带水气藏、水溶性气藏井下样品气水比的测定装置及方法

摘要

本发明涉及带水气藏、水溶性气藏井下样品气水比的测定装置及方法，该装置主要由泵(1)、中间容器(2)、井下取样器(3)、气水分离器(5)、气量计(6)、水量计(8)、加热套(9)组成，其特征在于，所述井下取样器(3)两端分别与中间容器(2)、泵(1)相连，井下取样器外部有加热套(9)，顶端连有气水分离器(5)，所述气水分离器分别连有气量计(6)、水量计(8)，所述气量计(6)连有气相色谱仪(7)，水量计(8)连有PVT仪(10)。该装置原理可靠，结构合理，操作简便，该测定方法以本井地层水作为传压介质进行转样，可准确测定带水气藏、水溶性气藏井下样品气水比的同时，避免了应用水银的危害性，有利于环保。

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探开发领域在带水气藏、水溶性气藏开发过程中测定水中溶解气量的装置及方法，特别是涉及利用井下样品测定原始气水比的装置及方法。

背景技术

对于水溶性气藏而言，地层水中含气量的多少是确定气藏储量的关键参数，直接涉及到气藏是否具有开发价值。而其最准确的确定方法则是通过取得井下流体样品，在室内进行测试。对于一般的油气藏井下样品而言，传统的作法是保持取样时的温度压力下用汞作传压介质将油气样品转入PVT仪即可进行测试，近年来由于流体测试主要测油气相态，不考虑水，加之汞有毒，因此常采用饱和盐水作传压介质进行转样，但针对要测试水中气含量时，由于水中要溶解气量，这种方法显然不适用。因此如何在不用汞的前提下测定井下样品的原始气水比就是一个比较棘手的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供带水气藏、水溶性气藏井下样品气水比的测定装置，该装置原理可靠，结构合理，操作简便。

本发明的另一目的在于提供利用该装置测定带水气藏、水溶性气藏井下样品气水比的方法，该方法以本井地层水作为传压介质进行转样，避免了应用水银的危害性，可准确测定带水气藏、水溶性气藏井下样品的原始气水比。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

带水气藏、水溶性气藏井下样品气水比的测定装置，主要由泵、中间容器、井下取样器、气水分离器、气量计、水量计、加热套组成，其特征在于，所述井下取样器两端分别依次与中间容器、泵相连，井下取样器外部有加热套，井下取样器顶端连有气水分离器，所述气水分离器分别连有气量计、水量计，所述气量计连有气相色谱仪，所述水量计连有PVT仪，所述泵、中间容器、井下取样器、气水分离器、气量计、气相色谱仪、水量计、PVT仪之间均有阀门。

带水气藏、水溶性气藏井下样品气水比的测定方法，依次包括以下步骤：

(1)应用密度计测定地层水在室温及大气压下的密度ρ_w；

(2)将井下取样器套上加热套，加热到地层温度T，同时对两端连通系统进行抽空；

(3)用泵将地层水注入取样器两端，逐渐加压，直到打开井下取样器两端，记下打开压力p；

(4)保持泵压为打开压力，从取样器底部恒压泵入地层水，计泵的起始体积读数V_始，从取样器顶部逐渐放气，当不再出气时，停泵放气直到大气压力，在低压下从取样器底部再泵入地层水，直到顶部全部出水，并且再没有气出来为止，从井下取样器顶部出来的气、水进入气水分离器及与气水分离器相连的气量计和水量计，气量计和水量计分别显示出气量V_g1与水量V_w1；

