地层流体高压物性的测定.doc

中国石油大学 油层物理 实验报告 地层油高压物性测定一实验目的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) 地层油的体积随压力的降低而增加。在泡点压力前后，体积-压力曲线的斜率不同，拐点处对应的应力即为泡点压力。(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) 在层流条件下，钢球在光滑盛液标准管中自由下落，液体的粘度计算公式如下：其中：绝对粘度，mPa.s； 钢球下落时间，s；钢球和原油的密度，g/cm3； 粘度计常数。三实验流程高压物性试验装置流程图1.恒温水浴;2.计量泵;3.压力表;4.储液罐; 5.保温套;6.阀门；7.分离瓶;8.量气瓶;9.盐水口瓶四实验步骤 1.泡点压力测定(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 A.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）；B.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)。C.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。2.一次脱气 A.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。 B.准备干燥洁净已称重的分离瓶3-5个，检查量气瓶密封情况，并充满饱和盐水。 C.将分离瓶安装在橡皮塞上，慢慢打开阀门，维持在地层压力下排油脱气。当量气瓶液面下降到一半刻度左右，关闭阀门，停止排油。记录计量泵读数。 D.提升盐水瓶，使盐水瓶液面高于量气瓶液面，然后再降到和量气瓶液面在同一水平面后读出气体体积，同时记录室温、大气压。 E.取下分离瓶，用天平称重并记录。 F.按上述步骤重复进行两次实验。3.地层油粘度测量A.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；B.转动落球粘度计上部朝下，使钢球吸到上部磁铁上；C.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。D.改变倾角，重复试验。五数据处理与计算1泡点压力计算：根据测定的一系列压力P和相应的体积差累积值V（或地层油体积），绘制PV关系图，由曲线的拐点求出泡点压力值。PV关系曲线示意图2地层油物性参数计算：（1）计算脱气原油体积：根据脱气原油的质量和密度，由下式进行计算地面脱气油的体积： （cm3）（2）计算标准状况下分离出气体的体积：将在室温条件下测得的分出的气量,用下式转换成标准状态(20，760毫米汞柱)下的体积： 式中：室温，； 标准状态及室温对应的大气压力，MPa。（3）计算地层油的溶解气油比Rs： (cm3/cm3)（4）计算地层原油体积系数： 原始地层压力下的体积系数： 式中：-原油脱气前后泵的体积读数差。 （5）计算原油的收缩率u： (6) 计算地层原油的密度： (g/cm3)式中：标准状态下天然气的密度，g/cm3。六 数据处理 压力与体积关系测定记录与处理表地层温度=40 地层压力12MPa 粗测泡点压力Pb=3.0MPa压力（MPa） 1.2 10 8 6 4 2.95 2.90 2.8 2.7泵读数（cm3）142.5141.5140.5139.5 138 128 118 108 98体积差（cm3） 0 1 1 1 1.5 10 10 10 10累计体积差（cm3） 0 1 2 3 4.5 14.5 24.5 34.5 55.5 根据曲线公式可得交点（4.85,3.04），知泡点压力为3.04Mpa，与粗测值3.0MPa基本相同。表二 地层油单次脱气实验原始记录室温=20；大气压力=760mmHg；脱气油密度os=0.884g/cm3；脱出气体密度gsc=0.0018g/cm3计量泵刻度（cm3）脱气油质量（g）脱出气量（ml）脱气前N1脱气后N2地层油体积N2-N1分离瓶质量G1(分离瓶+油)质量G2脱气油质量G2-G1142147548.17152.0333.862186 （1）计算脱气原油体积V0：根据脱气原油的质量G0和密度os，由下式进行计算地面脱气原油的体积（20）：(cm3)由表二，可得地面脱气原油体积 （2）计算标准状况下分离出气体的体积Vgsc：将在室温条件下测得的分出气体量VgL(量气瓶读出气量减去脱气原油体积)，用下式转换成标准状态（20，760毫米汞柱）下的体积Vgsc：式中：tL室温，； Psc、PL标准状态及室温对应的大气压，MPa。在本实验中，分出气体量室温对应的大气压力标准状态对应的大气压力由得 解得 （3）计算地层油的溶解汽油比RS：（cm3/cm3）在本实验中，地层油的溶解汽油比 （4）计算地原油体积系数Bo：原始地层压力下的油体积系数： 式中：N原油脱气前后泵的度数差。在本实验中，原始地层压力下的油体积系数 （cm3/标cm3）（5）计算原油的收缩率EO：在本实验中，原油收缩率 （6）计算地层原油的密度of： (g/cm3)式中：gsc标准状态下天然气的密度，g/cm3。在本实验中，地层原油密度3.计算原油的粘度：表三 地层油粘度实验原始记录钢球密度1=7.86g/cm3 原油密度2=of(一次脱气得)g/cm3 粘度计倾角常数k=0.0641序号123平均值钢球下落时间（s）6.015.855.565.81， s