CN110261571A - 致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置及实验方法，该装置包括：定容凝析气藏模块包括将待测岩心设置于定容全直径釜内，其端盖设有入口孔、出口孔和压力监测孔，第一连接管线连接入口孔和待测岩心底面的圆心处；压力供给模块包括恒压恒速驱替泵分别与凝析气中间容器和高压分离器气中间容器的一端相连，凝析气中间容器和高压分离器气中间容器的另一端通过第一连接管线与入口孔连接；油气分离模块包括依次连接的回压泵、回压阀、油气分离器和气体计量计，回压阀的入口端通过第二连接管线与出口孔连接。其优点在于：模拟凝析气藏在裂缝性致密储层中衰竭过程中油气相态的变化，最大程度还原凝析气藏储层条件下的油气状态。

Description

致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置及实验方法

技术领域

本发明涉及凝析气藏开发实验技术领域，更具体地，涉及一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置及实验方法。

背景技术

凝析气藏是所有类型油气藏中最为“娇贵”的一种气藏，一旦在开发过程中发生些许错误，对凝析气藏的影响是不可逆转的。目前，针对凝析油气体系相态研究的理论方法和实验技术已经逐步形成并日趋完善，常规相态实验主要通过高温高压PVT釜分别进行单次闪蒸实验、恒质膨胀实验、反凝析液量实验和定容衰竭实验来确定油气相态参数。CN1971273A公开了一种凝析气藏流体恒体积衰竭试验方法：从露点压力开始，恒定流体体积分级降压，排出流体，计量油、气产量，并分别对油、气进行组分分析，通过计算得到衰竭生产过程中天然气、凝析油采出率和残留地层液量，但该方法无法确定多孔介质对油气相态变化的影响，只是考虑到流体宏观的相态性质，但是在实际凝析气藏开发过程中，多孔介质对流体相态的影响是不可忽略的，甚至可以说通过PVT实验得到的某些相态参数与实际多孔介质中的参数是存在差异的，这也势必会对凝析气藏的开发产生影响。

目前模拟多孔介质中凝析气定容衰竭的方法主要采用长岩心衰竭实验(隋淑玲.低渗多孔介质中凝析气衰竭实验研究，2010，32(3)：97-100)或全直径衰竭实验(郭平.缝洞型凝析气藏衰竭开采动态实验研究，2013，35(2)：67-70)，通过这两种衰竭实验模拟凝析气藏衰竭开发过程，从而获得所需的地层和开发参数并对开发效果进行评价，但长岩心衰竭实验模拟凝析气藏尺度较小，岩心截面的泄油面积小，属于一维模拟，且短岩心拼接成的长岩心多采用水平放置与凝析气实际开发存在差异；而传统全直径衰竭实验虽然模拟尺度和泄油面积都得到增大，但和长岩心实验一样，由于岩心周围胶皮套筒围压的作用导致无法模拟裂缝或缝洞存在时对凝析气开发效果的影响。此外，随着所加围压的不断改变，胶筒内的岩心孔隙体积会发生细微的改变，这会影响凝析油气的采出量，进而影响实验结果的准确性，导致现场开发方案或调整方案的制定出现偏差，最终影响开发效果。

为了解决传统凝析气长岩心衰竭实验和全直径衰竭实验中无法模拟裂缝、孔隙体积变化以及模拟尺度小等问题，因此，有必要开发一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置及实验方法。基于PVT定容衰竭实验，建立裂缝性致密多孔介质中凝析气定容衰竭模拟实验方法，模拟凝析气藏在裂缝性致密储层中衰竭过程中油气相态的变化，最大程度还原凝析气藏储层条件下的油气状态。

发明内容

本发明提出了一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置及实验方法，其能够通过建立裂缝性致密多孔介质中凝析气定容衰竭模拟实验方法，模拟凝析气藏在裂缝性致密储层中衰竭过程中油气相态的变化，最大程度还原凝析气藏储层条件下的油气状态。

根据本发明的一方面，提出了一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置，所述模拟装置包括：依次连接的压力供给模块、定容凝析气藏模块和油气分离模块，其中，

所述定容凝析气藏模块包括定容全直径釜、第一连接管线和第二连接管线，待测岩心设置于所述定容全直径釜内，所述定容全直径釜的上端端盖设有入口孔、出口孔和压力监测孔，所述第一连接管线用于连接所述入口孔和所述待测岩心底面的圆心处；

