挥发性原油流体参数校正方法及应用.pdf
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1、文章编号:1008-2336(2023)02-0029-06挥发性原油流体参数校正方法及应用潘威,廖恒杰,汪文基,程超,王理(中海石油(中国)有限公司上海分公司,上海200335)摘要:原油体积系数、溶解气油比是油气储量评价和油藏工程中十分重要的两个参数。挥发性原油由于中间组分含量较大,室内单次脱气和多次脱气实验测定的挥发性原油体积系数和溶解气油比值和矿场条件下相比均存在偏大的情况。该文通过对比脱气实验过程和数据,分析实验结果存在差异的原因,提出了将脱气实验中损失的井流物中间组分转化为液相的校正方法,并推导了转化公式,通过该方法校正获得的参数消除了中间组分挥发的影响,校正后的体积系数、溶解气油
2、比,更能准确反映油藏流体在矿场生产过程中的实际特征。结果表明,典型黑油实验测得数据可直接用于油藏工程和储量计算,但挥发性原油实验数据必须校正。原油的挥发性越高,校正后体积系数和溶解气油比较实验数据越小,两者计算的地质储量误差达 6%10%。关键词:挥发性油藏;体积系数;数据校正中图分类号:P618.13文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1008-2336.2023.02.029CorrectMethodandApplicationofFluidParametersinVolatileCrudeOilPANWei,LIAOHengjie,WANGWenji,CHENGChao,
3、WANGLi(Shanghai Branch,CNOOC(China)Ltd.,Shanghai 200335,China)Abstract:Volumefactorandgasoilratioaretwoofthemostimportantparametersinoilreservoirevaluationandengineering.Duetothelargeintermediatecomponentcontentofvolatilecrudeoil,volumefactorandgasoilratiomeasuredfromsingledegassingandmultipledegass
4、ingexperimentsarelargerthanthosemeasuredunderfieldconditions.Thispapercomparestheprocessesanddataofdegassingexperiments,and analyses the reasons leading to the differences between experimental results,then proposes a correction method forconvertingtheintermediatecomponentsofwellfluidlostindegassinge
5、xperientsintoliquidphaseandbuildstheconversionformula.Thecorrectedvolumefactorandgasoilratiocanmoreaccuratelyreflecttheactualcharacteristicsofreservoirfluidsintheproductionprocessoftheminebecausetheinfluencescausedbythelostofintermediatecomponentsiseliminated.Theresultsshowthatthetypicalblackoilexpe
6、rimentaldatacanbedirectlyusedforengineeringcalculation,butthevolatilecrudeoildataneedstobecorrected.Thestrongerthevolatilityofcrudeoilis,thesmallercorrecteddataofcomparativeexperimentsis.Thecalculatedgeologicalreservesare6%to10%higherthanthevolumefactormeasuredunderlaboratoryconditions.Keywords:vola
7、tilereservoir;volumefactor;datacorrection挥发性原油是一种天然形成的、中间组分(C2C6)含量较高的烃类混合物,其性质介于普通黑油和凝析气之间,具有高气油比(通常为 287623m3/m3)、高原油体积系数、高收缩性的特点,地层条件下以液态存在1-3。在油气储量评价和油藏工程计算中,原油体积系数、溶解气油比是两个十分重要的参数,主要是通过高压物性实验测得。对于挥发性原油来说,存在的问题主要包括:多次脱气和单次脱气两种实验方法得到的体积系数和溶解气油比较矿场条件下存在较大差异;现行海上石油天然气储量估算规范(DZ/T02522020)指出,原始原油体积系数
8、为原始地层条件下原油体积与地面标准条件下脱气原油体积的比值,并未明确采用何种实验方法的结果,目前计算通常采用的原油体积系数、溶解气油比是单收稿日期:2022-09-16;改回日期:2023-02-16基金项目:“十三五”国家科技重大专项“东海低渗-致密天然气勘探开发技术”(2016ZX05027-004);中海石油(中国)有限公司综合科研“西湖凹陷在生产油气田中后期综合调整关键技术研究与实践”(CNOOC-KJ135ZDXM39SH03)。第一作者简介:潘威,男,1987 年生,硕士,工程师,2013 年毕业于长江大学矿产普查与勘探专业,主要从事油气田开发地质及储量评价方面的生产研究工作。E-
