CN105003258A - 一种高温高压气层甲烷流体密度骨架参数的获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高温高压气层甲烷流体密度骨架参数的获取方法，包括如下步骤：甲烷流体采样；获取多组测试实验数据；构建初级计算模型：利用数据拟合分析方法，对上述多组数据进行参数拟合分析，得到初级计算模型；构建密度骨架参数计算模型：在所述的初级计算模型的基础上，利用密度测井响应原理，将甲烷流体的体积密度转化为视体积密度值，得到密度骨架参数计算模型；将测得的温度值及压力值，代入到密度骨架参数计算模型，得到高温高压气层中甲烷流体的密度骨架参数。利用该方法可以显著提高获取甲烷流体骨架密度参数的准确度，进而提高高温高压气层甲烷气层测井解释评价孔隙度的精度，具有较强的通用性。

Description

一种高温高压气层甲烷流体密度骨架参数的获取方法

技术领域

本发明涉及油气勘探技术领域，具体地说是一种高温高压气层甲烷流体密度骨架参数的获取方法。

背景技术

在高温高压甲烷气层测井解释评价过程中，需要测井技术人员对获得的井下密度测井资料依据地层组分体积模型进行及时的测井解释，获取气层的孔隙度参数，工作的关键在于确定地层条件下甲烷流体密度骨架参数。现有的甲烷流体密度骨架参数的获取方法多为区域经验法，该方法主要是利用井下取到的甲烷气样进行PVT实验，然后得到一定温度压力下的密度值，将其作为区域的骨架参数经验值，然而在长时间的生产实践中技术人员发现上述方法获取的甲烷流体密度骨架参数的准确性较低，究其原因主要高温高压储层其压力系数变化范围较大，以及井间高温高压甲烷气层在井上埋深范围也不一样，导致气层的地层压力、温度值不一致；另外该方法的主观性较大，用到了一些估算的过程；从而使得甲烷流体密度骨架参数经验值与实际地层中的值相差较大。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明提出了一种高温高压气层甲烷流体密度骨架参数的获取方法，可以显著提高获取甲烷流体骨架密度参数的准确度，进而提高高温高压甲烷气层测井解释评价孔隙度的精度，具有较强的通用性。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种高温高压气层甲烷流体密度骨架参数的获取方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、甲烷流体采样：利用取样仪器从高温高压气田井场选取甲烷流体样品；

S2、获取多组测试实验数据：在不同温度及压力条件下，对甲烷流体样品进行体积密度的测定试验，得到由体积密度参数、温度参数和压力参数构成的多组实验数据；

S3、构建初级计算模型：利用数学统计范畴中的数据拟合分析方法，对步骤S2的多组数据进行参数拟合分析，得到甲烷流体的体积密度随温度及压力变化的初级计算模型；

S4、构建密度骨架参数计算模型：在所述的初级计算模型的基础上，利用密度测井响应原理，将甲烷流体的体积密度转化为视体积密度值，得到高温高压气层的甲烷流体的密度骨架参数随温度及压力变化的密度骨架参数计算模型；

S5、获取密度骨架参数：对高温高压气层中的温度及压力进行实际检测，将测得的温度值及压力值，代入到密度骨架参数计算模型中，得到高温高压储层中甲烷流体的密度骨架参数。

所述步骤S2的测定试验中所用的设备为流体体积密度测量仪。

所述步骤S2的实验数据为20组，其中，温度的选取值为20℃、50℃、100℃及150℃，压力的选取值为20MPa、30MPa、40MPa、50MPa和60MPa。

所述的步骤S3中的初级计算模型具体如下：Y＝(0.081487ln(p)-0.102241)e^{(-0.001366ln(p)-0.001565)T}，

其中，Y为实验测量得到的甲烷流体体积密度，单位为(g/cm3)，P为地层压力值，单位为(MPa)，T为地层温度，单位为(℃)。

所述的S4中的密度骨架参数计算模型具体如下：ρa(ch4)＝1.3366((0.081487ln(p)-0.102241)e^{(-0.001366ln(p)-0.001565)T})-0.1883其中，ρa(ch4)为高温高压气层甲烷流体密度骨架参数，单位为(g/cm³)，P为地层压力值，单位为(MPa)，T为地层温度，单位为(℃)。

有益效果

本申请具有如下技术效果或优点：

利用该方法可以显著提高获取甲烷流体骨架密度参数的准确度，进而提高高温高压甲烷气层测井解释评价孔隙度的精度，具有较强的通用性；本发明为高温高压气田测井解释评价中甲烷流体骨架密度参数选取提供了更好更快捷的获取方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的方法流程图；

图2为本申请实施例的多组测试实验数据分布图。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本发明提供了一种高温高压气层甲烷流体密度骨架参数的获取方法，可以显著提高获取甲烷流体骨架密度参数的准确度，进而提高高温高压甲烷气层测井解释评价孔隙度的精度，具有较强的通用性。