所述压力供给模块包括恒压恒速驱替泵、凝析气中间容器和高压分离器气中间容器，所述恒压恒速驱替泵分别与所述凝析气中间容器和所述高压分离器气中间容器的一端相连，所述凝析气中间容器和所述高压分离器气中间容器的另一端通过第一连接管线与所述入口孔连接；

所述油气分离模块包括依次连接的回压泵、回压阀、油气分离器和气体计量计，所述回压阀的入口端通过所述第二连接管线与所述出口孔连接；

其中，所述定容全直径釜、所述凝析气中间容器和所述高压分离器气中间容器放置于恒温箱内。

优选地，所述模拟装置还包括：

压力监测模块，所述压力监测模块包括第一压力表、第二压力表和第三压力表，所述第一压力表设置于所述入口孔处、所述第二压力表设置于所述压力监测孔处，所述第三压力表设置于所述出口孔处，所述第一压力表、所述第二压力表和所述第三压力表还分别与压力采集单元相连。

优选地，所述压力监测孔引出第三连接管线，所述第三连接管线将第二压力表连接至所述待测岩心的中部。

优选地，所述油气分离模块还包括：

干燥剂单元，所述干燥剂单元设置于所述油气分离器和所述气体计量计之间；

冷凝单元，所述冷凝单元外套设于所述油气分离器。

优选地，所述模拟装置还包括：

三通阀，所述三通阀的一个进口与所述恒压恒速驱替泵连接，所述三通阀的两个出口分别与所述凝析气中间容器和所述高压分离器气中间容器的进口端相连；

四通阀，所述四通阀的两个进口端分别与凝析气中间容器和所述高压分离器气中间容器的出口端相连，所述四通阀的两个出口端分别与所述第一压力表和所述入口孔相连。

优选地，所述模拟装置还包括：

取样口，所述取样口设置于所述回压阀的出口端；

取样阀，所述取样阀设置于所述取样口与所述回压阀之间。

根据本发明的另一方面，提出了一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的实验方法，所述实验方法包括：

基于克拉伯龙方程，获取定容全直径釜的内腔体积；

将所述待测岩心放入所述定容全直径釜内，制造人工裂缝；

基于所述克拉伯龙方程，获取所述待测岩心的孔隙体积和所述人工裂缝的体积；

基于凝析气藏PVT测试报告，复配获取凝析气样品；

基于复配获取的所述凝析气样品，建立原始凝析气藏体系；

基于衰竭实验，根据所述原始凝析气藏体系中组分随压力变化的原理，获取多孔介质中凝析气的相变过程。

优选地，通过下式克拉伯龙方程获取待测体积：

式中，V_c为定容全直径对比釜的体积，mL；

P_c为实验时定容全直径对比釜内的压力，MPa；

V为待测体积，mL；

P_e为实验时定容全直径釜内的压力，MPa；

T₀为实验时的室温，℃；

R为实验气体常数；

Z_c为压力P_c、温度T₀下实验气体的压缩因子；

Z_e为压力P_e、温度T₀下实验气体的压缩因子；

其中，所述待测体积包括所述定容全直径釜的内腔体积V_e、所述待测岩心的孔隙体积V_p和所述人工裂缝的体积V_d。

优选地，所述实验方法还包括：

获取每级压降下天然气采收率，凝析油采收率和生产气油比，并基于所述衰竭实验，进一步获取所述多孔介质对凝析气衰竭过程中相态的影响程度。

优选地，其中，每级压降下所述天然气采收率R_gi为：

式中，V_i为每级压力降内的产气量，mL；

T_f为地层温度，℃；

P_f为原始地层压力，MPa；

V_p为待测岩心的孔隙体积，mL；

V_d为人工裂缝的体积，mL；

每级压降下所述凝析油采收率R_oi为：

式中，m_i为每级压力降内的产油量，g；

ρ₀为地面凝析油密度，g/cm³；

每级压降下所述生产气油比GOR_i为：

本发明的一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置及实验方法，其优点在于：该模拟装置不但能够准确模拟裂缝性致密储层中凝析气的衰竭开发过程，预测天然气和凝析油采收率，为实际生产提供相关开发参数，还能探索凝析气在多孔介质中衰竭时的相态变化特征，明确多孔介质对凝析油、气相态的影响程度，该实验方法原理可靠，操作简单，为评价凝析气藏衰竭开发效果和气井生产制度的确定提供了方法和依据，具有很大的推广价值。

