第22卷第2期天然氣工業(yè)開發(fā)試采天然氣偏差系數(shù)的測定劉建儀*李士倫郭平鄒振趙曉鋒杜建芬西南石油學(xué)院石油工程學(xué)院)劉建儀等天然氣偏差系數(shù)的測定天然氣工業(yè)20022X(2)63-65摘要天然氣偏差系數(shù)是氣田和凝析氣田開發(fā)中一項(xiàng)非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要用于油氣藏儲量計(jì)算等油氣藏工程、采氣工程和地面工程中近年來天然氣偏差系數(shù)的測試越來越受到重視但目前我國還沒有建立天然氣偏差系數(shù)的測定標(biāo)準(zhǔn)。針對干氣、濕氣和凝析氣的特點(diǎn)利用高壓物性PVT分析儀分別給出了干氣、濕氣和凝析氣偏差系數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定方法對于凝析氣還考慮了露點(diǎn)壓力以上和露點(diǎn)壓力以下偏差系數(shù)實(shí)驗(yàn)測定方法的差別,同時給出了實(shí)驗(yàn)步驟。采用該方法對我國幾個氣田和凝析氣田的天然氣偏差系數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試并與四種常用計(jì)算方法的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行了比較結(jié)果表明該測試方法用于干氣較準(zhǔn)確誤差在1%以內(nèi)用于凝析氣誤差較大在7.02%以內(nèi)平均相對誤差1.61%~1.98%最大相對誤差6.67%~7.02%最小相對誤差-0.04%~0.2%。這說明該方法是行之有效的主題詞天然氣偏離系數(shù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)測定標(biāo)準(zhǔn)天然氣藏凝析油氣藏在氣田和凝析氣田開發(fā)中天然氣偏差系數(shù)是氣應(yīng)采用不同的測定原理進(jìn)行偏差系數(shù)的測定。項(xiàng)非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。目前確定天然氣偏差系(1開氣偏差系數(shù)的測定方法數(shù)的方法有計(jì)算法和實(shí)驗(yàn)測定法兩種而計(jì)算法又干氣偏差系數(shù)的測定方法是,先將天然氣恒溫可分為查圖法、經(jīng)驗(yàn)公式法和狀態(tài)方程法。狀態(tài)方恒壓到實(shí)驗(yàn)所要求的壓力溫度下測量氣樣體積然程法需要較多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)在計(jì)算Z系數(shù)時可靠性后將天然氣放到室溫室壓下再測量其體積,最后用不穩(wěn)定,而且需要利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合確定狀態(tài)方程氣體狀態(tài)方程計(jì)算岀偏差系數(shù)測試流程見圖1。計(jì)中的不確定的重組分參數(shù)故在氣液平衡計(jì)算中才算公式如下大量使用。查圖法和經(jīng)驗(yàn)公式法實(shí)用簡單可靠得△VT到了廣泛應(yīng)用幾個常用的經(jīng)驗(yàn)公式法是利用狀態(tài)(1方程回歸 Standing&Katz的z系數(shù)圖版數(shù)據(jù)得到式中p、p分別為PvT筒壓力和室壓, MPa ip w的。查圖法計(jì)算的偏差系數(shù)與實(shí)驗(yàn)測定值比較接對濕式氣量計(jì)為室溫下水的飽和蒸氣壓對干式氣近13個氣樣的測試結(jié)果表明最大誤差小于7%,量計(jì)為0,MPa;T、T分別為PVT筒溫度和室溫,平均誤差基本等于零但對含有非烴成分的天然氣,K兇V、V分別為PVT筒放出氣體積和室溫室壓下需要對擬臨界參數(shù)進(jìn)行校正當(dāng)H2S、CO2的含量較放出氣體積mb大時校正后的偏差系數(shù)也存在較大的誤差。因此實(shí)驗(yàn)測定法是一種基本的確定天然氣偏差系數(shù)的精確可靠的方法近年來天然氣偏差系數(shù)的測試越來越受到重視但目前我國還沒有建立天然氣偏差系數(shù)的測定標(biāo)準(zhǔn)。本文將給出一種實(shí)驗(yàn)測定干氣、濕氣和凝析氣偏差系數(shù)的方法閃分高暑氣量計(jì)實(shí)驗(yàn)測定方法V凵中國煤化工1.實(shí)驗(yàn)測定原理CNMHG針對不同特征的天然氣例如干氣、濕氣和凝析圖1天然氣偏差系數(shù)測定κ劉建儀作者簡介見本刊2001年第21卷第5期。地址(637001泗四川省南充市。電話(0817)643081【開發(fā)試采天然氣工業(yè)2002年3月(2膃濕氣和露點(diǎn)壓力以上凝析氣偏差系數(shù)的測力70MPa壓力分辨率0.0lMPa;最高工作溫度定方法200℃溫度分辨率0.1℃;PVT筒最大樣品容積400在露點(diǎn)壓力以上凝析氣在地層中總是處于單m( Ruska廂和130m(DBR)體積分辨率0.01ml。相氣體狀態(tài)但是濕氣和凝析氣在室溫室壓下會析3.實(shí)驗(yàn)步驟出凝析油其偏差系數(shù)的測定可以采用兩種不同的(1將PVT筒及管線清洗干凈并吹干,對儀器方法。進(jìn)行試溫試壓。種是使放出的天然氣保持較高的溫度不讓(2)備氣樣。對干氣可直接采用現(xiàn)場取來的天然氣在整個系統(tǒng)中析岀凝析油測試流程與圖1氣樣對濕氣和凝析氣氣樣需按SY/T5543-92《凝相似但需要將采岀系統(tǒng)加熱。