朱 艳， 王杰祥， 王建海， 霍 阳， 于 红

（1.中国石油大学（华东）石油工程学院，山东东营266555； 2.渤海钻探工程公司定向井技术服务公司，天津300280）

胜利稠油资源比较丰富，已探明稠油地质储量为5.1×108t。稠油开采规模达到年产4.0×106t以上，稠油开发在胜利油田中已占有重要的位置。郑411区块是胜利油田典型的超稠油区块，油藏属常温、常压系统，油层温度约6 5℃左右，压力为12.58～13.75MPa，压力系数小于1，地面原油粘度高，属高孔、高渗岩性超稠油油藏，原油在油层原始条件下不能流动［1］。

油品的粘度（或表观粘度）和流型，是输油工艺设计和管道运行不可缺少的基本参数［2］。本文以郑411区块－P7井的油样为研究对象，进行流变性实验研究，为选取合适的采油技术和集输工艺以及实现特稠油区块全面恢复开发具有重要意义。

1 实验部分

1.1 实验仪器

MODEL DV－111＋PROGRAMMABLE RHEOMETER（美国BROOKFIELD博士飞公司生产），FLUKO乳化机（FLUKO／FM200，上海速迈贸易有限公司），电热恒温水浴锅（TZL－5004，苏州珀西瓦尔实验设备有限公司），电子天平（AS60／C／2，欧洲RADWAG公司）。

1.2 实验试剂

中二中中30－斜524、中二北22×537、郑411－P7井的原油，模拟地层水，吐温－80乳化剂。

1.3 测定方法

由基本物性的测定方法［3－5］，对油样进行分析，测定稠油密度、凝固点、胶质、沥青质含量，为研究稠油流变性提供基本依据；利用FLUKO乳化机配置不同含水率的乳状液，再应用Brookfield公司生产的可编程式流变仪进行不同温度、不同含水率、不同剪切速率下流变性的测定。

2 结果与讨论

2.1 基本物性

实验测得郑4 1 1－P 7井油样的标准密度是1.007g／cm3，凝固点为33.6℃，芳香分质量分数为27.4%，饱和分质量分数为20.1%，胶质沥青质质量分数高达52.5%。由我国稠油的划分标准可知［6］，郑411区块油样属于超稠油，凝点较高，其胶质沥青质含量高达50%以上，高粘、高凝固点、高密度的性质对于原油的开采和运输带来难度。

2.2 流变性分析

2.2.1 温度的影响 流体粘度随剪切速率的升高而降低的现象称为剪切变稀特性。对于牛顿流体，其粘度不随剪切速率的变化而变化［7］。随温度的升高，原油剪切变稀的非牛顿流体特性会逐渐消失，从而表现出牛顿流体的特性，发生这一转化的温度点称为牛顿流体转化温度点。牛顿流体转化温度点是流变性的重要参数，是流体流变特征的重要转折点［8］。当温度大于此值时，原油有很好的渗流特性。图1为郑411－P7井油样不同含水率下的粘温曲线。

Fig.1 Heavy oil viscosity－temperature curve at different rates of water content for Zheng 411－P7 block图1 郑411－P7井油样不同含水率下的粘温曲线

由图1中不同温度下的粘温曲线可以看出：油样含水率为小于30%时，油样粘度下降幅度大；含水率超过30%时，温度超过80℃时油样的非牛顿性不明显，故温度转化点是80℃。因此，郑411区块在低含水率下热采效果较好，注蒸汽的体积量应保证地层温度大于80℃为宜。

2.2.2 剪切速率的影响 对油样在70～95℃下，进行不同剪切速率下的粘度测定，实验结果如图2所示。

Fig.2 Heavy oil viscosity－shear rate curve at different rates of water content图2 不同含水率时剪切速率与粘度曲线

实验结果表明，郑411－P7井油样在含水率为20%时，随着剪切速率增大，粘度的下降趋势较小，原油基本呈现牛顿流体特性，出现这种现象主要是因为低含水率下，油样中富含胶质沥青质所致；含水率为30%和40%时，随着含水率升高，原油呈现非牛顿流变性的剪切速率范围增大，前者是当剪切速率大于5s－1，后者是10s－1后，剪切速率增大，粘度几乎不变，表现出牛顿流体的特性。而当含水率大于50%时，油样主要表现出牛顿流体的特性。故针对郑411油样，应以掺稀降粘法以及较高采油速度的开采方式为主。

2.2.3 流变性研究 由实验测定的剪切速率及剪切应力的数据，进行线性回归，得到油样的本构方程如表1所示。

表1 郑411－P7油样的本构方程Table 1 Super heavy oil constitutive equation for Zheng 411－P7 block

由表1中数据看出，含水率是影响稠油流变性的主要因素，在相同的实验温度下，随着含水率的升高，稠度系数减小，流变指数增大，逐渐大于1。在含水率低于20%时，稠油的流型为假塑体，含水率为30%～40%时，转化为宾汉流体［9］，油样含水率大于40%则为膨胀型流体，流变指数大于1。针对不同的流型可以调整稠油的开采方法。

3 结束语

（1）对郑411区块稠油进行了基本物性测定，数据表明，油样属于超稠油，具有较高凝固点，胶质沥青质含量高。

（2）由不同含水率下的粘温曲线得到，油样含水率大于30%之后，非牛顿性已不明显。剪切速率和粘度的关系曲线表明，含水率在30%～40%实验的各个温度下，非牛顿流体向牛顿流体的转化主要受剪切速率的影响，流型的转化点前者是5s－1后者是10s－1。

（3）通过油样的本构方程，得到流型的转化点：含水率低于20%时为假塑体，含水率为30%～40%时，转化为宾汉流体，含水率大于40%则为膨胀型流体。该值的获得对指导该区块稠油油田开发具有重要的意义。

［1］ 程玉桥，牛春荣，苗得玉，等.胜利油区单家寺油田超稠油性质研究［J］.油气地质与采收率，2002，8（4）：34.

［2］ 刘文章.高粘原油机械开采工艺的研究［J］.石油钻采工艺，1982（3）：45－46.

［3］ 庞岁社，武平仓，宋南平.一种新的测定原油凝固点方法探讨［J］.石油仪器，2006，20（1）：42－43.

［4］ 卢学成.SY／T6282稠油油藏流体物性分析方法：原油渗流流变特性测定［S］.北京：中华人民共和国石油天然气行业标准，1997：7－8.

［5］ 权忠舆.有关原油流变性与石油化学的讨论［J］.油气储运，1996，15（10）：4.

［6］ 李涛，何芬，班艳华，等.国内外常规稠油油藏开发综述［J］.西部探矿工程，2005，12：82.

［7］ 徐国安，周华兴.大港油田稠油在油井中的流变特性［J］.江汉石油学院学报，2000，22（3）：54－55.

［8］ 李玉华，郑玉泉，吕莉莉，等.稠油流变性研究［J］.油气田地面工程，2007，26（11）：12.

［9］ 邢义良，郎兆新，张丽华.稠油流变性的测量和研究［J］.西安石油学院学报，1998，13（2）：25－27.