本发明的装置及方法具有其它的特性和优点，将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置的结构示意图。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的实验方法的步骤流程图。

图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的实验方法中压力、天然气采收率和凝析油采收率随时间的变化的示意图。

图4示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的实验方法中瞬时气油比与产气速度随压力的变化的曲线示意图。

附图标记说明：

1、恒压恒速驱替泵；2、三通阀；3、凝析气中间容器；4、高压分离器气中间容器；5、四通阀；6a、第一压力表；6b、第二压力表；6c、第三压力表；7、入口孔；8、压力监测孔；9、出口孔；10、定容全直径釜；11、第一连接管线；12、待测岩心；13、回压阀；14、回压泵；15、取样阀；16、取样口；17、油气分离器；18、冷凝单元；19、干燥剂单元；20、气体计量计；21、气体计量计出口；22、压力采集单元；23、恒温箱。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明提供了一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置，该模拟装置包括：依次连接的压力供给模块、定容凝析气藏模块和油气分离模块，其中，定容凝析气藏模块包括定容全直径釜、第一连接管线和第二连接管线，待测岩心设置于定容全直径釜内，定容全直径釜的上端端盖设有入口孔、出口孔和压力监测孔，第一连接管线用于连接入口孔和待测岩心底面的圆心处；压力供给模块包括恒压恒速驱替泵、凝析气中间容器和高压分离器气中间容器，恒压恒速驱替泵分别与凝析气中间容器和高压分离器气中间容器的一端相连，凝析气中间容器和高压分离器气中间容器的另一端通过第一连接管线与入口孔连接；油气分离模块包括依次连接的回压泵、回压阀、油气分离器和气体计量计，回压阀的入口端通过第二连接管线与出口孔连接；其中，定容全直径釜、凝析气中间容器和高压分离器气中间容器放置于恒温箱内。

其中，第一连接管线的一端从入口孔引出至待测岩心底面的圆心位置，另一端与凝析气中间容器和高压分离器气中间容器相连，第一连接管线为一根1/16〞英寸的管线，第二连接管线用于增大泄油面积，采用1/4〞英寸的管线。

进一步地，恒压恒速驱替泵的精度为0.001mL/s-0.5mL/s，恒压恒速驱替泵的主注水管线分别与凝析气中间容器和高压分离器气中间容器的一端相连，在饱和凝析气过程中便于随时切换。

其中，模拟装置通过回压泵控制出口孔的出口压力。

作为优选方案，模拟装置还包括：压力监测模块，压力监测模块包括第一压力表、第二压力表和第三压力表，第一压力表设置于入口孔处、第二压力表设置于压力监测孔处，第三压力表设置于出口孔处，第一压力表、第二压力表和第三压力表还分别与压力采集单元相连。

作为优选方案，模拟装置还包括：

三通阀，三通阀的一个进口与恒压恒速驱替泵连接，三通阀的两个出口分别与凝析气中间容器和高压分离器气中间容器的进口端相连；

四通阀，四通阀的两个进口端分别与凝析气中间容器和高压分离器气中间容器的出口端相连，四通阀的两个出口端分别与第一压力表和入口孔相连。

其中，凝析气中间容器和高压分离器气中间容器的另一端连接至四通阀后，通过注入管线连接至入口孔，第一压力表与定容全直径釜注入管线上的四通阀相连，用于监测入口孔的压力变化，第二压力表通过管线，贯穿压力监测孔，连接至待测岩心的中部，第二压力表用于监测岩心中部压力变化，第三压力表用于监测出口孔的压力变化，三块压力表均与压力采集单元相连，用于随时自动记录压力的变化。

作为优选方案，三块压力表均为数字压力表。

作为优选方案，压力监测孔引出第三连接管线，第三连接管线将第二压力表连接至待测岩心的中部。

其中，第三连接管线为一根1/16〞英寸的管线。

作为优选方案，油气分离模块还包括：

干燥剂单元，干燥剂单元设置于油气分离器和气体计量计之间；

冷凝单元，冷凝单元外套设于油气分离器。

其中，排出的气体经过油气分离器、干燥剂单元和气体计量计，从气体计量计出口端排空。

作为优选方案，模拟装置还包括：

取样口，取样口设置于回压阀的出口端；

取样阀，取样阀设置于取样口与回压阀之间。

该模拟装置不但能够准确模拟裂缝性致密储层中凝析气的衰竭开发过程，预测天然气和凝析油采收率，为实际生产提供相关开发参数，还能探索凝析气在多孔介质中衰竭时的相态变化特征，明确多孔介质对凝析油、气相态的影响程度。

