CN1971273A - 凝析气藏流体恒体积衰竭试验方法 - Google Patents

Abstract

凝析气藏流体恒体积衰竭试验方法，应用于油田油气藏流体的资源评价。特征是：在恒体积衰竭试验过程中，在地层温度下，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。通过计算得到凝析气藏流体衰竭生产过程中天然气、凝析油的采出率和残留地层液量。能真实模拟油气藏采用衰竭式开采的动态表现，采集到与实际相符的各级衰竭压力下的动态参数，提供准确的采收率和残留物数量。

Description

凝析气藏流体恒体积衰竭试验方法

技术领域

本发明涉及油田油气藏流体的资源评价试验方法，特别涉及一种对油气藏流体的高压物性试验方法。

背景技术

PVT分析是对油气藏流体的高压物性试验，PVT资料是油气田勘开发不可缺少的主要资料之一。其主要目的在于取得油气藏流体在高温高压下的原始物理化学性质参数。为油气资源评价、储量计算、编制开发方案、选择开发方式、采收率的预测和计算以至为二次采油、三次采油提供实用性物化参数，分析烃类流体在纵向上和平面上的复化规律，为追综油气源，开拓勘探领域提供依据，为准确、科学高效的勘探开发油气田提供第一手资料。

PVT实验是在室内实现把地层油气流体的原始静态特征和开采开程中的动态特征直观地展示给人们，把地层流体的静态和动态的宏观现象和分级特征直观地反映出来，增加了人们更深入的认识和研究地层流体的手段和能力。

凝析气衰竭试验过程是模拟油气藏采用衰竭式开采的动态表现，采集到各级衰竭压力下的全部动态参数和变化规律，提供采收率和残留物数量。

目前，凝析气藏流体PVT分析执行的是行业标准：《凝析气藏流体取样配样及分析方法》SY/T 5543-2002。该行业标准中凝析气藏流体等容衰竭试验方法，定义露点压力下的体积为定容体积，在恒温条件下，通过退泵增加样品体积逐级降低体系压力，并在每级恒压点下排出部分气态烃类物质直到定容体积，测定不同压力下排出烃类物质的数量及组成的一种试验。

使用设备包括：PVT相态分析仪、色谱仪、气量计、高压计量泵、电子天平。

分析步骤包括：

地层条件下闪蒸分离测定闪蒸气量、油罐油原始储量实验步骤：

A.样品于地层温度下恒温4小时，注意压力稳定于地层压力下。

B.气量计调零，分离瓶编号、称量、准备色谱分析气样容器。

C.保持压力缓慢开仪器外部放样阀进行排样，速度以分离瓶内无雾状气被带走为准，速度、压力均平稳，压力波动＜0.01MPa，排样20ml左右关仪器外部阀，记录排出气量，取气样送做组份分析。

D.取分离瓶擦净称量，称重记录后将闪蒸油送做组份分析并测定其分子量及密度。

E.上述油、气样要填写井号、压力等的标签，记录要齐全，包括实验室温、大气压力等。

F.反复进行上述地层压力下的闪蒸以求准地下及标准状态下的体积比。

凝析气藏流体等容衰竭试验方法实验步骤：

A.于地层温度下恒温数小时，读取露点压力下样品体积，此值定为定容值读数。

B.气量计调零，分离瓶编号、称量。

C.露点压力以下分级压力间隔3-5MPa，降压退泵时要缓慢均匀，待压力平衡后读取总体积及液面高度，保持此时的压力缓慢打开外部阀向外排样，当排样至定容值时立即停泵关掉外部放样阀.

D.末级压力相当于气藏枯竭压力，一般为4-6MPa，按上述步骤操作后，将活塞退至某一安全位置，开仪器外部放样阀放气至0.1MPa，进泵排气至定容值，做为一级，操作同上。

E.最后排出残余气，记气量，停止加温，进泵将容器内的残余油收集起来称量，送做组份分析并测定其分子量及密度。

F.清洗仪器、拆除管线，为下次实验做好准备。

该标准中凝析气藏流体等容衰竭试验方法不能切实反映凝析气藏流体衰竭生产过程。在实际生产过程中，地层压力的下降不是依靠地层体积的增加，而是靠地层流体向地面排放所得。而该标准中等容衰竭试验方法是利用退泵增加体积来降压，导致部分凝析油残留地层，人为降低了凝析油的采出百分率，造成实验数据与实际生产结果不符。

