最小混相壓力修正方法研究

王香增高瑞民江紹靜王成俊薛 媛趙曉亮

(1.陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司,陜西西安710075;2.中國(guó)石油大學(xué)(北京),北京102249)

最小混相壓力修正方法研究

王香增1,高瑞民1,江紹靜1,王成俊1,薛 媛1,趙曉亮2

(1.陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司,陜西西安710075;2.中國(guó)石油大學(xué)(北京),北京102249)

最小混相壓力(MMP)是氣驅(qū)提高采收率研究中重要參數(shù)之一。最小混相壓力計(jì)算方法包括經(jīng)驗(yàn)公式法和理論預(yù)測(cè)法。在深入研究最小混相壓力的主控影響因素基礎(chǔ)上,建立了修正的最小混相壓力經(jīng)驗(yàn)計(jì)算模型,同時(shí)對(duì)目前的理論預(yù)測(cè)方法提出了提高計(jì)算精度的研究思路。提出的理論計(jì)算方法和經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方法計(jì)算精度都在90%以上,具有較好的可靠性。

氣驅(qū); 最小混相壓力; 經(jīng)驗(yàn)公式法; 理論計(jì)算法

最小混相壓力是氣驅(qū)提高采收率研究中重要參數(shù)之一。其預(yù)測(cè)方法包括經(jīng)驗(yàn)公式法和理論預(yù)測(cè)法。理論預(yù)測(cè)方法是在相平衡理論基礎(chǔ)上,模擬注入氣與原油相間傳質(zhì)過程,通過混相準(zhǔn)則預(yù)測(cè)最小混相壓力。理論計(jì)算方法計(jì)算結(jié)果相對(duì)可靠,但是所需數(shù)據(jù)也較多。經(jīng)驗(yàn)公式法是在油田大量最小混相壓力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,通過數(shù)學(xué)方法,考慮影響最小混相壓力的主控因素,回歸確定適合該油田的最小混相壓力預(yù)測(cè)模型,其特點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單,但存在一定的區(qū)域性[1-2]。

在目前經(jīng)驗(yàn)公式法和理論計(jì)算方法研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,考慮影響最小混相壓力的主控因素及注入氣與原油的混相機(jī)理,分別對(duì)經(jīng)驗(yàn)公式法和理論計(jì)算方法進(jìn)行了修正。

1 混相壓力影響因素分析

通過文獻(xiàn)[3-5]調(diào)研,最小混相壓力的主要影響因素包括油藏溫度、原油組成和注入氣組成。

通過敏感性分析可知,最小混相壓力隨溫度、甲烷組分、氮?dú)饨M分的增加而增加,隨中間組分的增大而減小,如圖1、2所示。這種變化趨勢(shì)和文獻(xiàn)[6-9]的研究結(jié)果相同。

注入氣體組分對(duì)MMP也有著重要的影響。注入氣組分中H2S和中間組分的存在導(dǎo)致較高的注入氣體擬臨界溫度和較低的MMP[10]。能夠降低MMP的氣體(如H2S、C2H6、C3H8、C4H10、CO2等)的臨界溫度均較高,而不利于MMP的氣體(如N2、CH4等)的臨界溫度均較低,如圖3所示。

圖1 溫度對(duì)最小混相壓力的影響Fig.1 Relationship between reservoir temperature and MMP

圖2 原油組分對(duì)最小混相壓力的影響Fig.2 Relationship between crude oil component and MMP

圖3 單質(zhì)氣體的P-T相圖Fig.3 Pressure-temperature phase diagram of the elemental gases

2 修正的最小混相壓力預(yù)測(cè)方法

2.1 修正的經(jīng)驗(yàn)公式法

研究參考H.Yuan的經(jīng)驗(yàn)公式法思路[11-12],在其基礎(chǔ)上,提出了新的最小混相壓力經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)方法,該方法首先計(jì)算純CO2最小混相壓力,如式(1)所示:

式中,MMPp=PCO2為純CO2最小混相壓力,MPa;PC2-6為原油C2—C6的臨界壓力,常數(shù);MC7+為原油中C7+以上的摩爾質(zhì)量,g/mol;T為儲(chǔ)層溫度,℃;α為相關(guān)系數(shù),常數(shù)(見表1)。