本发明提供了一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的实验方法，该实验方法包括：

基于克拉伯龙方程，获取定容全直径釜的内腔体积；

将待测岩心放入定容全直径釜内，制造人工裂缝；

基于克拉伯龙方程，获取待测岩心的孔隙体积和人工裂缝的体积；

基于凝析气藏PVT测试报告，复配获取凝析气样品；

基于复配获取的凝析气样品，建立原始凝析气藏体系；

基于衰竭实验，根据原始凝析气藏体系中组分随压力变化的原理，获取多孔介质中凝析气的相变过程。

作为优选方案，通过下式克拉伯龙方程获取待测体积：

式中，V_c为定容全直径对比釜的体积，mL；

P_c为实验时定容全直径对比釜内的压力，MPa；

V为待测体积，mL；

P_e为实验时定容全直径釜内的压力，MPa；

T₀为实验时的室温，℃；

R为实验气体常数；

Z_c为压力P_c、温度T₀下实验气体的压缩因子；

Z_e为压力P_e、温度T₀下实验气体的压缩因子；

其中，实验气体可以是氦气或氮气。

其中，待测体积包括定容全直径釜的内腔体积V_e、待测岩心的孔隙体积V_p和人工裂缝的体积V_d。

具体地，获取定容全直径釜的内腔体积V_e包括：

另取一个已知体积V_c的定容全直径对比釜，将对比釜抽真空后充满实验气体(压力为4-6MPa)，待压力稳定后精确记录对比釜内的压力值P_c1；

将抽真空的实验釜和对比釜通过管线连通，待压力稳定后记录平衡时的压力P_e1；

通过式(1)获取定容全直径釜的内腔体积V_e(即实验釜的内腔体积)。

将式(1)变化为：

式中，P_c1为实验时定容全直径对比釜内的压力，MPa；

Z_c1为压力P_c1、温度T₀下实验气体的压缩因子；

Z_e1为压力P_e1、温度T₀下实验气体的压缩因子。

具体地，制造人工裂缝包括：

将切割完成的待测岩心称重后放入定容全直径釜内，并将一面刻有凹槽的圆铅板分别设置于待测岩心的上下端面处；

设置于待测岩心的上端面的圆铅板在与定容全直径釜的出口孔对应位置挖一个小孔(小孔的直径为1.5-2.5cm)，使待测岩心与出口孔连通；

通过薄铅片塞入待测岩心周围与定容全直径釜的空隙中压实，减小死体积的同时模拟人造裂缝；

盖上定容全直径釜的端盖用扭力棒拧入螺钉封闭定容全直径釜，再用分子真空泵抽真空45-55小时；

其中，死体积即为人造裂缝的体积。

具体地，获取待测岩心的孔隙体积V_p和人工裂缝的体积V_d包括：

将对比釜抽真空后充满实验气体(压力为4-6MPa)，待压力稳定后精确记录对比釜内的压力值P_c2；

将抽真空的实验釜和对比釜通过管线连通，待压力稳定后记录平衡时的压力P_e1；

通过式(1)获取待测岩心的孔隙体积V_p和人工裂缝的体积V_d；

体积标定后，重新对定容全直径釜抽真空70-75小时，并对其称重w₀。将式(1)变化为：

式中，P_c2为实验时定容全直径对比釜内的压力，MPa；

Z_c2为压力P_c2、温度T₀下实验气体的压缩因子；

Z_e2为压力P_e2、温度T₀下实验气体的压缩因子。

具体地，复配获取凝析气样品包括：

基于凝析气藏PVT测试报告，在露点压力10MPa以上，根据原始地层压力下凝析气单次脱气实验计算得到的气油比对凝析气样品进行复配；

将复配后的凝析气样品进行2-3次单次脱气实验，并对闪蒸后的天然气组分进行色谱分析；

将色谱分析的结果与PVT测试报告中原始样品单脱气相色谱数据对比，C₁含量相差在3％以内，获取合格的凝气样品。

具体地，建立原始凝析气藏体系包括：

将分离器气通过分离器气中间容器注入定容全直径釜内，逐渐建立系统压力(系统压力高于露点压力10-15MPa)，并将恒温箱升温至地层温度T_f；

待系统压力稳定后，将复配的凝析气样品通过第一连接管线注入定容全直径釜内，速度恒定为0.1-0.2mL/min，驱替分离器气；

凝析气样品驱替体积达到3-4PV时，获取定容全直径釜的出口孔的产气量和产油量，计算产出气油比，并对油气进行色谱分析；

