凝析氣藏露點(diǎn)壓力計(jì)算綜述

1、凝析氣藏露點(diǎn)壓力預(yù)測公式綜述PAGE PAGE 10凝析氣藏露點(diǎn)壓力預(yù)測公式綜述摘要：凝析氣藏在開采過程中，當(dāng)?shù)貙訅毫Φ陀诼饵c(diǎn)壓力時(shí)會出現(xiàn)析出凝析油氣，而使產(chǎn)量快速下降，準(zhǔn)確確定凝析氣藏流體露點(diǎn)壓力對凝析氣藏十分重要?，F(xiàn)有條件下，凝析氣藏露點(diǎn)壓力預(yù)測的公式主要有孫志道關(guān)聯(lián)式、楚紀(jì)正等經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式、N-K關(guān)聯(lián)式、王海應(yīng)等關(guān)聯(lián)式、郭平等關(guān)聯(lián)式、何江川等關(guān)聯(lián)式。不同的關(guān)聯(lián)式運(yùn)用于不同條件下各有優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：凝析氣藏；露點(diǎn)壓力；關(guān)聯(lián)式凝析氣藏是介于油藏與氣氣藏之間的一種特殊的氣藏，在地下深處高溫高壓下的氣藏?zé)N類氣體經(jīng)采到地面以后，由于溫度和壓力的降低反而會凝結(jié)出液態(tài)石油。凝析氣藏在開采過程中，當(dāng)?shù)貙訅毫?/p>

2、低于露點(diǎn)壓力是就會出現(xiàn)反凝析現(xiàn)象，從而產(chǎn)量快速下降，所以確定露點(diǎn)壓力很重要。國內(nèi)外對凝析氣藏露點(diǎn)壓力做了很多的研究，Olds等發(fā)現(xiàn)凝析氣的組成與露點(diǎn)壓力有一定的關(guān)系，中間組分含量對露點(diǎn)壓力影響較大，而溫度變化對露點(diǎn)壓力影響相對較小。1孫志道關(guān)聯(lián)式1孫志道等利用塔里木盆地20多組凝析氣藏流體相態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用多元回歸方法，建立了露點(diǎn)壓力 Pa與組成、C7+分子量、密度、混合物平均分子量及地層溫度等參數(shù)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式：Pd=A1-A2Tf-A3(N2+CO2）-A4C1-A5(C2-C6)+A6C7+A7MC7+-A8DC7+-A9Ma（1）（1）式中：Pd凝析氣藏露點(diǎn)壓力，MPa；Tf儲層溫度

3、，；N2+CO2凝析氣中N2和CO2含量，%;C1凝析氣中C1的含量，%；C2-C6凝析氣中C2、C3、C4、C5、C6含量之和，%；C7+凝析氣中C7+的含量，%；MC7+為C7+組成的分子量；DC7+C7+組成的密度；Ma凝析氣混合物平均分子量；A1-A9為普遍化參數(shù)如表1。表1 孫志道關(guān)聯(lián)式普遍化參數(shù)值iAiiAi1128.859360.45592-0.123970.14593-0.99018-8.17144-0.75459-0.55345-0.92432.楚紀(jì)正等經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式2楚紀(jì)正等基于前蘇聯(lián)apaHe的露點(diǎn)壓力計(jì)算曲線圖建立；了如下的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式：Pd=(A1+A2Mm+A13M2m)

4、+(A3+A4Mm+A14M2m)Tf+(A5+A6MmA15M2m)(Tf/10)2 (A7+A8Mm+A16M2m)+ (A9+A10Mm+ A17M2m)(Mg/100) + (A11+A12M2m+A18M2m)(Mg/100)2 （2）（2）式中：A1A18為普遍化參數(shù)，其值如表2。表2 楚紀(jì)正經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式普遍化參數(shù)值iAiiAiiAi1254.747-0.32752130.0849612-9.95418-0.017871140.0006872830.4095897.204115-0.00088234-0.03132310-0.47454160.00166355-0.89123115.

