PVT参数计算和油气藏压力节点分析方法研究

1、PVT参数计算和油气藏压力节点分析方法研究内容主要包括：1 .地层温度条件下，不同压力下的多级脱气PVT参数计算。2 .自喷气井压力节点计算。3 .自喷油井压力节点计算。1、PVT参数计算C 3(1.0761、1)（1）溶解气油比R = C y Pc2expos 1 gs3 3.6585 x 10-3T +1式中：y =y 1 + 0.2488(1.076-1)(5.625x 10-2T +1)x(logP + 0.1019) gs gpysepsepoRs在P压力下的溶解气油比，m3/m3 ；P地层压力，MPa；T地层温度，；ygp实际分离器分离出气体的相对密度（空气二1.0）；地面脱气原油

2、的相对密度（空气=1.0）；PseJTsep分别为分离器压力（MPa）和温度（）；常数CC2和C3的取值如下:常数Y o三0.876Y o<0.876C12.37161.1661C21.09371.1870C36.8766.3967(2)地层原油体积系数B = B b1 - C (p - pj(PNPb)(C + C R )(6.6248 x 10-2 T -1)(1.076 -1)23 sVB = 1 + CR +L (PWP )o1 sVbgs式中：C =oa + a 2 R + a 3(5.625 x 10- 2 T +1) + a 4r-1)4 = -1433、2=28.075、

3、a3=550.4；a =-1180、a=1658.215、a =1X105B b = 0.972 +1.1213 x 10-2 F 1.175VF = 0.1401 R ()0.5 + (5.625 x 10-2T +1) sVoBoP压力下的原油体积系数；BobPb压力下的原油体积系数；Pb饱和压力，Mpa；晨一一天然气的相对密度；常数C/C2和C3的取值如下:常数Y o三0.876Y o<0.876C12.6261X10-32.6222X 10-3C20.064470.04050C3-3.7441X10-42.7642X10-5其余参数同前。(3)地层原油粘度在饱和压力和饱和压力以下

4、的地层原油粘度日二A日b(PWP )ooDb式中：A :(5.615x 10-2R +1)-0.515 sB = (3.7433 x 10-2 R +1)-0.338 sH = 10 X - 1X = 1.7763 x 10-2 Y (5.625 x 10-2 T +1)-1.163Y = 10 zZ = 3.0324 - 2.6602(1.076 -1)yo在饱和压力以上的地层原油粘度/ P、|LX =日()mo ob p bm = 956.4295p 1.187 e-(1.3024x10-2 p+11.513)ro地层原油粘度，mPa.s；rD 在地层温度下地面脱气原油粘度，mPa.s；其

5、余参数同前。任意温度下的脱气原油粘度油藏工程研究软件包模块功能及测试结果报告(油藏工程研究软件包成果报 告之五)流体PVT计算，石油勘探开发科学研究院，1990年8月；/1.8T + 32、R = R () xoD (T)oD (100 oF)100rx = 1.345ln- oD (210 oF)roD (100 oF)176.6 14310 250300 1464000、r= exp(-6.063 x 10-3 +)oD (100 of )y y 2 y 3y 423260 71240+)y3 y4APIAPIAPIAPIAPIAPIroD (210 °F)87.9476 , 1

6、389=exp(-3.053 +y y 2APIAPIy API式中：T温度，；Rod(T)温度T时的原油粘度，位y地面原油相对密度(水=1.0)，小数; o(4)饱和压力p 二 24,46(R)0.83 义 10(1.638x10-3T- yo)byg(5)原油的压缩系数1 X 10-5C =-1433 + 28.075R + 550.4(5.625 x 10-2T +1)o ps-1180y +1658.215(1076 -1)gsyoy =y 1 + 0.2488(1.076 -1)(5.625x 10-2T +1)x (lgp + 0.1019)gs gpysepsepo式中：Co原油

7、压缩系数，MPa；P地层压力，MPaT地层温度，；Rs在压力p下的溶解气油比，ms/ms；y 分离器压力为0.689MPa时，分离出气体的相对密度(空气=1.0)； gsy实际分离器分离出气体的相对密度(空气=1.0)； gpy o地面脱气原油的相对密度(空气=1.0)；p 、T 分别为分离器压力(MPa)和温度()； sep sep(6)地层原油密度p = (p + 1.2237 x 10-3y R )o B osg so式中：po、p s分别为地层原油和地面脱气原油的密度，g/cm3；y 天然气的相对密度(空气=1.0)；gR溶解气油比，ms/ms，对于未饱和油藏(原始地层压力高于饱和压力

