黃河口凹陷流體PVT特征參數(shù)預測方法研究

吳春新,張言輝,周鳳軍,劉 學,崔名喆

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 渤海石油研究院,天津 300452)

2017-07-20

國家科技重大專項(2011ZX05024-002-007)

吳春新(1986—),男,黑龍江齊齊哈爾人,中海石油(中國)有限公司天津分公司渤海石油研究院工程師,碩士,主要從事油氣田開發(fā)研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2017.03.004

黃河口凹陷流體PVT特征參數(shù)預測方法研究

吳春新,張言輝,周鳳軍,劉 學,崔名喆

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 渤海石油研究院,天津 300452)

針對黃河口凹陷流體PVT特征參數(shù)預測問題,確定影響各個參數(shù)的主要因素,在充分利用地面和地層原油物性資料的基礎上,結合油藏工程原理采用線性回歸方法總結建立黃河口凹陷體積系數(shù)、溶解氣油比以及地層原油黏度的經(jīng)驗公式。研究結果表明:溶解氣油比與體積系數(shù)呈良好的線性關系,兩者之間可以相互預測;地面脫氣原油黏度和地面密度可用于預測地層原油黏度;溶解氣油比可采用地層壓力、地層溫度和地面原油密度預測。研究結果為黃河口凹陷油田勘探開發(fā)以及儲量計算提供技術支撐。

黃河口凹陷;PVT特征;地層流體性質;預測方法

流體PVT參數(shù)是勘探開發(fā)及儲量計算的基礎資料,是科學合理評價油田的基礎[1-3]。各參數(shù)的確定常通過對地層流體樣品進行PVT分析完成[4]。海上油田受到海況、工期、天氣及經(jīng)濟等因素制約,測試取樣次數(shù)有限,油田的樣品點較少,甚至得不到實驗分析數(shù)據(jù)。此外,勘探開發(fā)一體化背景下,勘探評價、儲量評價與地質油藏方案并行開展,部分資料尚未取全或分析完畢,需要立刻開展快速評價,為下一步的勘探部署提出建議。因此,借助現(xiàn)場采集的資料數(shù)據(jù),用有關的經(jīng)驗公式間接獲得所需參數(shù)很有必要。國內(nèi)外許多學者對此已有大量研究。通過研究體積系數(shù)、熱膨脹系數(shù)及壓縮系數(shù)的影響因素和規(guī)律,提出了相應參數(shù)的數(shù)學表達式[5];針對注入氣體量以及成分對PVT參數(shù)的影響進行了研究[6-7];采用室內(nèi)試驗的方法研究不同組分對PVT特征參數(shù)的影響[8]。但前人鮮有針對海上油田PVT特征參數(shù)區(qū)域規(guī)律的研究。黃河口凹陷地區(qū)開發(fā)程度相對較高,流體資料豐富,筆者以該區(qū)域為研究對象,建立地層流體性質預測方法。

1 地層流體性質關系建立

選取渤海油田黃河口凹陷10個油田的流體數(shù)據(jù),層位涵蓋館陶組、明化鎮(zhèn)組、東營組、沙河街組。其中,地層原油數(shù)據(jù)樣本57個,地面原油數(shù)據(jù)樣本73個,共計130個樣本點。

1.1 原油體積系數(shù)

地層條件下原油中的飽和天然氣被采至地面時,由于壓力和溫度的降低,溶解氣從原油中分離出來,使得原油體積縮小,因此地層原油原始體積系數(shù)主要與原始狀況下所溶解的天然氣量有關。通過建立黃河口凹陷原油的原始體積系數(shù)與原始溶解氣油比關系后發(fā)現(xiàn),兩者呈較好的線性關系(圖1),經(jīng)驗公式的基本形式如下:

Bo=0.003 2Rs+1.005 9.

(1)

式中,Bo為原油原始體積系數(shù);Rs為原始溶解氣油比,m3/m3。

1.2 地層原油黏度

地層原油黏度除受到地層溫度和地層壓力的影響,還受原油組分和天然氣在原油中的溶解度影響。在飽和壓力以上,因受到流體壓縮性影響,地層原油黏度隨壓力升高而增大;在飽和壓力以下,主要受天然氣釋放的影響,隨著壓力降低其黏度升高。黃河口凹陷大部分區(qū)域屬于正常溫壓系統(tǒng),為了方便使用,用深度參數(shù)代替溫度和壓力,分別建立地層原油黏度與深度、地面密度和地面黏度的關系(圖2、圖3、圖4)。研究發(fā)現(xiàn),地層原油黏度與埋深相關性較差,用埋深可定性描述地層黏度;地面密度的相關系數(shù)為0.74,相關性較好,地面黏度的相關系數(shù)為0.93,相關性最好。地面黏度可用來預測地層原油黏度,關系式如下:

μos=0.347 1μod+0.922 9.

