一种考虑降压速度影响的凝析气非平衡连续衰竭测试方法

摘要

本发明公开了一种考虑降压速度影响的凝析气非平衡连续衰竭测试方法，包括：（1）在地层温度、压力下，向PVT筒中转入凝析气样品；（2）给凝析气样品排出口的回压阀两端建压至地层压力；（3）用PVT筒中的凝析气置换管线以及回压阀死体积内的氮气；（4）将PVT筒压力降低至露点压力；（5）给回压阀降压，PVT筒中有反凝析液析出，回压阀排出的凝析气在冰水浴中分离出闪蒸油和闪蒸气；（6）连续降压，直到PVT筒压力小于或等于气藏设置的废弃压力为止；（7）得到非平衡衰竭期间油、气累计采收率以及反凝析液饱和度与压力的关系曲线。本发明能够模拟凝析气藏在不同压降速度下的衰竭开采，对于研究凝析气藏衰竭开发过程中的非平衡现象具有重要意义。

说明书

技术领域

本发明涉及凝析气藏勘探开发过程中凝析气在恒定压降速度下的一种非平衡连续衰竭测试方法。

背景技术

对于凝析气藏的开发，相态研究始终贯穿其勘探开发过程，凝析气的相态评价对于指导凝析气藏下一步勘探开发、凝析气井试井、开发方案设计、气井数值模拟研究以及气藏储量评价等都具有重要意义。根据行业标准GB/T 26981-2011“油气藏流体物性分析法”，凝析气藏流体相态分析主要包括：闪蒸分离、井流物组成测试、露点测试、恒质膨胀、定容衰竭以及分离实验等。

该标准中关于凝析气的定容衰竭实验是在相平衡条件下进行的，但在实际凝析气藏开发过程中，必然会出现气藏相态不能瞬时相平衡，导致气藏中某些组分来不及达到相平衡就被开采出来(刘念秋,孙雷,周剑锋,等.易挥发性原油定容衰竭非平衡相态研究[J].重庆科技学院学报(自然科学版),2015,17(6):23-26)。由于凝析气藏开发过程中的非平衡现象十分普遍，且对开发效果有明显影响，尤其是在近井地带压力梯度大，影响更明显(魏栋超,李永杰,姚霖.高温高压富含水气凝析气体系非平衡效应研究[J].重庆科技学院学报(自然科学版),2013,15(3))。因此，急需建立一种快速、有效的凝析气藏非平衡衰竭测试方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑降压速度影响的凝析气非平衡连续衰竭测试方法，该方法原理可靠，操作简便，可以有效、准确地测试凝析气在恒定压降速度下的非平衡定容衰竭过程的反凝析液饱和度、油气采收率，预测凝析气藏在非平衡衰竭开采时的相态特征。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

一种考虑降压速度影响的凝析气非平衡连续衰竭测试方法，依靠非平衡连续衰竭测试装置完成，该装置由泵一、PVT筒、回压阀、氮气源、泵二、气液分离器、气量计、氮气中间容器、凝析气中间容器、泵三、恒温箱组成，所述PVT筒下端连接泵一，PVT筒上端既连接回压阀、氮气源、泵二，还通过氮气中间容器、凝析气中间容器连接泵三，回压阀连接置于冰水浴中的气液分离器、气量计，氮气中间容器、凝析气中间容器均置于恒温箱中，同样置于恒温箱的PVT筒内置搅拌器和活塞，该方法依次包括以下步骤：

(1)在地层温度、压力下，通过泵三、凝析气中间容器向PVT筒中转入PVT筒体积2/5的凝析气样品，开启搅拌器搅拌直到样品呈单相状态，静置4h以上；

(2)通过泵二、氮气源和泵三、氮气中间容器给回压阀两端建压至地层压力；

(3)将泵一和泵二设置为恒压模式，所述恒压为地层压力，在地层压力下用PVT筒中的凝析气置换管线以及回压阀死体积内的氮气；

(4)通过泵一将PVT筒压力降低至露点压力，静置1h，然后读取活塞高度计算PVT筒内凝析气体积即为定容体积Vc；

(5)将泵二设置为露点压力，然后通过泵二给回压阀降压，此时PVT筒中开始有反凝析液析出，降压过程中，微调泵一使活塞保持不移动，则凝析气体积始终为Vc，回压阀出口排出的凝析气在冰水浴中分离出闪蒸油和闪蒸气；

(6)根据实验要求的压降速度连续降压，在不同的压力点读取PVT筒中反凝析液面高度，从而计算反凝析液体积，通过分离器收集闪蒸油，气量计收集闪蒸气，直到PVT筒压力小于或等于气藏设置的废弃压力为止；

(7)利用降压过程中每一级压力收集的闪蒸油和闪蒸气，得到油、气累计采收率；利用步骤(4)计算的定容体积Vc以及步骤(6)计算的反凝析液体积，得到每一级压力的反凝析液饱和度，从而得到非平衡衰竭期间油、气累计采收率以及反凝析液饱和度与压力的关系曲线。

