黄河口凹陷流体PVT特征参数预测方法研究

2017-11-07吴春新张言辉周凤军崔名喆

中国石油大学胜利学院学报 2017年3期

关键词：黄河口流体黏度

吴春新,张言辉,周凤军,刘学,崔名喆

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300452)

2017-07-20

国家科技重大专项(2011ZX05024-002-007)

吴春新(1986—),男,黑龙江齐齐哈尔人,中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院工程师,硕士,主要从事油气田开发研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2017.03.004

黄河口凹陷流体PVT特征参数预测方法研究

吴春新,张言辉,周凤军,刘学,崔名喆

(中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300452)

针对黄河口凹陷流体PVT特征参数预测问题,确定影响各个参数的主要因素,在充分利用地面和地层原油物性资料的基础上,结合油藏工程原理采用线性回归方法总结建立黄河口凹陷体积系数、溶解气油比以及地层原油黏度的经验公式。研究结果表明:溶解气油比与体积系数呈良好的线性关系,两者之间可以相互预测;地面脱气原油黏度和地面密度可用于预测地层原油黏度;溶解气油比可采用地层压力、地层温度和地面原油密度预测。研究结果为黄河口凹陷油田勘探开发以及储量计算提供技术支撑。

黄河口凹陷;PVT特征;地层流体性质;预测方法

流体PVT参数是勘探开发及储量计算的基础资料,是科学合理评价油田的基础[1-3]。各参数的确定常通过对地层流体样品进行PVT分析完成[4]。海上油田受到海况、工期、天气及经济等因素制约,测试取样次数有限,油田的样品点较少,甚至得不到实验分析数据。此外,勘探开发一体化背景下,勘探评价、储量评价与地质油藏方案并行开展,部分资料尚未取全或分析完毕,需要立刻开展快速评价,为下一步的勘探部署提出建议。因此,借助现场采集的资料数据,用有关的经验公式间接获得所需参数很有必要。国内外许多学者对此已有大量研究。通过研究体积系数、热膨胀系数及压缩系数的影响因素和规律,提出了相应参数的数学表达式[5];针对注入气体量以及成分对PVT参数的影响进行了研究[6-7];采用室内试验的方法研究不同组分对PVT特征参数的影响[8]。但前人鲜有针对海上油田PVT特征参数区域规律的研究。黄河口凹陷地区开发程度相对较高,流体资料丰富,笔者以该区域为研究对象,建立地层流体性质预测方法。

1 地层流体性质关系建立

选取渤海油田黄河口凹陷10个油田的流体数据,层位涵盖馆陶组、明化镇组、东营组、沙河街组。其中,地层原油数据样本57个,地面原油数据样本73个,共计130个样本点。

1.1 原油体积系数

地层条件下原油中的饱和天然气被采至地面时,由于压力和温度的降低,溶解气从原油中分离出来,使得原油体积缩小,因此地层原油原始体积系数主要与原始状况下所溶解的天然气量有关。通过建立黄河口凹陷原油的原始体积系数与原始溶解气油比关系后发现,两者呈较好的线性关系(图1),经验公式的基本形式如下:

Bo=0.003 2Rs+1.005 9.

(1)

式中,Bo为原油原始体积系数;Rs为原始溶解气油比,m3/m3。

1.2 地层原油黏度

地层原油黏度除受到地层温度和地层压力的影响,还受原油组分和天然气在原油中的溶解度影响。在饱和压力以上,因受到流体压缩性影响,地层原油黏度随压力升高而增大;在饱和压力以下,主要受天然气释放的影响,随着压力降低其黏度升高。黄河口凹陷大部分区域属于正常温压系统,为了方便使用,用深度参数代替温度和压力,分别建立地层原油黏度与深度、地面密度和地面黏度的关系(图2、图3、图4)。研究发现,地层原油黏度与埋深相关性较差,用埋深可定性描述地层黏度;地面密度的相关系数为0.74,相关性较好,地面黏度的相关系数为0.93,相关性最好。地面黏度可用来预测地层原油黏度,关系式如下:

μos=0.347 1μod+0.922 9.

(2)

式中,μos为地层原油黏度,mPa·s;μod为地面原油黏度,mPa·s。

图1 体积系数与溶解气油比关系

图2 地层黏度与埋深关系

1.3 溶解气油比

溶解气油比与原始地层压力、原始地层温度、地面原油密度有关,对溶解气油比进行预测时,首先采用单因素分析方法,研究发现,每个因素相关性都很差,说明对溶解气油比来说,没有一个起主导作用的参数。后考虑采用多元线性回归的方法,公式构成有以下3个特点:

(1)包含地层压力、地层温度以及原油密度3个参数;

(2)各个参数采用对数形式以减小误差;

(3)每一个参数在公式中的正负相关用“+”和“-”控制。

图3 地层黏度与地面密度关系

图4 地层黏度与脱气原油黏度关系

将样本点数据应用多元线性回归建立数学模型,对复杂的矩阵模型进行规划求解,得出其中的常数项,最终建立了溶解气油比经验公式如下:

lnRs=0.51lnP-1.26lnT-6.086lnρ-7.73.

(3)

式中,Rs为原始溶解气油比;P为地层压力,MPa;T为地层温度,℃;ρ为地面密度,t/m3。

该公式应用范围如表1。

表1 溶解气油比公式的应用范围

2 实例应用

渤中X油田属于短平快项目,勘探评价、储量评价与开发评价工作并行开展,快速评价的开展对保证项目的研究质量具有重要意义。为了配合开展快速评价,利用该流体预测方法在评价过程中成功预测6个样品的地层流体性质(表2),预测误差结果(图5～7)显示,地层黏度误差7%,溶解气油比误差10%,体积系数误差仅为3%,可有效地指导该油田的快速评价。