表1α相關(guān)系數(shù)Table 1αvalue

研究對(duì)H.Yuan方法中的非純CO2和純CO2之間的最小混相壓力關(guān)系式(相對(duì)最小混相壓力)進(jìn)行了修正。修正后的關(guān)系式如式(2)、(3)所示。

式中,MMPp為相對(duì)最小混相壓力,MPa;MMPimp為非純CO2原油最小混相壓力,MPa,Tcr為臨界溫度,K;MMPr為混相壓力轉(zhuǎn)換系數(shù)。

修正后的經(jīng)驗(yàn)公式法,計(jì)算精度較高,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,精度均在10%以內(nèi),如表2所示。

表2 經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算精度Table 2 Calculation precision of empirical method

2.2 修正的理論計(jì)算方法

目前國(guó)際上有些學(xué)者通過修正狀態(tài)方程的方式來提高最小混相壓力預(yù)測(cè)模型的精度,而臨界參數(shù)一般認(rèn)為較準(zhǔn)確。但目前的研究都忽視了混相準(zhǔn)則在最小混相壓力中的作用。本研究提出的混相準(zhǔn)則如式(4)所示。采用該預(yù)測(cè)方法對(duì)收集和調(diào)研到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)測(cè),結(jié)果如表3所示,可以看出修正后的模型計(jì)算精度誤差最小,基本控制在10%以內(nèi)。

式中,Fm是混相函數(shù);zi體系中組分i的總摩爾分?jǐn)?shù)。

表3 修正理論計(jì)算方法計(jì)算精度Table 3 Calculation precision of revised theoretical calculation method

3 結(jié)論

(1)在最小混相壓力影響因素分析基礎(chǔ)上,對(duì)目前的常規(guī)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行了修正,建立了新的混相壓力經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)模型。

(2)提出了新的混相準(zhǔn)則來提高理論預(yù)測(cè)方法的計(jì)算精度,通過混相準(zhǔn)則的修正,理論預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)精度明顯增高,精度也在90%以上。

(3)最小混相壓力的預(yù)測(cè)對(duì)注氣開發(fā)具有很重要的影響,目前的方法都有一定的局限性,只有經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試,方能獲得具有代表性的最小混相壓力預(yù)測(cè)方法。

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(編輯 閆玉玲)

Modified Method for Minimum Miscible Pressure Prediction

Wang Xiangzeng1,Gao Ruimin1,Jiang Shaojing1,Wang Chengjun1,Xue Yuan1,Zhao Xiaoliang2
(1.Shaanxi Extend Oil(Group)Co.Ltd.,Xi'an Shaanxi710075,China; 2.China University of Petroleum,Beijing102249,China)

The minimum miscible pressure(MMP)is one of the key parameters in gas flooding technology.In present,the MMP is forecasted using empirical formula method and theoretical calculation method.The research proposed a modified empirical formula method considering the key influence parameters to MMP.At same time,combining with reservoir engineering method,phase equilibrium theory,reservoir numerical simulation technology and so on,an amended tie line analytical method theory forecasting model was built.The calculation accuracies of the two MMP forecasting models are evidently improved with the calculation accuracy to be over 90%.

Gas flooding;Minimum miscible pressure;Reservoir engineering method;Theory calculation method

TE33

:A

10.3969/j.issn.1006-396X.2017.01.009

1006-396X(2017)01-0042-03投稿網(wǎng)址:http://journal.lnpu.edu.cn

2016-04-12

:2016-10-10

國(guó)家科技支撐計(jì)劃“陜北煤化工CO2捕集、埋存與提高采收率技術(shù)示范(2012BAC26B00);特低滲透油藏高效開發(fā)提高采收率示范工程(陜國(guó)土資礦發(fā)(2011)80號(hào))(ycsy2012ky-G-03)。

王香增(1968-),男,博士,教授級(jí)高級(jí)工程師,從事低滲、特低滲油氣勘探開發(fā)研究;E-mail:sxycpcwxz@126.com。

王成俊(1981-),男,博士,工程師,從事提高采收率技術(shù)研究;E-mail:459156846@qq.com。