当出口孔处的气体组成与驱替气的组成、气油比基本一致时，完成原始凝析气藏体系的建立；

将凝析气的注入压力回降至原始地层压力P_f，待定容全直径釜中的压力稳定后，对饱和凝析气后的定容全直径釜称重w₁。

其中，基本一致是指气相组成中C1、C2和C3的摩尔百分数含量不超出5％。

具体地，基于衰竭实验，获取多孔介质中凝析气的相变过程包括：

通过回压阀调整产气速度模拟实际气井放喷油嘴大小，能够分别模拟不同压降速度(根据相似准则原理将油井实际压降速度折算到实验室条件下)；

油气分离器浸没在冷凝单元中，模拟油田实际开发中的减压深拔作用；

实验过程中，通过压力采集单元记录压力P_i随时间t_i的变化，并记录不同时间段内的产气量V_i和产油量m_i(i-1，2，…，n)；

在不同压力下通过取样口采集产出气样，通过更换油气分离器采集凝析油样，并分别进行油气色谱分析，根据组分随压力变化的原理来研究多孔介质中凝析气的相变。

其中，冷凝单元为装有0℃的冰水混合物的烧杯。

当待测岩心的压力衰竭至废弃压力时，将回压阀降至大气压力，直至待测岩心的压力降至大气压力，记录最后产气量V_f和最后产油量m_f，实验结束，待温度降至室温后，对定容全直径釜再次称重w₂。

进一步地，实验方法还包括：

获取每级压降下天然气采收率R_gi，凝析油采收率R_oi和生产气油比GOR_i，并基于衰竭实验，进一步获取多孔介质对凝析气衰竭过程中相态的影响程度。

其中，每级压降下天然气采收率R_gi为：

式中，V_i为每级压力降内的产气量，mL；

T_f为地层温度，℃；

P_f为原始地层压力，MPa；

V_p为待测岩心的孔隙体积，mL；

V_d为人工裂缝的体积，mL；

每级压降下凝析油采收率R_oi为：

式中，m_i为级压力降内的产油量，g；

ρ₀为地面凝析油密度，g/cm³；

每级压降下生产气油比GOR_i为：

本实验方法中关于定容全直径釜中凝析气的地质储量还可以用称重的方法得到，或者将每一时间内的产出气量和最终产气量相加得到累计气量，然后折算到地层条件下即为凝析气地质储量。

本发明的实验方法原理可靠，操作简单，为评价凝析气藏衰竭开发效果和气井生产制度的确定提供了方法和依据，具有很大的推广价值。

实施例1

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置的结构示意图。

如图1所示，本实施例的一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置，包括：依次连接的压力供给模块、定容凝析气藏模块和油气分离模块，其中，

定容凝析气藏模块包括定容全直径釜10、第一连接管线11和第二连接管线，待测岩心12设置于定容全直径釜10内，定容全直径釜10的上端端盖设有入口孔7、出口孔9和压力监测孔8，第一连接管线11用于连接入口孔7和待测岩心12底面的圆心处；

压力供给模块包括恒压恒速驱替泵1、凝析气中间容器3和高压分离器气中间容器4，恒压恒速驱替泵1分别与凝析气中间容器3和高压分离器气中间容器4的一端相连，凝析气中间容器3和高压分离器气中间容器4的另一端通过第一连接管线11与入口孔7连接；

油气分离模块包括依次连接的回压泵14、回压阀13、油气分离器17和气体计量计20，回压阀13的入口端通过第二连接管线与出口孔9连接；

其中，定容全直径釜10、凝析气中间容器3和高压分离器气中间容器4放置于恒温箱23内。

其中，第一连接管线11为一根1/16〞英寸的管线，第二连接管线用于增大泄油面积，采用1/4〞英寸的管线。

本实施例中，恒压恒速驱替泵1的精度为0.001mL/s。

进一步地，模拟装置还包括：

压力监测模块，压力监测模块包括第一压力表6a、第二压力表6b和第三压力表6c，第一压力表6a设置于入口孔7处、第二压力表6b设置于压力监测孔8处，第三压力表6c设置于出口孔9处，第一压力表6a、第二压力表6b和第三压力表6c还分别与压力采集单元22相连。

