石油大学-地层油高压物性.doc

中国石油大学 渗流物理 实验报告实验日期:成绩:班级:学号:姓名:教师:张俨彬同组者:地层油高压物性测定实验一实验目的1.掌握地层油高压物性仪的结构及工作原理。2.掌握地层油的饱和压力、单次脱气的测定方法。3.掌握地层油溶解气油比、体积系数、密度等参数的确定方法。4.掌握落球法测量地层油粘度的原理及方法。二实验原理(1) 绘制地层油的体积与压力的关系曲线，在泡点压力前后，曲线的斜率不同，拐点处对应的压力即为泡点压力。 (2) 使PVT筒内的压力保持在原始压力，保持压力不变，将PVT筒内一定量的地层油放入分离瓶中，记录放油的地下体积。从量气瓶中测量分出气体体积，测量分离瓶中脱气油的体积，便可计算地层油的溶解气油比、体积系数等数据。 (3) 在地层条件下，钢球在光滑的盛有地层油的标准管中自由下落，通过记录钢球的下落时间，由下式计算原有的粘度：k(1-2)t其中原油动力粘度，mPas；t钢球下落时间，s； 1，2钢球和原油的密度，g/cm；k粘度计常数。三实验流程图1 高压物性实验流程图四实验步骤（一）泡点压力的测定1. 粗测泡点压力。 从地层压力起退泵降压（以恒定的速度退泵），并注意观察压力表指针变化，当压力表指针降低速度减慢或不下降甚至回升时，停止退泵。压力表指针稳定后的压力数值即为粗测饱和压力值。2. 细测泡点压力(1) 升压至地层压力，让析出的气体完全溶解到油中。从地层压力开始降压,每降低一定压力（如1.0MP）记录压力稳定后的体积（注意升压、降压过程中应不断搅拌PVT筒）；(2) 当压力降至泡点压力以下时，每降低一定体积（如3ml），记录稳定以后的压力(泡点压力前后至少安排四个测点)。(3) 最后一点测完后，升压到地层压力，进行搅拌，使分出的气体重新溶解到原油中，为原油脱气做好准备。（二）一次脱气(1) 将PVT筒中的地层原油加压至地层压力，搅拌原油样品使温度、压力均衡，记录泵的读数。(2) 取一个干燥清洁的油气分离瓶称重，记录其质量；(3) 提起盐水瓶，将量气瓶充满饱和盐水。(4) 将油气分离瓶安装在橡皮塞上，打开量气瓶上面阀门，缓慢打开放油阀门，保持PVT筒压力不变，排出一定体积的地层油，当量气瓶液面下降200mL左右时，关闭放油阀门，停止排油。(5) 提升盐水瓶，使盐水瓶液面与量气瓶液面平齐，读取分离出的气体体积；(6) 取下油气分离瓶，称重并记录脱气原油和油气分离瓶的总质量；(7) 记录计量泵的读数；(8) 记录室温和大气压力；(9) 按上述步骤重复进行两次实验。 （三）地层油粘度的测量（1）将地层油样转到落球粘度计的标准管中，用超级恒温水浴将温度保持在地层温度；（2）转动落球粘度计上部朝下，使钢球吸到上部磁铁上；（3）转动落球粘度计上部朝上，固定一个倾角。打开开关，钢球开始下落，同时计时开始，当钢球落到底部时自动停止计时，记录钢球下落时间t。重复试验3次以上，直到所测的时间基本相同为止。（4）改变倾角，重复试验。五数据处理1原始数据记录表表1 地层原油饱和压力测定原始记录 地层压力= 12 MPa ， 地层温度= 40 ， 粗测泡点压力= 2.5 MPa压力MPa12108641.71.621.601.581.551.50泵读数 cm3223.0222.0221.0220.0219.0148.0130.0120.0110.0100.090.0体积差 cm301111711810101010累积体积差cm3012347593103113123133（1） 计量泵初始泵读数为223 cm3 （2） PVT筒的容积为500 cm3表2 地层油单次脱气实验原始记录室温= 22.6 ， 大气压= 760 mmHg脱气原油密度 0.908 g/cm3脱出气体密度 0.0018 g/cm3序号计量泵刻度(cm3 )脱气油重量及体积量气瓶读数（ml）脱气前（ml）脱气后（ml）地层油体积（ml）分离瓶重量（g）（分离瓶+油）重量（g）脱气油重量（g）脱气油体积（ml）1223230748.46454.5896.1256.746180 表3 落球法测地层油粘度实验原始记录测定温度 24 ， 钢球密度7.86 g/cm3， 地层原油密度 0.908 g/cm3粘度倾角常数0.0641钢球下落时间（s）5.205.195.202泡点压力确定：根据测定的一系列压力P和相应的累积体积差V（或地层油体积），绘制P-V 关系图，由曲线的拐点求出泡点压力值。 由图可得，泡点压力为p=1.95MPa 3地层油物性参数计算： （1）脱气原油体积V0：根据脱气原油的质量G0和密度or，由下式计算地面脱气原油的体积：=6.125 0.908=6.746（cm3）（2）分离出气体在标况下的体积Vgsc： 先计算室温条件下分出的气量VgL：VgL=Vg-Vo=180-6.746=173.254ml 再用下式将室温下分出的气量折算成标况下(20，760毫米汞柱)的体积Vgsc： 式中：Vg量气瓶读数，cm3； tL室温，； Psc、PL标准状况及室温对应的大气压力，mmHg。Vgsc=293PLVgL/Psc/(273+tL)=293760173.254/760/(273+22.6)=171.730mL（3）地层油的溶解气油比Rs：Rs=171.7306.746=25.457 (cm3/cm3)（4）地层原油体积系数B0： 原始地层压力下的油体积系数：=7 6.746=1.038式中：-原油脱气前后泵的读数差，即地下原油体积。（5）原油的收缩率Eo：100%=（1.038-1）1.038100%=3.66%（6）地层原油的密度of： (6.125+171.7300.0018)/7=0.919g/cm3式中：gsc脱出气体在标准状况下的密度，g/cm3。4.原油的粘度：t=（5.20+5.19+5.20）=5.20（s）k(1-2)t0.0641(7.86-0.908) 5.20=2.317mPas六、思考与总结1、解释什么是地层油的泡点压力、溶解气油比、体积系数，本实验中各参数如何测定？ 答：（1）泡点压力：地层油的泡点压力是在恒温条件下逐步降低系统压力，当地层油开始汽化出现第一个汽泡时的压力。（2）溶解汽油比：某一压力，温度下的地下含气原油，在地面进行一次脱气，将分离出的气体标准体积与地面脱气油体积的比值就称为该压力，温度下的地层油溶解油气比。（3）体积系数：原油在地下的体积与其在地面脱气后的体积之比。（4）绘制地层油的体积随压力的关系，在泡点压力前后，曲线的斜率不同，拐点处对应的压力即为泡点压力。使PVT筒内的压力保持在原始压力，保持压力不变，将PVT筒内一定量的地层油放入分离瓶中，记录放油的地下体积。从量气瓶中测量分出气体体积，测量分离瓶中脱气油的体积，便可计算地层油的溶解气油比、体积系数等数据。 2、什么是地层油弹性压缩系数？结合本实验设计地层油压缩系数的获取方法，写出地层油压缩系数计算公式，说明各参数如何确定，并求出12 MPa至6 MPa之间地层油的平均压缩系数。答：地层油弹性压缩系数：单位体积地层原油在压力改变一个大气压时体积的变化率。设计方法：参照泡点压力的测定，在地层压力起退泵，压力表示数每降低0.1MPa，体积变化V。但V很小，所以可以利用细测泡点压力的方法，取泡点压力以前的数据。计算公式：其中：C：弹性压缩系数V1，V2：起始体积，停止退泵体积mLp1，p2:起始压力，停止退泵压力MPa所以(163-160)0.1163(12-6)=0.0003063、读取量气瓶中分离出的气体体积时，为什么要提升盐水瓶，使盐水瓶液面与量气瓶液面平齐？ 答：使盐水瓶与量气瓶的液面压力相等。如果不相平，液面高度差会造成压差，瓶内的气体或被压缩或膨胀就与实际体积不符，