8、的油 s藏)或饱和油藏的开发初期，Rs的数值可以用比较准确的生产气油比代替；Bo地层原油体积系数。2、自喷气井生产系统分析气体在管中的能量守恒方程为:竺 + g . dH + 上L = 0P2 d式中：P压力，Pa；p 流动状态下的气体密度，kg/m3；g重力加速度，m/s2；H垂向油管长度，m；L油管长度，m；f摩阻系数；u流动状态下的气体流速，m/s；d油管内径。在任意流动状态（P，T）下，当油管内径为d时，气体的流速u可用流量和油 管截面积表示：T 0.101 Z 1u -a q - - sc 293 P 1 d 2在同一状态（P，T）下，气体的密度为：注：上两式中，a与B都为某一常量。

9、将上两式代入能量守恒方程中，便得到求解气体在井筒流动的基本压力方程式:1 ZTf q T ZA - ( -T- ) dP + dH + B f (qc). dL - 0y Pd P d 2g分离变量后，写成积分形式： dH dPB f (q T Z)2 dL1 +scd 5 P2dH上两式中：A=0.03415B=1.325X 10-18采用分段取平均温度和平均压缩系数法。分段的原则是：在1截面到2截面之 间，油管无拐点，压力变化不大。定义1截面为上游点，2截面为下游点。当流体 一 dL是从下向上流动时，H H V0,且d <0；21 dH当流体是从上向下流动时，H2H1>0,dL

10、dH0。若已知P1先假定P2求得平均压力P = 0.5义(P + P2)及平均温度T,求得力及n g等参数。 变通上面的流动方程得：dPA-Y2 = g3 C 2-P + 上T- ZP式中 C2 = B ./N” .、_d 5H 2 - H 1C 2 + P 22C 2 + P 21积分后得：4 - A-y - (H - H ) = exp(g2l)T Z利用上式，可由P1求P2,或由P2求P由于在求P时，是先假定的,新求出的P2*有一定的差距，故需重复计算，来 提高计算精度。同此方法，可计算井筒下一段的压力变化。对于含液气井，采用了拟单相流压力计算方法，即对气体相对密度、气体压缩 系数、气体

11、流量等进行了修正，也用上面的方法进行计算。3、自喷油井生产系统分析任何油井的生产都可分为三个基本流动过程：从油层到井底的流动一油层中的 渗流；从井底到井口的流动一井筒中的流动；从井口到分离器一在地面管线中的水 平或倾斜管流。对自喷井，原油流到井口后还有通过油嘴的流动一嘴流。所以，自 喷井可以分为四个基本流动过程，最主要的流动过程为多相垂直管流。在多相垂直管流计算中，我们采用目前广泛应用，且准确的奥齐思泽斯基方法 (orki-iszewski)。由于井筒中自上而下，压力、温度逐渐降低，多相垂直管流中每相流体影响流 动的物理参数(如密度、粘度等)及混合物密度和流速都随压力和温度而变。沿程 压力梯度

12、也不是常数。因此，多相垂直管流需要分段计算。并要预先求得相应段的 流体性质参数。然而，这些参数都是压力和温度的函数，压力却又是计算中所要求 的未知数，所以，多相垂直管流常用迭代进行计算，其迭代步骤如下：已知任意一点（井底或井口的压力Po），选取合适的深度间隔A h （一般可选 50-100m）。估计一个对应于计算间隔A h的压力增量A p。估计该段的Ta（i）和、（i），以及在、（i）、：（i）下的流体性质参数。计算该段压力梯度（dp/dh）。计算对应于A h的压力增量A Pi= （dp/dh）. h。比较压力增量的估计的A P与计算A Pi的，若两者之差A Pi-A P<£