其中，模拟装置还包括：

三通阀2，三通阀2的一个进口与恒压恒速驱替泵1连接，三通阀2的两个出口分别与凝析气中间容器3和高压分离器气中间容器4的进口端相连；

四通阀5，四通阀5的两个进口端分别与凝析气中间容器和高压分离器气中间容器4的出口端相连，四通阀5的两个出口端分别与第一压力表6a和入口孔7相连。

其中，凝析气中间容器3和高压分离器气中间容器4的另一端连接至四通阀5后，通过注入管线连接至入口孔7，第一压力表6a与定容全直径釜10注入管线上的四通阀5相连，用于监测入口孔7的压力变化，第二压力表6b通过管线，贯穿压力监测孔8，连接至待测岩心12的中部，第二压力表6b用于监测岩心中部压力变化，第三压力表6c用于监测出口孔9的压力变化，三块压力表均与压力采集单元22相连，用于随时自动记录压力的变化。

本实施例中，三块压力表均为数字压力表。

进一步地，压力监测孔8引出第三连接管线，第三连接管线将第二压力表6b连接至待测岩心12的中部。

其中，第三连接管线为一根1/16〞英寸的管线。

进一步地，干燥剂单元19，干燥剂单元19设置于油气分离器17和气体计量计20之间；

冷凝单元18，冷凝单元18外套设于油气分离器17。

其中，排出的气体经过油气分离器17、干燥剂单元19和气体计量计20，从气体计量计出口21端排空。

本实施例中，冷凝单元18采用装有0℃冰水混合物的烧杯。

本实施例中，模拟装置还包括：

取样口16，取样口16设置于回压阀13的出口端；

取样阀15，取样阀15设置于取样口16与回压阀13之间。

实施例2

实施例2是针对国内某一凝析气藏开展致密多孔介质中凝析气定容衰竭模拟开发，目标层系原始地层压力31.4MPa，对应井深温度110.4℃，气井周边有大小不一的裂缝，由常规PVT流体相态测试报告可知地层温压下凝析气露点压力为26.23MPa。基于上述数据通过实施例1的模拟装置进行模拟试验。

图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的实验方法的步骤流程图。

如图2所示，本实施例的一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的实验方法，包括：

基于克拉伯龙方程，获取定容全直径釜10的内腔体积；

将待测岩心12放入定容全直径釜10内，制造人工裂缝；

基于克拉伯龙方程，获取待测岩心12的孔隙体积和人工裂缝的体积；

基于凝析气藏PVT测试报告，复配获取凝析气样品；

基于复配获取的凝析气样品，建立原始凝析气藏体系；

基于衰竭实验，根据原始凝析气藏体系中组分随压力变化的原理，获取多孔介质中凝析气的相变过程。

本实施例中，实验气体选用氦气，氦气的标定结果更为准确。

获取定容全直径釜10的内腔体积V_e包括：

另取一个已知体积V_c＝853.79mL的定容全直径对比釜，将其抽真空后充满氦气，待压力稳定后记录对比釜内的压力P_c1＝4.34MPa，然后将抽过真空的空实验釜和对比釜用管线连通，待压力稳定后记录平衡时的压力P_e1＝2.08MPa，通过式(1-1)，获取定容全直径釜10(实验釜)的内腔体积V_e＝802.09mL。

本实施例中，制造人工裂缝包括：

将切割好的待测岩心12放入定容全直径釜10中，并将一面刻有凹槽的圆铅板分别垫在岩心上下端面处，岩心上端面覆盖的圆铅板在与出口孔9对应位置挖一个直径约2cm小孔，保证岩心与出口孔9的连通，再用薄铅片塞入岩心周围与釜壁的空隙中并压实，尽量减小死体积的同时模拟人造裂缝，盖上定容全直径釜10的端盖用扭力棒拧入螺钉封闭全直径釜，再用分子真空泵抽真空48小时，其中，死体积即为人造裂缝的体积。

其中，切割好的待测岩心12直径为100mm，高为100mm。

本实施例中，获取待测岩心12的孔隙体积V_p和人工裂缝的体积V_d包括：

将对比釜重新抽真空后充满氦气，待压力稳定后记录对比釜中的压力P_c2＝4.39MPa，将装有待测岩心12的定容全直径釜10与对比釜连通，待压力稳定后记录平衡时的压力P_e2＝3.89Mpa，通过式(1-2)得到岩心孔隙体积V_p＝52.94mL，人造裂缝体积(死体积)V_d＝46.73mL。