5、3827170.005361160.05406312-0.22453180.0051964 (3) (4)（3）(4)式中：Zi組分i的摩爾分?jǐn)?shù)；Mi組分i的分子量；Wi組分i的重量分?jǐn)?shù)。對于C7+的分子量（MC7+）采用下式進(jìn)行校正 (5)(5)式中：、為C7+組分在20時(shí)的實(shí)測密度和校正密度，g/cm3MC7+為C7+組成的實(shí)測分子量。C7+組分的校正密度為： (6)3.Nementh等（N-K）關(guān)聯(lián)式3Nementh等通過采用直接實(shí)驗(yàn)和文獻(xiàn)搜索得到579個(gè)露點(diǎn)壓力數(shù)據(jù)，建立了凝析氣藏流體露點(diǎn)壓力關(guān)于溫度和組成的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)式，如（6）式： （6）M=(MC7+)/(DC7+0.1) 10-3

6、 （7）L=(C7+/100)(MC7+) （8）T=Tf+273.15 (9) Tf地層溫度，。A1-A12為普遍化參數(shù)如表3表3 N-K關(guān)聯(lián)式普遍化參數(shù)值iAiiAi1-2.062305410-277.429995110-326.625972810-38-0.11381210-33-4.467055910-396.247649710-34-1.880702310-310-0.107168710-353.267371410-31110.74662210-36-3.645327710-3126.89510-34.王海應(yīng)等關(guān)聯(lián)式4在對孫志道關(guān)聯(lián)式、楚紀(jì)正等經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式、Nementh等（N-K）關(guān)

7、聯(lián)式研究分析的基礎(chǔ)上，正對其中的不足點(diǎn)，王海應(yīng)等人建立了如下關(guān)聯(lián)式： (10)C7+為C7到C11+之間的組分合并而成的假組分，在組分組合過程中需滿足下面3個(gè)約束方程： (11) (12) (13)A1A10為普遍化參數(shù)，采用最小二乘法擬合得到的，相應(yīng)數(shù)值如表4表4 王海應(yīng)等關(guān)聯(lián)式普遍化參數(shù)值iAiiAi1554.56026457.54772-0.211870.17443-445.64698-62.93164-447.1429-156.85835-713.05510-49.4133（8）（11）式中：ZC7+C7+的摩爾組成；SGC7+為C7+的比重。5.多孔介質(zhì)影響下凝析氣藏露點(diǎn)壓力預(yù)測公式

8、對于多孔介質(zhì)對相態(tài)影響的分析在實(shí)際氣藏和實(shí)驗(yàn)室條件下是兩個(gè)完全不同的過程，不同學(xué)者得出的觀點(diǎn)不一樣。閆慶來等人用C1-C5二元體系進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)顯示，多孔介質(zhì)加速了反凝析的進(jìn)程，凝析氣的露點(diǎn)與無介質(zhì)時(shí)相比提前了，朱維耀等人用同樣流體體系進(jìn)行的試驗(yàn)表明，有多孔介質(zhì)存在時(shí)凝析氣的露點(diǎn)壓力略低于五介質(zhì)時(shí)的露點(diǎn)壓力，在臨界點(diǎn)附近多孔介質(zhì)對露點(diǎn)壓力的影響較小。5.1 郭平等關(guān)聯(lián)式5為了更好的解釋試驗(yàn)現(xiàn)象，郭平等人建立了一種新的考慮多孔介質(zhì)毛管壓力和吸附作用影響的理論模型，采用一個(gè)真實(shí)體系和一個(gè)假象體系，分別分析了不同試驗(yàn)結(jié)果存在的可能性及多孔介質(zhì)對地層中凝析氣露點(diǎn)影響的變化趨勢。在多孔介質(zhì)中，處于氣相平衡時(shí)

9、有Lin=Vin=Lifr=Vifr （14）在露點(diǎn)處有Vin=Lifr=Vifr (15)熱力學(xué)平衡方程組6 78 (16)物質(zhì)平衡方程 (17)拉普拉斯方程 (18)吸附平衡方程 (19)輔助方程 (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26)對Sa和r進(jìn)行關(guān)聯(lián)9 (27)式中： Lin、Vin、Lifr、Vifr分別為組分i在吸附液相、吸附氣相和液相的化學(xué)位；P系統(tǒng)壓力，MPa；T系統(tǒng)溫度，K；Piv、Pv分別為自由氣相處于相平衡時(shí)液相和氣相的壓力，MPa；Ai單分子i與吸附劑的相互作用能；wislson 參數(shù)；KaBoltzman常數(shù)；hPlanck常數(shù)；mi組分

10、i的分子量；Sa以巖石質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)的比面，m2/g；Vs巖石的外表體積；Af吸附后剩余的總表面積；Ni在Vs體積內(nèi)組分i的吸附量，mol；N在Vs體積內(nèi)的總吸附量，mol；NO總組分；K巖石滲透率，m2；巖石孔隙度；ds巖石密度，g/cm3；xi組分i在吸附相中的摩爾分?jǐn)?shù)；組分i在自由液相中的摩爾分?jǐn)?shù)；組分i在自由氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)；e界面張力；fiN、fiL分別為組分i在自由氣相和液相中的逸度；組分i在自由氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)；Pi組分i的等張比容；dv、dL分別為自由氣相和自由液相的密度；r孔道半徑，cm；自由氣液相對多孔介質(zhì)的潤濕角。5.2何江川等關(guān)聯(lián)式10何江川等關(guān)聯(lián)式數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)式模型假設(shè)條件：