(2)

式中,μos為地層原油黏度,mPa·s;μod為地面原油黏度,mPa·s。

圖1 體積系數(shù)與溶解氣油比關系

圖2 地層黏度與埋深關系

1.3 溶解氣油比

溶解氣油比與原始地層壓力、原始地層溫度、地面原油密度有關,對溶解氣油比進行預測時,首先采用單因素分析方法,研究發(fā)現(xiàn),每個因素相關性都很差,說明對溶解氣油比來說,沒有一個起主導作用的參數(shù)。后考慮采用多元線性回歸的方法,公式構成有以下3個特點:

(1)包含地層壓力、地層溫度以及原油密度3個參數(shù);

(2)各個參數(shù)采用對數(shù)形式以減小誤差;

(3)每一個參數(shù)在公式中的正負相關用“+”和“-”控制。

圖3 地層黏度與地面密度關系

圖4 地層黏度與脫氣原油黏度關系

將樣本點數(shù)據(jù)應用多元線性回歸建立數(shù)學模型,對復雜的矩陣模型進行規(guī)劃求解,得出其中的常數(shù)項,最終建立了溶解氣油比經(jīng)驗公式如下:

lnRs=0.51lnP-1.26lnT-6.086lnρ-7.73.

(3)

式中,Rs為原始溶解氣油比;P為地層壓力,MPa;T為地層溫度,℃;ρ為地面密度,t/m3。

該公式應用范圍如表1。

表1 溶解氣油比公式的應用范圍

2 實例應用

渤中X油田屬于短平快項目,勘探評價、儲量評價與開發(fā)評價工作并行開展,快速評價的開展對保證項目的研究質量具有重要意義。為了配合開展快速評價,利用該流體預測方法在評價過程中成功預測6個樣品的地層流體性質(表2),預測誤差結果(圖5～7)顯示,地層黏度誤差7%,溶解氣油比誤差10%,體積系數(shù)誤差僅為3%,可有效地指導該油田的快速評價。

表2 地層流體性質預測實例

圖5 地層黏度計算與實測誤差

圖6 溶解氣油比計算與實測

圖7 體積系數(shù)計算與實測誤差

3 結 論

(1)建立黃河口凹陷地層流體特性參數(shù)的經(jīng)驗公式,涵蓋了該區(qū)域的130多個樣品點,給出了經(jīng)驗公式的應用條件,該方法實用性和可操作性較強。

(2)渤海X油田的實測數(shù)據(jù)驗證表明,本公式計算的地層原油黏度、體積系數(shù)和溶解氣油比比較準確、可靠。

(3)對某些油藏沒有實測PVT參數(shù)的情況,可利用方便取到的參數(shù),利用上述經(jīng)驗公式求取地層原油黏度、體積系數(shù)和溶解氣油比。

[1] 李瑞琪.地層原油高壓物性參數(shù)預測方法[J].油氣田地面工程,2009,28(9):81-82.

[2] 朱化蜀.油氣藏流體高壓物性參數(shù)及相態(tài)特征預測方法研究[D].成都:西南石油大學,2006:77- 80.

[3] 李其朋.黑油高壓物性參數(shù)模擬方法及應用[J].油氣地質與采收率,2009,16(3):79-81.

[4] 陳桂華.油藏流體PVT特征參數(shù)預測方法研究[D].成都:西南石油大學,2005:20-24.

[5] 郭平,孫雷,孫良田,等.不同種類氣體注入對原油物性的影響研究[J].西南石油學院學報,2000,22(3):58- 64.

[6] 文玉蓮,杜志敏.注氣對揮發(fā)性原油飽和壓力的影響[J].新疆石油地質,2004,25(5):520-522.

[7] 梅海燕,張茂林,李閩,等.注氣對油藏飽和壓力的影響[J].天然氣勘探與開發(fā),2002,25(2):51-53.

[8] 李愛芬,王守龍,呂姣,等.地層原油組成差異對高壓物性參數(shù)的影響[J].新疆石油地質,2014,35(3):299-302.

TE319

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1673-5935(2017)03- 0013- 03

[責任編輯]胡秋媛