油藏流体高压物性实验报告

中国石油大

地层油高压物性测定

一、实验目的

1.掌握地层油高压物性仪的结构及工作原理；

2.掌握地层油的饱和压力、单次脱气的测定方法；

3.掌握地层油溶解气油比、体积系数、密度等参数的确定方法；

4.掌握落球法测量地层油粘度的原理及方法。

二、实验原理

1.绘制地层油的体积随压力的关系，在泡点压力前后，曲线的斜率不同，拐点对应的应力即为泡点压力。

2.使PVT筒内的压力保持在原始压力，保持压力不变将PVT筒内一定量的地层油放入分离瓶中，记录放出油的地下体积，记录分离瓶中分出的油、气的体积，便可计算地层油的溶解气油比、体积系数等数据。

3.在地层条件下，钢球在光滑的盛有地层油的标准管中自由下落，通过记录钢球的下落时间，由下式计算原油的粘度：

SKIPIF 1 < 0

其中 μ- 原油动力粘度，mPa·s; t- 钢球下落时间，s；

ρ1、ρ2- 钢球和原油的密度，g/cm3；

k- 粘度计常数，与标准管的倾角、钢球的尺寸及密度有关。

三、实验流程

图一 高压物性试验装置流程图

四、实验步骤

1.泡点压力测定

⑴粗测泡点压力

从地层压力起以恒定的速度退泵，压力以恒定速度降低，当压力下降到速度减慢或不下降甚至回升时，停止退泵。稳定后的压力即为粗测的泡点压力。

⑵细测泡点压力

A.升压至地层压力，让析出的气体完全溶解到油中。从地层压力开始降压，每降低一定压力（如2.0MPa）记录压力稳定后的泵体积读数。

B.当压力降至泡点压力以下时，油气混合物体积每次增大一定值（如5cm3）,记录稳定后的压力（泡点压力前后至少安排四个测点）。

2.一次脱气

⑴将PVT筒中的地层原油加压至地层压力，搅拌原油样品使温度、压力均衡，记录泵的读数；

⑵取一个干燥洁净的分离瓶称重，将量气瓶充满饱和盐水；

⑶将分离瓶安装在橡皮塞上，慢慢打开放油阀门，保持地层压力不变排出一定体积的地层油，当量气瓶液面下降200ml左右时，关闭放油阀门，停止排油。记录计量泵的读数；

⑷提升盐水瓶，使盐水瓶液面与量气瓶液面平齐，读取分离出的气体体积，同时记录室温、大气压；

⑸取下分离瓶，称重并记录。

3.地层油粘度测量

⑴将地层油样转到落球粘度计的标准管中，加热至地层温度；

⑵转动落球粘度计使带有阀门的一端（上部）朝下，按下“吸球”开关，使钢球吸到上部的磁铁上；

⑶转动落球粘度计使其上部朝上，固定在某一角度。按下“落球”开关，钢球开始下落，同时计时开始。当钢球落到底部时自动停止计时，记录钢球下落时间。重复3次以上，直到测得的时间基本相同。

五、数据处理与计算

1.泡点压力的确定：

根据测定的一系列压力P和相应的累积体积差ΔV，绘制P-ΔV关系图，由曲线拐点求出泡点压力值。

表一 压力与体积关系测定原始记录

地层温度：40.0℃ 地层压力：12MPa 粗测泡点压力Pb

压力/Mpa

12

10

8

6

4

2.58

2.42

2.40

2.37

2.28

泵读数/cm3

120.0

118.7

117.3

116.2

114.9

104.9

94.9

84.9

74.9

64.9

体积差/cm3

0.0

1.3

1.5

1.0

1.3

10.0

10.0

10.0

10.0

10.0

累积体积差/cm3

0.0

1.3

2.8

3.8

5.1

15.1

25.1

35.1

45.1

55.1

由P和ΔV的数据得出P-ΔV关系图，如图2所示：

经曲线拟合，由上图拟合出两条直线的方程：

① y=-1.5698x+12.082

② y=-0.0065x+2.6381

联立两个方程得出泡点压力：Pb=2.5988MPa

2.地层油物性参数计算：

地层油物性参数计算原始数据如表二：

表二 地层油单次脱气实验原始记录

室温：17.5℃

脱气油密度ρos=0.884g/cm3 脱出气体密度ρgsc=0.0018g/cm3

计量泵刻度(cm3)

脱气油质量(g)

脱出气量

（ml）

脱气前

N1

脱气后

N2

地层油体积

N2-N1

分离瓶

质量G1

（分离瓶+油）质量G2

脱气油质量

G2- G1

119.0

124.8

5.8

48.623

52.320

3.697

198.0

⑴计算脱气原油体积Vo：根据脱气油质量Go和密度ρos计算

SKIPIF 1 < 0

⑵计算标准状况下分离出气体的体积 SKIPIF 1 < 0 ，

室内条件下分出气体的体积：

SKIPIF 1 < 0

将 SKIPIF 1 < 0 转换成标准状态下的体积：

SKIPIF 1 < 0

式中 tL- 室温，℃；Psc、PL- 标准状况及室温对应的大气压力，MPa。

则 SKIPIF 1 < 0

⑶计算地层油的溶解气油比Rs：

SKIPIF 1 < 0 (cm3/cm3)

⑷计算地层原油体积系数BO：

SKIPIF 1 < 0

⑸计算原油的收缩率E0：

SKIPIF 1 < 0

⑹计算地层原油的密度ρof:

SKIPIF 1 < 0

3.地层油粘度计算：

表三 地层油粘度实验原始记录

钢球密度ρ1=7.86g/cm3 原油密度ρ2=0.698g/cm3 粘度计倾角常数 k=0.0453

序号

1

2

3

时间(s)

8.58

8.68

8.43

选取三组数据的平均值作为计算所用时间：

SKIPIF 1 < 0

原油动力粘度 SKIPIF 1 < 0

六、实验总结

本次实验内容较多，我组成员分工明确、团结合作，顺利完成了测定地层泡点压力、一次脱气以及测量地层油粘度等实验内容。学习了PVT测试，落球法测量粘度等实验方法及实验原理。并通过实验巩固了闪蒸脱气和一次脱气的相关知识，进一步理解了溶解气油比、体积系数等概念。我深切的体会到一些实验操作会对实验的成败起着至关重要的作用，因此要理解每一步操作的意义，严谨认真的去完成实验。在实验中应该注意一下几点，（1）测量泡点压力时，粗测泡点压力很重要，它会影响到实验点的选取。（2）在PVT测试时，每次进泵或退泵后，必须反复摇动PVT筒使其达到平衡状态，再读取相应的稳定数据，这样才能得到正确的实验结果。(3)在测量原油脱气体积时，应当装紧锥形瓶并缓慢打开放油阀，防止锥形瓶脱落。（4）在收集脱气原油的过程中，由于气管堵塞容易导致锥形瓶憋起压力，因此实验过程中必须保证整条气管的顺畅。（5）测量时应注意先读出脱出气体的体积后才能拔出锥形瓶。在读取脱气体积时，应当保证盐水瓶液面与量气瓶液面平齐，防止出现错误。总的来说这次实验我收获很多，锻炼了动手能力，培养了严谨的思维。在此感谢老师的悉心指导。