3 結(jié)束語

（1）對鄭411區(qū)塊稠油進(jìn)行了基本物性測定，數(shù)據(jù)表明，油樣屬于超稠油，具有較高凝固點，膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量高。

（2）由不同含水率下的粘溫曲線得到，油樣含水率大于30%之后，非牛頓性已不明顯。剪切速率和粘度的關(guān)系曲線表明，含水率在30%～40%實驗的各個溫度下，非牛頓流體向牛頓流體的轉(zhuǎn)化主要受剪切速率的影響，流型的轉(zhuǎn)化點前者是5s－1后者是10s－1。

（3）通過油樣的本構(gòu)方程，得到流型的轉(zhuǎn)化點：含水率低于20%時為假塑體，含水率為30%～40%時，轉(zhuǎn)化為賓漢流體，含水率大于40%則為膨脹型流體。該值的獲得對指導(dǎo)該區(qū)塊稠油油田開發(fā)具有重要的意義。

［1］ 程玉橋，牛春榮，苗得玉，等.勝利油區(qū)單家寺油田超稠油性質(zhì)研究［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2002，8（4）：34.

［2］ 劉文章.高粘原油機(jī)械開采工藝的研究［J］.石油鉆采工藝，1982（3）：45－46.

［3］ 龐歲社，武平倉，宋南平.一種新的測定原油凝固點方法探討［J］.石油儀器，2006，20（1）：42－43.

［4］ 盧學(xué)成.SY／T6282稠油油藏流體物性分析方法：原油滲流流變特性測定［S］.北京：中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1997：7－8.

［5］ 權(quán)忠輿.有關(guān)原油流變性與石油化學(xué)的討論［J］.油氣儲運(yùn)，1996，15（10）：4.

［6］ 李濤，何芬，班艷華，等.國內(nèi)外常規(guī)稠油油藏開發(fā)綜述［J］.西部探礦工程，2005，12：82.

［7］ 徐國安，周華興.大港油田稠油在油井中的流變特性［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報，2000，22（3）：54－55.

［8］ 李玉華，鄭玉泉，呂莉莉，等.稠油流變性研究［J］.油氣田地面工程，2007，26（11）：12.

［9］ 邢義良，郎兆新，張麗華.稠油流變性的測量和研究［J］.西安石油學(xué)院學(xué)報，1998，13（2）：25－27.