本发明在凝析气样品排出口安装了回压阀，以实现连续降压以及不同压降速度的控制。

本发明分离器增加冰水浴，避免样品分离不充分导致油气比不准确。

所述步骤(5)中，将每一级压力分离出的油样品在冰水中静置30min以上，然后称重、计量以及测试油气色谱。

所述步骤(5)中，由于降压过程中硅油体积会膨胀，微调泵一使PVT筒中凝析气体积始终为Vc。

所述步骤(6)中，每当PVT筒压力降到设定压力点时，立即换上新的气液分离器，整个过程中不停泵。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

相比于传统的定容衰竭实验，采用连续降压方式的定容衰竭开采能够实现真正意义上的“定容”，更加贴合实际凝析气藏开发特征，该方法能够模拟凝析气藏在不同压降速度下的衰竭开采，对于研究凝析气藏衰竭开发过程中的非平衡现象具有重要意义。

附图说明

图1是一种凝析气藏非平衡连续衰竭测试装置的结构示意图。

图中：

1-泵一；2-泵二；3～9-阀门；10、27-恒温箱；11-PVT筒；12-回压阀；13-冰水浴；14-气液分离器；15-气量计；16-氮气源；17-搅拌器；18～23-阀门；24-泵三；25-氮气中间容器；26-凝析气中间容器；28-活塞。

图2是非平衡衰竭期间反凝析液面与活塞沿直径横截面相对位置图。

图3是实例1非平衡衰竭期间油、气累计采收率以及反凝析液饱和度与压力关系曲线。

具体实施方式

下面根据附图和实施例进一步说明本发明。

实施例1

本实例中凝析气样品的地层压力为55MPa，地层温度137.8℃，露点压力50.67MPa，气液比1561m³/m³，非平衡定容衰竭实验中要求压降速度为5MPa/h。

一种考虑降压速度影响的凝析气非平衡连续衰竭测试方法，依靠非平衡连续衰竭测试装置(见图1)完成，该装置由泵一1、PVT筒11、回压阀12、氮气源16、泵二2、气液分离器14、气量计15、氮气中间容器25、凝析气中间容器26、泵三24组成，所述PVT筒11下端连接泵一1，PVT筒上端既连接回压阀12、氮气源16、泵二2，还通过氮气中间容器25、凝析气中间容器26连接泵三24，回压阀连接置于冰水浴13中的气液分离器14、气量计15，氮气中间容器25、凝析气中间容器26均置于恒温箱27中，置于恒温箱10的PVT筒11内有搅拌器17和活塞28，该方法依次包括以下步骤：

步骤一：打开阀门3、4、5、18、19、22、23，在地层温度(137.8℃)、压力下(55MPa)，通过阀门18向PVT筒中转入大约PVT筒体积2/5的凝析气样品，转样后关闭阀门19、22，开启搅拌器搅拌平衡直到样品呈单相状态(反凝析液消失)，然后静置4h以上；

步骤二：关闭阀5，打开阀门6、7、8、9、20、21，通过泵二和泵三给回压阀建压到地层压力，建压后关闭阀门18、20、21、23；

步骤三：将泵一和泵二设置为恒压模式(地层压力(55MPa))，打开阀门5，在地层压力下用PVT筒中凝析气置换阀门6和阀门18之间管线以及回压阀死体积内的氮气；

步骤四：控制泵一将PVT筒压力降低至露点压力(50.67MPa)，静置1h，然后读取活塞高度，通过活塞高度计算PVT筒内凝析气样品(此时样品为单相气态)体积即为定容体积Vc；

步骤五：将泵二设置为露点压力(50.67MPa)，根据实验要求的压降速度(5MPa/h)通过泵二给回压阀降压，此时PVT筒中开始有反凝析液析出，降压过程中，保持阀门3-9打开，微调泵一使活塞保持不移动，则样品体积始终为Vc，将降压过程中回压阀出口排出的凝析气在冰水浴中分离(其中闪蒸油在气液分离器14中收集，闪蒸气在气量计15中收集)；

步骤六：连续降压，当PVT筒压力降到设定压力点时，读取PVT筒中反凝析液面高度，根据反凝析液面高度计算反凝析液体积，将每一压力间隔期间分离出的闪蒸油和闪蒸气称重、计量、测试油气色谱等，直到PVT筒压力小于或等于气藏设置的废弃压力为止；

步骤七：利用步骤五中每一级压力下收集的闪蒸油和闪蒸气，可计算油、气累计采收率；利用步骤四计算的定容体积Vc以及步骤六计算的反凝析液体积，可计算每一级压力的反凝析液饱和度，从而得到非平衡衰竭期间油、气累计采收率以及反凝析液饱和度与压力的关系曲线(见图3)。

所述步骤四、步骤六中，露点压力下凝析气定容体积V_c以及反凝析液体积V_f按照如下公式计算(见图2)：

其中：

V_f为反凝析液体积，ml；

h为反凝析液面与活塞锥台底部竖直距离，cm；

θ为活塞锥台横截面(为一等腰梯形)下底和两腰所成锐角；

r₂为活塞锥台底部半径，cm；

h₂为活塞锥台部分竖直高度，cm；

V₀为活塞锥台部分造成的死体积，ml；

V_c为露点压力下样品体积，即定容体积，ml；

h_o为转样前活塞高度(也称为反基准),cm；

h₁为转样并静置1h后活塞的高度，cm。