体积标定完成后，重新对装有待测岩心12的定容全直径釜10抽真空72小时，并对其称重w₀＝23714g。

本实施例中，复配获取凝析气样品包括：

参照凝析气藏PVT测试报告，在40MPa压力下根据原始地层压力下凝析气单次脱气实验计算得到的气油比GOR＝3934cm³/cm³对凝析气样品进行复配，将复配后的凝析气样品进行2-3次单次脱气实验，对闪蒸后的天然气组分进行色谱分析，并与PVT报告中原始样品单脱气相色谱数据对比，当C₁含量相差在3％以内为合格。

本实施例中，建立原始凝析气藏体系包括：

将恒温箱23升至地层温度T_f＝110℃，将分离器气中间容器中的分离器气注入定容全直径釜10中，逐渐建立40MPa的系统压力，待压力稳定后，将复配的凝析气通过1/16〞英寸管线(第一连接管线11)从待测岩心12底部缓慢注入定容全直径釜10中，注入速度恒定在0.15mL/min，确保凝析气从底部缓慢的向上驱替出分离器气，通过回压阀13控制出气速度，出气速度维持在0.15mL/min，当凝析气驱替体积达到4PV时，在出口端计量产气量和产油量，计算产出气油比，并对出口端油气进行色谱分析，当出口端的气体组成与驱替气的组成、气油比等参数基本一致时，则饱和凝析气完成，然后将凝析气的注入压力回降至原始地层压力P_f＝31MPa，待实验釜中的压力稳定后，再次对饱和凝析气后的实验釜称重w₁＝23745g。

其中，基本一致是指气相组成中C1、C2和C3的摩尔百分数含量不超出5％。

本实施例中，基于衰竭实验，获取多孔介质中凝析气的相变过程包括：

控制出口端回压阀13调整产气速度模拟实际气井放喷油嘴大小，根据相似准则原理，将油井实际压降速度折算到实验室条件下产气速度为v＝30mL/min，出口处的油气分离装置浸没在冷凝单元18(装有0℃冰水混合物的烧杯)中，模拟油田实际开发中的减压深拔作用，实验过程中通过压力采集系统记录下压力P_i随时间t_i的变化，同时记录不同时间段内的产气量V_i和产油量m_i(i-1，2，…，n)，在不同压力下通过取样口16采集气样，更换油气分离器17试管采集凝析油样进行油气色谱分析，根据组分随压力变化的原理研究多孔介质中凝析气的相变过程。

当待测岩心12压力衰竭至废弃压力7MPa时，调整回压阀13压力降至大气压力，直至待测岩心12压力也降至大气压力，记录最后产气量V_f和最后产油量m_f，结束实验，待温度降至室温后对实验釜再次称重w₂。

图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的实验方法中压力、天然气采收率和凝析油采收率随时间的变化的示意图。图4示出了根据本发明的一个示例性实施例的一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的实验方法中瞬时气油比与产气速度随压力的变化的曲线示意图。

进一步地，实验方法还包括：

获取每级压降下天然气采收率R_gi，凝析油采收率R_oi和生产气油比GOR_i(如图2和图4所示)，并基于衰竭实验，进一步获取多孔介质对凝析气衰竭过程中相态的影响程度。

根据凝析油、天然气组分的色谱数据分析地层流体相态随压力的变化，还可以将定容全直径釜10中定容衰竭实验结果与常规PVT(Pressure-Volume-Temperature)筒中测得的定容衰竭实验(即CVD)实验数据进行对比，进一步明确致密多孔介质对凝析气相态特征的影响程度。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置，其特征在于，所述模拟装置包括：依次连接的压力供给模块、定容凝析气藏模块和油气分离模块，其中，

所述定容凝析气藏模块包括定容全直径釜、第一连接管线和第二连接管线，待测岩心设置于所述定容全直径釜内，所述定容全直径釜的上端端盖设有入口孔、出口孔和压力监测孔，所述第一连接管线用于连接所述入口孔和所述待测岩心底面的圆心处；