9、mail:。第 43 卷第 2 期Vol.43No.22023年6月OFFSHOREOILJun.2023次脱气实验得到的。在矿场条件下,为了防止挥发性原油中间组分损失,地层原油流到地面后一般进行多级脱气和冷凝处理,分离得出的地面气体积和地面油体积与地面分离器的级数、温度和压力有关。而在实验室条件下,不论是单次脱气还是多次脱气,受实验条件限制,脱出的气体中均有液态油损失,使测得的原始原油体积系数和溶解气油比偏大,导致计算原油地质储量偏小4-5。众多学者针对如何取得精确的高压物性参数进行了大量的研究,李爱芬、妥宏等从实验原理和流程出发,指出了目前实验存在的问题和修正方法6-9。本文主要从物质平衡
10、原理出发,提出基于组分转换的单次和多次脱气实验的挥发性原油体积系数、溶解气油比校正方法,并分析了校正前后对地质储量结果的影响。1挥发性原油高压物性实验数据分析常规原油高压物性实验包括单次脱气实验和多次脱气实验。单次脱气实验是保持油气分流过程中体系的总组成恒定,将处于地层状态下的单相地层流体通过节流膨胀到大气条件,测定油气组分组成、体积系数、溶解气油比和地层原油密度等参数,单次脱气实验油气分离过程中分离出的气体始终与油保持接触。多次脱气实验是在地层温度下,将地层油分级降压脱气、排气,直到最终的标准状态,每级压力下测量 PVT 筒中油和排出气的体积及组成。每级压力下油相体积除以最终的脱气油体积得到
11、该压力下原油体积系数,每级压力下剩余气体积(气体总体积减去至该压力下排出气体和)除以最终的脱气油体积得到该压力下溶解气油比,每一级降压排气后,PVT 筒中的组分组成和上一级均不相同。1.1不同分离级数数据对比表 1 是东海西湖凹陷平湖斜坡带不同气油比原油脱气实验数据对比。XH-1、XH-2 井油样属于典型挥发性原油,其中 XH-1 井为高气油比挥发性原油,XH-2 井为常规挥发性原油。单次脱气溶解气油比、体积系数均大于多次脱气值,例如 XH-1 井,单次脱气溶解气油比为 733m3/m3,多次脱气地层条件下溶解气油比为 645m3/m3,单次脱气原油体积系数为 3.819,表1不同溶解气油比原
12、油多次脱气和单次脱气实验对比Table1Experimentdataofflashandseparatortestforoilofdifferentgasoilratio井号地层温度/地层压力/MPa饱和压力/MPa多次脱气单次脱气生产气油比/(m3/m3)压力/MPa溶解气油比/(m3/m3)原油体积系数溶解气油比/(m3/m3)原油体积系数XH-1114.926.8018.2226.803.4837333.81925050018.226453.84816.004312.86810.002272.0764.001081.6460.0001.106XH-2116.227.2818.9127.2
13、82.3714012.38530035018.913802.48312.742091.9026.861161.6051.96481.365001.118XH-3115.528.9411.4928.911.34592.41.33311.4990.71.3988.2366.71.3344.4639.11.261001.106XH-4106.023.592.6923.591.078121.078102.69121.115291.111001.098 30 2023年6月多次脱气地层压力下原油体积系数为 3.483。XH-3 井和 XH-4 井为普通黑油,其单次脱气和多次脱气溶解气油比、地层条件下体积
14、系数基本相同。表 2 是 4 个样品单次脱气实验气体的组分组成,从表中可以看出,挥发性原油样品脱出气体的甲烷含量(55.97%58.57%)低于黑油样品(67.66%81.56%),中间组分含量(38.45%40.65%)远高于黑油样品(9.57%27.85%),表明和多次脱气相比,单次脱气实验中有较多的中间组分,因此脱出的气多油少,导致原油体积系数和溶解气油比更大。表2不同溶解气油比单脱气组分组成对比Table2Componentdataofflashtestforoilofdifferentgasoilratio井号流体类型摩尔百分数/%CO2N2C1C2C3iC4nC4iC5nC5C6C
15、7C8C2C6XH-1强挥发油1.720.6658.579.0912.096.245.042.631.531.830.590.0138.45XH-2挥发油1.830.7155.979.8710.496.435.163.492.123.090.730.1140.65XH-3黑油2.770.9767.668.1610.154.712.721.440.670.620.090.0427.85XH-4黑油3.904.3081.563.381.171.010.591.530.611.460.490.009.571.2不同分离温度数据对比对比不同分离条件下气油比可以看出,生产气油比低于多次脱气地层压力下溶解
16、气油比,更低于单次脱气下溶解气油比。在实验室脱气实验中,由于油气分离总量少和速度快,原油中的易挥发中间烃组分有可能进入到气相中,导致油相中中间烃丢失,从而引起地面脱气油的计量体积相对变少,体积系数相对变大。在矿场中为了回收地层原油中的易挥发中间烃,通常采用多级分离和增加冷阱装置。以东海西湖凹陷在生产油气田为例,西湖凹陷以凝析气和轻质油为主,油气经过多级分离器处理后,在终端处理厂还将经过冷凝装置回收中间烃。为了得到符合矿场条件下体积系数和溶解气油比,设计开展了增加冷阱的单次脱气实验。具体思路如下:在室内实验测试条件下(0.101MPa,20),PVT 高压釜中的地层原油进行单次脱气测试时,将地面
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