原油高压物性经验公式优选方法及应用研究

李 炎 波

(中海石油中国有限公司， 北京 100010)

原油高压物性参数是油藏储量计算、开发方案、油藏工程和采油工艺研究的重要基础数据，一般通过地层流体样品实验分析获得。原油高压物性参数是试井解释的基础参数，其准确程度直接影响油藏的认识和评价。在新区和新层探井中，通常需要进行矿场不稳定试井，以获得产能设计基础参数。但实践中往往缺少新区和新层的取样数据，此时，原油高压物性参数一般通过经验公式计算获得。

目前国内外研究者提出的原油高压物性经验公式，基本是建立在大量实际油田高压物性参数数据分析的基础上。原油高压物性参数受到组成因素的影响，即使所选参数在经验公式范围之内，计算所得的高压物性参数偏差也可能较大。常用的试井软件中嵌入了大量的经验公式以便对这些参数进行预测，一般一个参数对应多种方法，实践中必须选择结果相对准确的方法。本次研究建立一套定量评价经验公式预测原油物性精确程度的评价方法，可确定原油主要高压物性参数的最优计算方法。

1 优选方法的建立

目前常用的经验公式都是通过不同地区的实际高压物性参数回归分析而获得。虽然理论上不同地区通过大量实测数据的分析都可以给出相应的预测公式，但受数据点数量和数据质量的限制，很难推出代表性的计算公式。目前试井软件中常用的经验公式主要来自于国外专家提出的方法[1-6]，表1给出了不同公式的适用范围，计算参数在该范围内取值是准确预测的前提。

表1 不同方法中经验公式的适用范围

当用于其他地区时，由于原油组成变化等因素的影响，高压物性参数预测的准确性受到影响，在同一地区的不同物性应该存在最优的预测方法。

本次研究思路是，以目标地区选取代表性原油高压物性实验数据为真值，以经验公式计算结果为预测值，通过多方面分析对比相对误差，最后确定不同原油高压物性参数的最优预测方法。

根据统计学原理，引入相对误差、相对误差平均值等参数进行评价。

相对误差越小，计算值相对越精确，其公式为：

Ei=[xtest-xexp)xexp]i×100

式中：Ei— 绝对误差，%；xtest— 计算值；xexp— 实验值。

相对误差平均值公式为：

AE=(1

式中：AE— 相对误差平均值，%；nd— 选取的样品点数量。

计算时有可能出现这样的情况，即计算结果正负误差均较大，但相互抵消而使AE很小。在此进一步引入以下5项参数：

(1)相对误差绝对值的平均值AAE，其值越大，表示预测结果越差。AAE表达式如下：

AAE=(1

(2)相对误差绝对值的最小值Emin，其表达式如下：

Emin=min(|Ei|)

(3)相对误差绝对值的最大值Emax，其值越大，预测结果越差。Emax表达式如下：

Emax=max(|Ei|)

(4)相对误差的均方差S，其值越大则预测结果集中程度越差。S表达式如下：

S2= [1

(5)相关系数r，r越接近1则预测精度越高。其表述式如下：

通过综合分析，最优的预测方法应该与相对误差相关所有参数都相对最小，相关系数最大，亦即相对误差小并且都集中在该最小值附近。在不同地区，只要通过实测高压物性参数与经验公式预测结果的误差的综合分析，就可以给出各高压物性参数最优的预测方法。

2 方法的实践应用

选取某地区不同油田共100组PVT分析资料作为标准样品，高压物性参数统计情况如表2所示。

表2 某油田实际高压物性参数统计

2.1 体积系数经验公式

常用的原油体积系数预测方法有5种，选取100组实测体积系数与经验公式计算值进行相对误差分析，如表3所示。可以看出，Petrosky-Farshad方法最小相对误差Emin为0，最大相对误差Emax最小，相对误差的均方差S最小，相关系数r2最大，是原油体积系数的最优预测方法。图1为不同预测方法相对误差的频率分布图，可以定性判断相对误差趋势。

表3 体积系数经验公式相对误差分析

2.2 饱和压力经验公式

常用的原油饱和压力预测方法有6种，选取100组实测饱和压力与经验公式计算值进行相对误差分析比较，如表4所示。可以看出，Lasater方法最小相对误差Emin最小，最大相对误差Emax最小，相对误差的均方差S最小，相关系数r2最大，是饱和压力的最优预测方法。

2.3 溶解气油比

常用的原油溶解气油比预测方法有5种，选取100组实测溶解气油比与经验公式计算值进行相对误差分析，如表5所示。可以看出，Vazquez-Beggs方法最小相对误差Emin最小，最大相对误差Emax最小，相对误差的均方差S最小，相关系数r2最大，是溶解气油比的最优预测方法。

图1 5种方法的原油体积系数相对误差频率分布图

误差分析方法AE∕%AAE∕%Emin∕%Emax∕%S∕%r2Standing1.25 12.04 0.89 66.86 16.79 0.921Glaso-15.44 17.50 0.14 117.92 20.59 0.941 Marhoun-23.03 27.42 0.45 153.32 31.55 0.885 Petrosky-Farshad-3.90 19.51 0.83 89.15 27.22 0.936 Lasater5.57 14.53 0.02 36.77 16.56 0.950 Vazquez-8.04 12.90 0.46 81.35 18.39 0.922

表5 溶解气油比经验公式相对误差分析

2.4 原油压缩系数经验公式

常用的原油压缩系数预测方法有3种，选取100组实测原油压缩系数与经验公式计算值进行相对误差分析统计，如表6所示。可以看出，Petrosky-Farshad方法最小相对误差Emin最小，最大相对误差Emax最小，相对误差的均方差S最小，相关系数r2最大，是原油压缩系数的最优预测方法。

表6 原油压缩系数经验公式相对误差分析

通过以上计算对比，确定目标地区不同物性参数的最优预测方法(表7)，在应用经验公式预测原油高压物性参数时优先选用。

表7 不同物性参数推荐经验公式

3 结 语

本次研究建立一套定量评价原油高压物性经验公式预测值精确程度的评价方法，并给出了不同高压物性参数最优的经验公式。其他油田可应用本方法确立最优的原油高压物性经验公式，为准确认识油藏、制定合理的开发方案提供理论依据。

[1] Al-Marhoun M A.New Correlation for Formation Volume Factor of Oil and Gas Mixtures[J].Journal of Canadian Petroleum Technology,1992(20)：22-26.

[2] Standing M B.Volumetric and Phase Behavior of Oil Field Hydrocarbon Systems[G].SPE Richardson，TX，1981：121-127.

[3] Vazquez M,Beggs H D.Correlations for Fluid Physical Property Prediction[G].SPE6719,1980:968-970.

[4] Glaso.Generalized Pressure-Volume-Temperature Correlations[G].SPE8016,1980:785-795.

[5] Petrosky J,Farshad F.Pressure Volume Temperature Correlation for the Gulf of Mexico[G].SPE 26644,1993.

[6] Lasater J A.Bubble-Point Pressure Correlation[G].Trans. AIME,1958,213:379-381.