(5)将压力恢复到打开压力再次记录泵的体积读数V_终；

(6)放出取样器与管线的气、水进入气水分离器，气量计和水量计分别显示气量V_g2与水量V_w2；

(7)将取样器连同接头与管线称重W₁，对接头与取样器进行烘干，再次将取样器连同接头与管线称重W₂，得到蒸发的水量W₁-W₂；

(8)将水量计中的地层水转入PVT仪中，在室温下测试地层水在大气压以及打开压力p下的体积V₀和V_p，求得地层水在打开压力下的体积系数Bw：

(9)利用下式求得取样器中的实际水量W：

(10)将从取样器中脱出的所有气量除以实际水量W，从而求得原始气水比GWR：

$>\mathrm{GWR}=\frac{V_{g_1}+V_{g2}}{W}$>

在本发明装置中，气量计连有气相色谱仪，从地层水中出来的气体进入气相色谱仪中可进行各种成分分析。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明测定装置，原理可靠，结构合理，操作简便，利用该装置可准确测定带水气藏、水溶性气藏井下样品的原始气水比；

(2)本发明以本井地层水作为传压介质进行转样，避免了应用水银的危害性，安全可靠，有利于环保。

附图说明

图1是本发明带水气藏、水溶性气藏井下样品气水比的测定装置的结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图进一步说明本发明。

参看图1。

带水气藏、水溶性气藏井下样品气水比的测定装置，主要由泵1、中间容器2、井下取样器3、气水分离器5、气量计6、水量计8、加热套9组成，其特征在于，所述井下取样器3两端分别依次与中间容器2、泵1相连，井下取样器外部有加热套9，井下取样器顶端连有气水分离器5，所述气水分离器分别连有气量计6、水量计8，所述气量计6连有气相色谱仪7，所述水量计8连有PVT仪10，所述泵、中间容器、井下取样器、气水分离器、气量计、气相色谱仪、水量计、PVT仪之间均有阀门4。

带水气藏、水溶性气藏井下样品气水比的测定方法，依次包括以下步骤：

(1)应用密度计测试本井地层水在20℃及0.1MPa下的密度ρ_w＝1.1096g/cm³；

(2)将取样器接好进出口管线、阀门，用低压气(5MPa)试漏，将井下取样器套上加热套，加热到地层温度T＝70℃，同时对两端进行抽空；直到温度稳定且抽空度达到要求(抽空3个小时)；

(3)用本井地层水作为传压介质，用泵将本井地层水注入取样器两端，逐渐加压，直到打开井下取样器两端，记下打开压力p＝14MPa；

(4)在取样器顶部放出管线上接好气水分离器，保持泵压为打开压力14MPa，从取样器底部恒压泵入地层水，并计量泵的起始体积读数V_始＝31.33ml，从取样器顶部逐渐放气，以50ml为单位多排几次，以排除空气对组成的影响，直到大气压力，当不再出气时，从取样器底部再打入一定量的地层水，直到顶部全部出水，并且再没有气出来为止，从井下取样器顶部出来的气、水进入气水分离器及与气水分离器相连的气量计和水量计，气量计和水量计分别显示出气量V_g1＝1759ml与水量V_w1＝41ml；

(5)将压力恢复到打开压力再次记录泵的体积读数V_终＝167.54ml；

(6)放出取样器与管线的气、水进入气水分离器，气量计和水量计分别显示气量V_g2＝0ml，水量V_w2＝526ml；

(7)将取样器连同接头与管线称重W₁＝5.830kg，用氮气吹管线，并将接头与取样器烘干，冷却后再次将取样器连同接头与管线称重W₂＝5.812kg，得到蒸发的水量W₁-W₂＝0.018kg；

(8)将水量计中的地层水转入PVT仪中，在室温下测试地层水在大气压以及打开压力p＝14MPa下的体积V₀＝150ml和V_p＝148.78ml，求得地层水在打开压力下的体积系数Bw：

(9)利用下式求得取样器中的实际水量W：

(10)将从取样器中脱出的所有气量除以实际水量W，从而求得原始气水比GWR：

$>\mathrm{GWR}=\frac{V_{g_1}+V_{g_2}}{W}=\frac{1759}{445.90}=3.9448\mathrm{ml}.\mathrm{ml}$>