如图1所示，本发明所述的一种高温高压气层甲烷流体密度骨架的获取方法，包括如下步骤：

步骤1，甲烷流体采样：甲烷流体样品选取：利用取样仪器从高温高压气田井场采集得到甲烷流体样品；

步骤2，获取多组测试实验数据：对甲烷流体样品进行实验室流体体积密度试验分析，分别在温度为20℃、50℃、100℃及150℃，压力为20MPa、30MPa、40MPa、50MPa与60MPa条件下测定甲烷流体体积密度，共测量得到20组甲烷流体体积密度实验数据，将这20组甲烷流体体积密度实验数据以图的方式进行体现，得到甲烷流体体积密度在不同温度、压力条件下的数据散点图,如图2所示。经实验所得到的数据散点图可知，甲烷流体体积密度与温度、压力呈现的是二元相关关系，在同一温度条件下，随着压力的增大，甲烷流体体积密度增大，而在同一压力条件下，随着温度的升高，甲烷流体体积密度降低，也就是说甲烷流体体积密度在不同温度压力条件下具有不同的数值。

步骤3，构建初级计算模型：利用数学统计范畴中的数据拟合分析方法，对上述多组数据进行参数拟合分析，得到甲烷流体的体积密度随温度及压力变化的初级计算模型。

步骤4，构建密度骨架参数计算模型：在所述的初级计算模型的基础上，利用密度测井响应原理，将甲烷流体的体积密度转化为视体积密度值，得到高温高压储层的甲烷流体的密度骨架参数随温度及压力变化的密度骨架参数计算模型。

其具体实施步骤如下：由密度测井响应原理可知，密度测井测量的是地层的电子密度ρ_e，用含水石灰岩刻度表示的刻度方程为：

ρ_a＝1.07(ρ_e)_i-0.1883    (1)

其中(ρ_e)_i为电子密度指数，定义为：

${\left({\mathrm{\ρ}}_e\right)}_i=\frac{2{\mathrm{\ρ}}_e}{N}---\left(2\right)$

式中，N为阿伏伽德罗常数；

经过刻度方程刻度后，密度测井仪器记录的是地层的视体积密度ρ_a，地层的体积密度与电子密度的关系：

${\mathrm{\ρ}}_e={\mathrm{\ρ}}_b\left(\frac{Z}{A}\right)N---\left(3\right)$

式中，N为阿伏伽德罗常数，Z为原子序数，A为原子量；

将(3)和(2)代入式(1)，对于多原子组成的化合物，其刻度后的视体积密度为：

${\mathrm{\ρ}}_a=1.07{\mathrm{\ρ}}_b\left(\frac{2\mathrm{\Σ}Z}{M}\right)-0.1883---\left(4\right)$

二氧化碳的分子式为CH₄，将C、H的原子系数及原子量代入式(4)，且将步骤3所得的甲烷流体体积密度与温度、压力参数计算模型代入式(4)可得到地层条件下甲烷的视体积密度数学表达式为：

ρa(ch4)＝1.3366((0.081487ln(p)-0.102241)e^{(-0.001366ln(p)-0.001565)T})-0.1883

                                                   (5)

其中，ρa(ch4)为高温高压气层甲烷流体密度骨架参数，单位为(g/cm³)。

步骤5，获取密度骨架参数：对高温高压储层中的温度及压力进行实际检测，将测得的温度值及压力值，代入到密度骨架参数计算模型中，得到高温高压气层中甲烷流体的密度骨架参数。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例演示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种高温高压气层甲烷流体密度骨架参数的获取方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、甲烷流体采样：利用取样仪器从高温高压气田井场选取甲烷流体样品；

S2、获取多组测试实验数据：在不同温度及压力条件下，对甲烷流体样品进行体积密度的测定试验，得到由体积密度参数、温度参数和压力参数构成的多组实验数据；

S3、构建初级计算模型：利用数学统计范畴中的数据拟合分析方法，对步骤S2的多组数据进行参数拟合分析，得到甲烷流体的体积密度随温度及压力变化的初级计算模型；

S4、构建密度骨架参数计算模型：在所述的初级计算模型的基础上，利用密度测井响应原理，将甲烷流体的体积密度转化为视体积密度值，得到高温高压气层的甲烷流体的密度骨架参数随温度及压力变化的密度骨架参数计算模型；

S5、获取密度骨架参数：对高温高压气层中的温度及压力进行实际检测，将测得的温度值及压力值，代入到密度骨架参数计算模型中，得到高温高压储层中甲烷流体的密度骨架参数。

2.根据权利要求1所述的一种高温高压气层甲烷流体密度骨架参数的获取方法，其特征在于，所述步骤S2的测定试验中所用的设备为流体体积密度测量仪。

3.根据权利要求1所述的一种高温高压气层甲烷流体密度骨架参数的获取方法，其特征在于，所述步骤S2中的实验数据为20组，其中，温度的选取值为20℃、50℃、100℃及150℃，压力的选取值为20MPa、30MPa、40MPa、50MPa和60MPa。

4.根据权利要求1所述的一种高温高压气层甲烷流体密度骨架参数的获取方法，其特征在于，所述的步骤S3中的初级计算模型具体如下：Y＝(0.081487ln(p)-0.102241)e^{(-0.001366ln(p)-0.001565)T}，

其中，Y为实验测量得到的甲烷流体体积密度，单位为g/cm³，P为地层压力值，单位为MPa，T为地层温度，单位为℃。

5.根据权利要求4所述的一种高温高压气层甲烷流体密度骨架参数的获取方法，其特征在于，所述的步骤S4中的密度骨架参数计算模型具体如下：ρ_a(ch4)＝1.3366((0.081487ln(p)-0.102241)e^{(-0.001366ln(p)-0.001565)T})-0.1883其中，ρ_a(ch4)为高温高压气层甲烷流体密度骨架参数，单位为g/cm³，P为地层压力值，单位为MPa，T为地层温度，单位为℃。