13、0不满足， 则以计算值作为新的估计值，重复2-6步，直到满足上式为止。计算该段下端对应的深度Li和压力Pi。Li=I*A hPi=P0+EA Pii=1,2,3 n以Li处的压力Pi为起始点压力，重复2-7步。计算下一段的深度Li+1和Pi+1，直 到各段累加深度等于或大于管长（L/L）时为止。（一）、基本压降公式及流态划分界限基本压降公式-dp=T f-dh+g-R -dh+R -V -dV式中：T f-dh摩擦损失，MPa；g-R -dh重力损失，MPa；R -Vm-dVm动能损失，MPa；T f摩擦损失梯度，MPa/m；g重力加速度，等于9.80665m/s2；Rm混合物密度，g/cm3

14、；Vm混合物流速，m/s；动能损失只有在雾流时才有明显的意义，根据气体定律:R . V - dV =W . Q . 10-6）dp J 2 . p （i） m m mt g1 a式中;Al管子流通截面积，m2；Wt流体总质量流量，kg/s；Pa计算管段的平均压力，MPa；Qg气体体积流量，ms/s；流态的划分不同流态下的Rm(i)和T f的计算方法不同，因此，计算中首先要判断流态。划分流态类型：流态界限泡流Q/Qf段塞流Qg/Qt>Lb，VgVLs过渡流Lm>V >Ls雾流V >L式中：V =(Q /Al) (p l/ga )0.25Ls=50+36V(Ql/Q)Lm=

15、75+84(VQl/Q)0.75p l液体密度，g/cm3；a液体表面张力，N/m；Vg无因次气体速度；Ql，Qg，Qt液体，气体及总的体积流量，ms/s；(1)、泡流上限的计算公式：式中：Lb泡流上限，Lb>0.13,取 Lb=0.13；Vt在Pa (i)、Ta (i)下总的流体速度(混合液表观速度)，m/s；dyh水力直径，m；(2)平均密度Rm (i)与摩擦损失梯度1 f的计算：纯液流时：Rm (i) =P0Q ¥+ Q ¥ + R Q -P-g式中:QLQ;B; （1-Fw） +FwQl目前产液量，ms/s；Qo油的体积流量，ms/s；Qw水的体积流量，ms/

16、s；Y o脱气原油密度，g/cms；Y w产出水密度，g/cms； p g天然气密度，g/cms；Bo原油体积系数；T =于-P X 10 一 6f2 dyh式中:Vl=Qi/AiVl液体流速，m/s； f摩阻系数；M l液体粘度。泡流时Q4Q一 )2 -V - Ai V - AiRm(i)=Hg-p g+(1-Hg)p lH= 0.5 - 1 + -Q- - (1 + g v - A式中:Hg气相存容比，小数；p g在Pa（i）、Ta（i）下气相的密度，g/cms；Vs气体滑脱速度，一般取Vs=0.244m/s；段塞流时：Rm (i)=f2 dyh式中：Nb=V -p l-dyh/p lVs

17、的计算分三种情况：V = (0.546+8.7*10-6NRp g-dyh(Nb3000)V = (0.35+8.74*10-6NRpdyh(1三8000)V=0.5*V + V 2 + U，17i (3000VN <8000)s si sipdyhbVsi= (0.25+8.74*10-6NRj%g dyh )6值取决于连续相的类别及气液总流速Vt.连续液相Vt (m/s)6的公式号水<3.048I水>3.048II油<3.048III油>3.048W5 = 0.00252 Ln(103 日)-0.782 + 0.232LnV 0.428 Ln(dyh) lt(

18、I)5 = 0.0174 Ln(103日l)/dyh0.799 -1.352-0.162LnV -0.888Ln(dyh)(II)5 = 0.00236 Ln(103 日 +1)/ dyh 1.415 - 0.140 + 0.167LnV + 0.113 Ln(dyh) lt(III)5 = 0.00537 Ln (103 日 l)/dyh 1.371 + 0.455 + 0.569 Ln (dyh) - x(W)x = (In V + 0.516) F0016 "爪103+ D i + 0.722 + 0.63ln( dyh) tdyh 1.541计算的6必须满足下面条件：Vt<3.048m/s 时，6 三-0.2132VtV <3.048m/s 时，8 三 一匕.5 - （1 - RJi） tQ + V . Ap l过渡流时：R （i） = L - -. R（i）（段塞）+ 匕什