所述压力供给模块包括恒压恒速驱替泵、凝析气中间容器和高压分离器气中间容器，所述恒压恒速驱替泵分别与所述凝析气中间容器和所述高压分离器气中间容器的一端相连，所述凝析气中间容器和所述高压分离器气中间容器的另一端通过第一连接管线与所述入口孔连接；

所述油气分离模块包括依次连接的回压泵、回压阀、油气分离器和气体计量计，所述回压阀的入口端通过所述第二连接管线与所述出口孔连接；

其中，所述定容全直径釜、所述凝析气中间容器和所述高压分离器气中间容器放置于恒温箱内。

2.根据权利要求1所述的致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置，其中，所述模拟装置还包括：

压力监测模块，所述压力监测模块包括第一压力表、第二压力表和第三压力表，所述第一压力表设置于所述入口孔处、所述第二压力表设置于所述压力监测孔处，所述第三压力表设置于所述出口孔处，所述第一压力表、所述第二压力表和所述第三压力表还分别与压力采集单元相连。

3.根据权利要求2所述的致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置，其中，所述压力监测孔引出第三连接管线，所述第三连接管线将第二压力表连接至所述待测岩心的中部。

4.根据权利要求1所述的致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置，其中，所述油气分离模块还包括：

干燥剂单元，所述干燥剂单元设置于所述油气分离器和所述气体计量计之间；

冷凝单元，所述冷凝单元外套设于所述油气分离器。

5.根据权利要求2所述的致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置，其中，所述模拟装置还包括：

三通阀，所述三通阀的一个进口与所述恒压恒速驱替泵连接，所述三通阀的两个出口分别与所述凝析气中间容器和所述高压分离器气中间容器的进口端相连；

四通阀，所述四通阀的两个进口端分别与凝析气中间容器和所述高压分离器气中间容器的出口端相连，所述四通阀的两个出口端分别与所述第一压力表和所述入口孔相连。

6.根据权利要求1所述的致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置，其中，所述模拟装置还包括：

取样口，所述取样口设置于所述回压阀的出口端；

取样阀，所述取样阀设置于所述取样口与所述回压阀之间。

7.一种致密多孔介质中凝析气定容衰竭的实验方法，利用权利要求1-6中任意一项所述的致密多孔介质中凝析气定容衰竭的模拟装置，所述实验方法包括：

基于克拉伯龙方程，获取定容全直径釜的内腔体积；

将所述待测岩心放入所述定容全直径釜内，制造人工裂缝；

基于所述克拉伯龙方程，获取所述待测岩心的孔隙体积和所述人工裂缝的体积；

基于凝析气藏PVT测试报告，复配获取凝析气样品；

基于复配获取的所述凝析气样品，建立原始凝析气藏体系；

基于衰竭实验，根据所述原始凝析气藏体系中组分随压力变化的原理，获取多孔介质中凝析气的相变过程。

8.根据权利要求7所述的致密多孔介质中凝析气定容衰竭的实验方法，其中，通过下式克拉伯龙方程获取待测体积：

式中，V_c为定容全直径对比釜的体积，mL；

P_c为实验时定容全直径对比釜内的压力，MPa；

V为待测体积，mL；

P_e为实验时定容全直径釜内的压力，MPa；

T₀为实验时的室温，℃；

R为实验气体常数；

Z_c为压力P_c、温度T₀下实验气体的压缩因子；

Z_e为压力P_e、温度T₀下实验气体的压缩因子；

其中，所述待测体积包括所述定容全直径釜的内腔体积V_e、所述待测岩心的孔隙体积V_p和所述人工裂缝的体积V_d。

9.根据权利要求7所述的致密多孔介质中凝析气定容衰竭的实验方法，其中，所述实验方法还包括：

获取每级压降下天然气采收率，凝析油采收率和生产气油比，并基于所述衰竭实验，进一步获取所述多孔介质对凝析气衰竭过程中相态的影响程度。

10.根据权利要求9所述的致密多孔介质中凝析气定容衰竭的实验方法，其中，每级压降下所述天然气采收率R_gi为：

式中，V_i为每级压力降内的产气量，mL；

T_f为地层温度，℃；

P_f为原始地层压力，MPa；

V_p为待测岩心的孔隙体积，mL；

V_d为人工裂缝的体积，mL；

每级压降下所述凝析油采收率R_oi为：

式中，m_i为每级压力降内的产油量，g；

ρ₀为地面凝析油密度，g/cm³；

每级压降下所述生产气油比GOR_i为：