发明内容

本发明的目的是：提供一种凝析气藏流体恒体积衰竭试验方法，本试验方法与实际衰竭式开采相符，能真实模拟油气藏采用衰竭式开采的动态表现，采集到与实际符合的各级衰竭压力下的全部动态参数和变化规律，提供准确的采收率和残留物数量。克服目前凝析气藏流体PVT分析等容衰竭试验方法不能切实反映凝析气藏流体衰竭生产过程，造成实验数据与实际生产不符的不足。

本发明采用的技术方案是：凝析气藏流体恒体积衰竭试验方法，在恒体积衰竭试验过程中，在地层温度下，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。通过计算得到凝析气藏流体衰竭生产过程中天然气、凝析油的采出率和残留地层液量。能真实模拟油气藏采用衰竭式开采的动态表现，采集到与实际相符的各级衰竭压力下的动态参数，如：天然气、凝析油的采出百分率。

使用设备：PVT相态分析仪、色谱仪、气量计、高压计量泵、电子天平。

本实验目的是要取得以下参数：

A.露点压力下及逐级衰竭压力下采出的井流物组成、C₁₁+性质；

B.衰竭逐级及累积采出油、气量百分率；

C.逐级衰竭压力下的反凝析液量。

分析步骤包括：

地层条件下闪蒸分离测定闪蒸气量、油罐油原始储量实验步骤：

A.样品于地层温度下恒温4小时，注意压力稳定于地层压力下。

B.气量计调零，分离瓶编号、称量、准备色谱分析气样容器。

C.保持压力缓慢开仪器外部放样阀进行排样，速度以分离瓶内无雾状气被带走为准，速度、压力均平稳，压力波动＜0.01MPa，排样20ml左右关仪器外部阀，记录排出气量，取气样送做组份分析。

D.取分离瓶擦净称量，称重记录后将闪蒸油送做组份分析并测定其分子量及密度。

E.上述油、气样要填写井号、压力等的标签，记录要齐全，包括实验室温、大气压力等。

F.反复进行上述地层压力下的闪蒸以求准地下及标准状态下的体积比。

凝析气藏流体PVT分析恒体积衰竭试验方法步骤：

A.于地层温度下恒温数小时，在露点压力下读取样品体积，此值定为恒体积值。

B.气量计调零，分离瓶编号、称量。

C.露点压力以下分级压力间隔3-5MPa，即压力从露点开始，始终保持PVT筒内样品体积不变，从样品上部缓慢向外排出样品，当压力下降到下一级时，关掉仪器外部阀，读取PVT样品筒中液相体积。

D.每级排样后，利用天平测量排出的凝析油量、气量计测量排出的气量，并利用色谱仪分别对油、气进行组分分析。

E.然后重复C和D步骤直至末级压力，相当于凝析气藏枯竭压力，一般为4-6MPa。

F.按上述步骤操作后，将放样阀放气至0.1MPa，做为一级，操作同上。

G.最后排出残余气，记气量，停止加温，进泵将容器内的残余油收集起来称量，送做组份分析并测定其分子量及密度。

H.清洗仪器、拆除管线，为下次实验做好准备。

通过计算得到凝析气藏流体衰竭生产过程中天然气、凝析油的采出百分率。

地层条件下闪蒸分离气量、油罐油原始储量、闪蒸气和凝析油的采出率由以下公式计算：

a.油罐油原始储量：

$\mathrm{Qot}=\frac{\mathrm{WotMot}}{\mathrm{VgbMot}+24.055\mathrm{Wot}}\×1000000$

式中：

Qot——1百万标准立方米原始储量闪蒸后的油罐油量的数值，单位为立方米；

Vgb——排出样所产闪蒸气的标准体积的数值，单位为立方米；

Wot——排出样所产油罐油量的数值，单位为千克；

Mot——油罐油的平均相对分子质量。

b.闪蒸分离气量原始储量：

$\mathrm{Qgs}=\frac{\mathrm{VgsMot}}{\mathrm{VgsMot}+24.055\mathrm{Wot}}\×1000000$