11、（1）開采過程中，凝析氣藏溫度保持不變；（2）忽略開采中巖石膨脹對孔隙空間的影響，認(rèn)為該過程是一個(gè)定容過程；（3）混合氣體系同時(shí)滿足相平衡和吸附平衡，狀態(tài)發(fā)生改變，吸附平衡也同時(shí)化；（4）自由態(tài)氣體決定相平衡變化規(guī)律，吸附層氣體脫附成為自由態(tài)氣體以后才對相平衡產(chǎn)生影響。設(shè)已知的一個(gè)由n個(gè)組成構(gòu)成的油氣烴類體系。溫度為（T），取1mol的質(zhì)量數(shù)作為分析單元，則露點(diǎn)壓力計(jì)算關(guān)聯(lián)式模型為： （i=1，2，n）； （28） （29）式中：fio體系中各組分在氣相中的逸度；fil 體系中各組分在液相中的逸度；Zi體系的摩爾組成；Xi體系的摩爾組成；Ki平衡常數(shù)。圖1 凝析氣藏相態(tài)圖11在引入吸附作用以后

12、Zi發(fā)生改變，AB段成為變組成衰竭過程圖1。為了計(jì)算氣體脫附引起的組成變化，可將AB壓力段劃分成許多小的區(qū)段AA1，A1A2，A2A3，區(qū)段劃分得越細(xì)，則組成變化計(jì)算得越準(zhǔn)確。在溫度(T)下設(shè)A點(diǎn)的mol組成為ZAi，壓力為（PA），A1點(diǎn)的壓力為PA1；根據(jù)氣體吸附理論對A點(diǎn)可計(jì)算出吸附層的摩爾組成（CAi）、吸附量（NA），同時(shí)對A1點(diǎn)可計(jì)算吸附層的摩爾組成（CA1i）、吸附量（NA1），A1點(diǎn)自由氣體的摩爾組成為ZA1i。 (30)式中：NANA1為AA1段脫附氣體的總量；CA1NA- CA1NA1第i組分的脫附量。將ZA1i帶人（28）（29）式得到新的露點(diǎn)壓力（P1）。判斷若P1PA

13、1則P1即為真實(shí)露點(diǎn)壓力；若P1PA1，繼續(xù)在A1A2段計(jì)算組成變化。結(jié)束語對于凝析氣藏露點(diǎn)壓力的計(jì)算有多種方法，不同方法考慮的因素不一樣，在針對具體問題時(shí)要充分考慮和分析凝析氣藏的特征和參數(shù)，再選取適合本凝析氣藏的露點(diǎn)壓力的計(jì)算公式。參考文獻(xiàn) 1 孫志道，李云娟等. 凝析氣藏早期開發(fā)氣藏工程研究M.北京：石油工業(yè)出版社，2003.2 楚紀(jì)正，左有祥，鄭希譚. 預(yù)測凝析氣露點(diǎn)壓力及最大反凝析液體積的新經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式J. 石油勘探與開發(fā)，1994，02:69-73+86+122-123.3 Nementh I.K，Kennedy H T.A correlation of dew point pres

14、sure with fluid composition and temperatureJ.SPE Journal，1967，7:99-1044 王海應(yīng)，劉煌，昌倫杰，魏聰，王海波，孫長宇. 凝析氣藏流體露點(diǎn)壓力預(yù)測模型對比與開發(fā)J. 天然氣地球科學(xué)，2013，04:853-858.5 孫良田，孫雷，李士倫. 多孔介質(zhì)對凝析氣露點(diǎn)的影響討論J. 中國海上油氣.地質(zhì)，2001，03:53-58.6 郭平，孫良田，孫雷.多孔介質(zhì)毛細(xì)管壓力對凝析油氣相態(tài)影響研究.石油勘探與開發(fā)， 1994， (4): 6469.7 郭天民.多元汽-液平衡和精餾.北京:化學(xué)工業(yè)出版社， 19838 齋藤正三郎.統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)在推算平衡物性中的應(yīng)用.北京:化學(xué)工業(yè)出版社， 19869 LiS， Sun Le，Huang Yetal. A modified cubic equation of state a