對于一些凝析油加析氣藏流體取樣配樣和分析方法》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行樣品的熱不能將其全部氣化就不能采用這種方法。計(jì)算配制。公式如下:(3)將配制好的氣樣約100ml轉(zhuǎn)到PVT筒中Ps-Pw)VT(2)(4將其恒溫、恒壓到實(shí)驗(yàn)所要求的值攪拌穩(wěn)定5小時并靜置半小時讀取PVT筒中氣樣體積式中:T。為閃蒸分離器和氣量計(jì)控制溫度K;V。為5肋開分離器和氣量計(jì)上的閥門然后緩慢打放出氣在室壓和控制溫度下的體積mlo開PVT筒上的排出閥排氣同時進(jìn)泵恒壓保持壓另一種方法是在將天然氣放到室溫室壓下后,力排出地層流體10ml左右關(guān)閉排氣閥。排氣結(jié)不但需要測量氣體體積而且還要測量出凝析油質(zhì)束后記錄PⅤT筒中氣樣體積、氣量、油重和密度,量和密度然后將凝析油折箅成氣體體積作為氣體并取氣樣和油樣分析組成。總體積的一部分最后同樣用氣體狀態(tài)方程計(jì)算出(6厘重復(fù)3~5步進(jìn)行多次天然氣偏差系數(shù)的偏差系數(shù)測試流程與圖1相同,為了同時測出氣油測試必須至少有三次測試值相近其相對誤差不得比閃蒸分離器還需用液氮或冰水冷凍。計(jì)算公式超過3%。如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果Z=(Ps- Pw)V,T(3)利用上述原理和儀器對我國幾個氣田的天然n0.007.氣在地層條件下的偏差系數(shù)進(jìn)行了測定見表1同時表中也給出了四種常用計(jì)算方法的預(yù)測結(jié)果。表式中:W。為凝析油質(zhì)量g;M。為凝析油分子量2是測定值與四種常用計(jì)算方法的預(yù)測值的相對誤mol為凝析油密度g/cm3V為放出氣和放出油差表3是其平均相對誤差統(tǒng)計(jì)結(jié)果。由此可見該氣化后總體積mlb測試方法用于干氣較準(zhǔn)確,誤差在1%以內(nèi)用于凝(3點(diǎn)壓力以下凝析氣偏差系數(shù)的測定方法析氣誤差較大在7.02%以內(nèi)平均相對誤差1.61%在露點(diǎn)壓力以下凝析氣在地層中分離為油氣1.98%最大相對誤差6.67%~7.02%最小相對兩相其偏差系數(shù)包含氣相z液相Z。和氣液兩相誤差-0.04%~0.2%Z1三種偏差系數(shù)。首先放出一定量的上部氣相測定氣相偏差系數(shù)Z。然后將PVT筒中油氣全部放參考文獻(xiàn)出測定氣液兩相偏差系數(shù)Z1計(jì)算公式仍然采用式1李士倫等編著天然氣工程北京石油工業(yè)出版社200(3)(4)液相偏差系數(shù)Z。由下式計(jì)算2楊繼盛,劉建儀編.采氣實(shí)用計(jì)算.北京:石油工業(yè)出版社,994式中漂m、n、n。分別為總摩爾數(shù)、氣相摩爾數(shù)和油3孫良田等編油層物理實(shí)驗(yàn)北京石油工業(yè)出版社1992摩爾數(shù)mol4楊通佑等編著.石油及天然氣儲量計(jì)算方法.北京:石油2.實(shí)驗(yàn)儀器中國煤化工天然氣偏差系數(shù)的實(shí)驗(yàn)測定可采用 Ruska2370CNMHG體性質(zhì)北京石油工業(yè)出601A無汞PVT儀或DBR-PVT無汞儀也可61mJ, Wattenbarger R A. Gas reservoir Engineering spe采用其它國產(chǎn)PVT儀。 Ruska2370-601A無汞Textbook Series 1996 *5PVT儀和DBR-PVT儀的性能指標(biāo)為最高工作壓第22卷第2期天然氣工業(yè)開發(fā)試采表1天然氣偏差系數(shù)的測定值項(xiàng)自樣品1樣品2樣品3樣品4樣品5樣品6樣品樣品8H2S0.675O20.221.3903.160.78CI96.53382.9291.8675.9579.8460.87Ca10.333.876.526.9712.09組2.603.601.342.660.120.060.520.60.530.270.490.120.310.080.611.270.230.660.20.410.241.48分C60.260.580.380.940.501.71C0.290.290.521.15C0.10.210.190.300.120.310.770.090.160.130.240.110.430.120.080.201.71壓力(MPa)47.7323.5531.7628.9642.1429.3337.1931.35溫度(℃)105.080.082.1167.8168.3168.0134.0測定Z值1530.8730.9460.9321.0180.9791.0450.899D-P-R方法1.1560.88200.9431.0860.9901.0450.9231Y-H方法1.1590.9480.9481.0900.9951.0500.923D-A-K方法1560.8850.9460.9451.0860.9921.0460.922查圖法0.9501.0900.9931.0500表2測定Z值與不同方法預(yù)測值的相對誤差確定z的方法樣品1樣品2樣品3樣品4樣品5樣品6樣品7樣品8D-P-R方法0.26.670.04Y-H方法0.521.641.707.022.67D-A-K方法0.231.32-0.031.346.680.10查圖法0.261.296.782.56表3測定Z值與預(yù)測值的相對誤差統(tǒng)計(jì)預(yù)測方法平均誤差最大誤差最小誤差收稿日期2001-12-18編輯韓曉渝)D-P-R方法6.67-0,04Y-H方法0.2D-A-K方法6.680.03查圖法6.780.1l中國煤化工CNMHG65