式中：

Qgs——1百万标准立方米原始储量闪蒸分离气量的数值，单位为立方米；

c.油罐油的累积采油量：

$\mathrm{Qoti}=\underset{J=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{Wotj}}{\mathrm{\ρotj}\×\mathrm{Vtb}}\×1000000$

式中：

Qoti——i级压力时累积采油量的数值，单位为立方米；

potj——j级压力时油罐油密度的数值，单位为千克每立方米；

Wotj——j级压力下采出闪蒸油罐油重的数值，单位为千克；

Vtb——j级压力下采出井流物的标准体积，单位为立方米；

d.闪蒸气的累积采出量：

$\mathrm{Qgsi}=\underset{J=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{Vgbj}}{\mathrm{Vtb}}\×1000000$

式中：

Qgsi——i级压力时累积闪蒸气量的数值，单位为立方米；

Vgbj——j级压力下采出闪蒸气的标准体积的数值，单位为立方米；

Vtb——j级压力下采出井流物的标准体积，单位为立方米；

e.油罐油的累积采出率

$\mathrm{Coti}=\frac{\mathrm{Qoti}}{\mathrm{Qot}}\×100\%$

f.闪蒸气的累积采出率

$\mathrm{Cgsi}=\frac{\mathrm{Qgsi}}{\mathrm{Qgs}}\×100\%$

g.衰竭j级采出井流物i组份摩尔百分数：

$\mathrm{Nj}.i=\frac{\frac{\mathrm{Vj}.g.s\×\mathrm{yj}.i}{24055}+\frac{\mathrm{Wjo}\×\mathrm{Xj}.i}{M}}{\frac{\mathrm{Vj}.g.s}{24055}+\frac{\mathrm{Wjo}}{M}}$

式中：Vj.g.s——衰竭j级采出气标准状态体积ml；

Wj.o——衰竭j级采出油质量，g；

h.重组份含量：

$\mathrm{Ci}=\frac{\mathrm{yi}\×\mathrm{Mi}}{2.4055}$

$\mathrm{Ci}=\frac{\mathrm{Ni}\×\mathrm{Mi}}{2.4055}$

式中：ci、CI——分别为分离器气、井流物i组份含量，g/m³。

MI——i组份分子量。

i.反凝析液含量百分数

按下式计算j级压力下的凝析液含量，百分数：

$\mathrm{Lj}=\frac{100\×\mathrm{lj}}{\mathrm{Vj}}$

式中：lj——j级压力下的凝析液量，ml。

Vj——恒体积值。

本发明的有益技术效果是：凝析气藏流体恒体积衰竭试验方法能真实模拟凝析气藏采用衰竭式开采的动态表现，采集到与实际相符的各级衰竭压力下的全部动态参数和变化规律，提供准确的采收率和残留物数量。

具体实施方式

实施例：

某样品恒体积衰竭试验过程中，在地层温度120℃下，从露点压力50.00MPa开始，始终恒定流体体积为80mL。分级降压，分别为45MPa、40MPa、35MPa、30MPa、25MPa、20MPa、15MPa、10MPa、5MPa、0.1MPa。排出流体，计量油、气产量，并分别对油、气进行组分分析。通过计算得到凝析气藏流体衰竭生产过程中天然气、凝析油的采出率。

地层条件下闪蒸实验，方法同行业标准，简要叙述：

在地层温度、50.00MPa下排出80mL流体，得到闪蒸气为22900mL、凝析油为5.5mL。

凝析气藏流体PVT分析恒体积衰竭试验方法步骤实例：

1.在露点压力50.00MPa下读取样品总体积为80mL，此值定为恒定流体体积值。

2.露点压力以下第一级压力为45MPa，保持80mL体积不变，缓慢从PVT样品筒中向外排放样品，压力从50MPa降低到45MPa时，停泵关掉仪器外部阀门。

3.利用天平测量排出的凝析油量、气量计测量排出的气量，并利用色谱仪分别对油、气进行组分分析。压力从50MPa降低到45MPa，压力下降过程中有液体在PVT样品筒中凝析出来，在45MPa时稳定后测定PVT样品筒中液面。

4.重复上述1、2步骤，压力从45MPa降低到40MPa，压力从40MPa降低到35MPa.......，直至末级压力0.1MPa。

5.通过计算得到凝析气藏流体衰竭生产过程中天然气、凝析油的采出百分率。

6.通过地层条件下闪蒸实验(方法同行业标准)测得50.00MPa下80mL地层流体天然气储量为22900mL、凝析油储量为5.5mL。

实验数据如下表：

凝析气PVT分析记录

恒体积衰竭试验

井号：/     层位：/      分析日期：/

地层压力：  53.00MPa     地层温度：120.0℃

室温：      20.0℃       气压：    0.10MPa

分级	压力MPa	恒体积值mL	排出气体体积mL	排出油体积mL	PVT筒内液体体积mL	备注
							1	*50.00	80.00			0.00
2	50.00-45.00	80.00	880	0.29	0.12
							3	45.00-40.00	80.00	1188	0.26	0.56
4	40.00-35.00	80.00	1670	0.22	1.13
							5	35.00-30.00	80.00	2100	0.15	1.84
6	30.00-25.00	80.00	2370	0.10	2.34
							7	25.00-20.00	80.00	2502	0.08	2.60
8	20.00-15.00	80.00	2770	0.07	2.65
							9	15.00-10.00	80.00	2980	0.06	2.50
10	10.00-5.00	80.00	3200	0.06	2.25
							11	5.00-0.10	80.00	3000	0.05	2.00
12	残余		264	4.15

计算人：                                              审核人：

凝析气PVT分析数据处理

恒体积衰竭试验

井号：    /           层位：    /         分析日期：/

地层压力：53.00MPa    地层温度：120.0℃

室温：    20.0℃      气压：    0.10MPa

分级	压力MPa	累积排出气体体积mL	累积排出油体积mL	累积天然气采出百分率％	累积凝析油采出百分率％	PVT筒内反凝析液体积百分数	备注
								1	*50.0					0.00
2	50.0-45.0	880	0.29	3.84	5.21	0.15
								3	45.0-40.0	2068	0.55	9.03	9.94	0.70
4	40.0-35.0	3738	0.77	16.32	13.97	1.41
								5	35.0-30.0	5838	0.92	25.49	16.64	2.30
6	30.0-25.0	8208	1.01	35.84	18.37	2.93
								7	25.0-20.0	10710	1.09	46.77	19.84	3.25
8	20.0-15.0	13480	1.16	58.86	21.09	3.31
								9	15.0-10.0	16460	1.22	71.88	22.22	3.13
10	10.0-5.0	19660	1.28	85.85	23.22	2.81
								11	5.0-0.10					2.50
12	残余

计算人：                                               审核人：

Claims (1)

1、一种凝析气藏流体恒体积衰竭试验方法，其特征是：在恒体积衰竭试验过程中，在地层温度下，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，通过计算得到凝析气藏流体衰竭生产过程中天然气、凝析油的采出率和残留地层液量，能真实模拟油气藏采用衰竭式开采的动态表现，采集到与实际相符的各级衰竭压力下的动态参数，如：天然气、凝析油的采出百分率；

使用设备：PVT相态分析仪、色谱仪、气量计、高压计量泵、电子天平；

本实验目的是要取得以下参数：

A.露点压力下及逐级衰竭压力下采出的井流物组成、C₁₁+性质；

B.衰竭逐级及累积采出油、气量百分率；

C.逐级衰竭压力下的反凝析液量；

分析步骤包括：

地层条件下闪蒸分离测定闪蒸气量、油罐油原始储量实验步骤：

A.样品于地层温度下恒温4小时，注意压力稳定于地层压力下；

B.气量计调零，分离瓶编号、称量、准备色谱分析气样容器；

C.保持压力缓慢开仪器外部放样阀进行排样，速度以分离瓶内无雾状气被带走为准，速度、压力均平稳，压力波动＜0.01MPa，排样20ml左右关仪器外部阀，记录排出气量，取气样送做组份分析；

D.取分离瓶擦净称量，称重记录后将闪蒸油送做组份分析并测定其分子量及密度；

E.上述油、气样要填写井号、压力等的标签，记录要齐全，包括实验室温、大气压力等；

F.反复进行上述地层压力下的闪蒸以求准地下及标准状态下的体积比；

凝析气藏流体PVT分析恒体积衰竭试验方法步骤：

A.于地层温度下恒温数小时，在露点压力下读取样品体积，此值定为恒体积值；

B.气量计调零，分离瓶编号、称量；

C.露点压力以下分级压力间隔3-5MPa，即压力从露点开始，始终保持样品体积不变，从样品上部缓慢向外排出样品，当压力下降到下一级时，关掉仪器外部阀，读取PVT样品筒中液相体积；

D.每级排样后，利用天平测量排出的凝析油量、气量计测量排出的气量，并利用色谱仪分别对油、气进行组分分析；

E.然后重复C和D步骤直至末级压力，相当于凝析气藏枯竭压力，一般为4-6MPa；

F.按上述步骤操作后，将放样阀放气至0.1MPa，做为一级，操作同上；

G.最后排出残余气，记气量，停止加温，进泵将容器内的残余油收集起来称量，送做组份分析并测定其分子量及密度；

H.清洗仪器、拆除管线，为下次实验做好准备；

通过计算得到凝析气藏流体衰竭生产过程中天然气、凝析油的采出百分率；

地层条件下闪蒸分离气量、油罐油原始储量、闪蒸气和凝析油的采出率由以下公式计算：

a.油罐油原始储量：

$\mathrm{Qot}=\frac{\mathrm{WotMot}}{\mathrm{VgbMot}+24.055\mathrm{Wot}}\×1000000$

式中：

Qot——1百万标准立方米原始储量闪蒸后的油罐油量的数值，单位为立方米；

Vgb——排出样所产闪蒸气的标准体积的数值，单位为立方米；

Wot——排出样所产油罐油量的数值，单位为千克；

Mot——油罐油的平均相对分子质量；

b.闪蒸分离气量原始储量：

$\mathrm{Qgs}=\frac{\mathrm{VgsMot}}{\mathrm{VgsMot}+24.055\mathrm{Wot}}\×1000000$

式中：

Qgs——1百万标准立方米原始储量闪蒸分离气量的数值，单位为立方米；

c.油罐油的累积采油量：

$\mathrm{Qoti}=\underset{J=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{Wotj}}{\mathrm{\ρotj}\×\mathrm{Vtb}}\×1000000$

式中：

Qoti——i级压力时累积采油量的数值，单位为立方米；

ρotj——j级压力时油罐油密度的数值，单位为千克每立方米；

Wotj——j级压力下采出闪蒸油罐油重的数值，单位为千克；

Vtb----j级压力下采出井流物的标准体积，单位为立方米；

d.闪蒸气的累积采出量：

$\mathrm{Qgsi}=\underset{J=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\frac{\mathrm{Vgbj}}{\mathrm{Vtb}}\×1000000$

式中：

Qgsi——i级压力时累积闪蒸气量的数值，单位为立方米；

Vgbj——j级压力下采出闪蒸气的标准体积的数值，单位为立方米；

Vtb——j级压力下采出井流物的标准体积，单位为立方米；

e.油罐油的累积采出率

$\mathrm{Coti}=\frac{\mathrm{Qoti}}{\mathrm{Qot}}\×100\%$

f.闪蒸气的累积采出率

$\mathrm{Cgsi}=\frac{\mathrm{Qgsi}}{\mathrm{Qgs}}\×100\%$

g.衰竭j级采出井流物i组份摩尔百分数：

$\mathrm{Nj}\·i=\frac{\frac{\mathrm{Vj}\·g\·s\×\mathrm{yj}\·i}{24055}+\frac{\mathrm{Wjo}\×\mathrm{Xj}\·i}{M}}{\frac{\mathrm{Vj}\·g\·s}{24055}+\frac{\mathrm{Wjo}}{M}}$

式中：Vj.g.s——衰竭j级采出气标准状态体积ml；

Wj.o——衰竭j级采出油质量，g；

h.重组份含量：

$\mathrm{ci}=\frac{\mathrm{yi}\×\mathrm{Mi}}{2.4055}$

$\mathrm{Ci}=\frac{\mathrm{Ni}\×\mathrm{Mi}}{2.4055}$

式中：ci、CI——分别为分离器气、井流物i组份含量，g/m³；

MI——i组份分子量；

i.反凝析液含量

按下式计算j级压力下的凝析液含量，百分数：

$\mathrm{Lj}=\frac{100\×\mathrm{lj}}{\mathrm{Vj}}$

式中：lj——j级压力下的凝析液量，ml；

Vj——恒体积值。