第22卷第2期天然氣工業(yè)開發(fā)試采一少一少一少一心一少少少少一少一少少少一少少少一少少少少少小天然氣偏差系數(shù)的測定劉建儀*李士倫郭平鄒振趙曉鋒杜建芬西南石油學院石油工程學院)劉建儀等.天然氣偏差系數(shù)的測定天然氣工業(yè)20022x2)63~65摘要天然氣偏差系數(shù)是氣田和凝析氣田開發(fā)中一項非常重要的基礎數(shù)據(jù)主要用于油氣藏儲量計算等油氣藏工程、采氣工程和地面工程中近年來天然氣偏差系數(shù)的測試越來越受到重視但目前我國還沒有建立天然氣偏差系數(shù)的測定標準。針對干氣、濕氣和凝析氣的特點利用高壓物性PVT分析儀分別給出了干氣、濕氣和凝析氣偏差系數(shù)的實驗測定方法對于凝析氣還考慮了露點壓力以上和露點壓力以下偏差系數(shù)實驗測定方法的差別,同時給出了實驗步驟。采用該方法對我國幾個氣田和凝析氣田的天然氣偏差系數(shù)進行了實驗測試并與四種常用計算方法的預測結果進行了比較結果表明該測試方法用于干氣較準確誤差在1%以內用于凝析氣誤差較大在7.02%以內平均相對誤差1.61%~1.98%最大相對誤差6.67%~7.02%最小相對誤差-0.04%~0.2%。這說明該方法是行之有效的主題詞天然氣偏離系數(shù)實驗室實驗測定標準天然氣藏凝析油氣藏在氣田和凝析氣田開發(fā)中天然氣偏差系數(shù)是氣應采用不同的測定原理進行偏差系數(shù)的測定。項非常重要的基礎數(shù)據(jù)。目前確定天然氣偏差系(1開氣偏差系數(shù)的測定方法數(shù)的方法有計算法和實驗測定法兩種而計算法又干氣偏差系數(shù)的測定方法是,先將天然氣恒溫可分為查圖法、經驗公式法和狀態(tài)方程法。狀態(tài)方恒壓到實驗所要求的壓力溫度下測量氣樣體積然程法需要較多的基礎數(shù)據(jù)在計算z系數(shù)時可靠性后將天然氣放到室溫室壓下再測量其體積最后用不穩(wěn)定,而且需要利用實驗數(shù)據(jù)擬合確定狀態(tài)方程氣體狀態(tài)方程計箅岀偏差系數(shù)測試流程見圖1。計中的不確定的重組分參數(shù)故在氣液平衡計算中才算公式如下大量使用。查圖法和經驗公式法實用簡單可靠得△VT到了廣泛應用幾個常用的經驗公式法是利用狀態(tài)方程回歸 Standing&Katz的z系數(shù)圖版數(shù)據(jù)得到式中p、pw分別為PvT筒壓力和室壓 MPa ip w的。査查圖法計算的偏差系數(shù)與實驗測定值比較接對濕式氣量計為室溫下水的飽和蒸氣壓,對干式氣近13個氣樣的測試結果表明最大誤差小于7%,量計為0,MPa;T、T,分別為PVT筒溫度和室溫平均誤差基本等于零但對含有非烴成分的天然氣,KV、V分別為PVT筒放出氣體積和室溫室壓下需要對擬臨界參數(shù)進行校正當H2S、CO2的含量較放出氣體積mlb大時校正后的偏差系數(shù)也存在較大的誤差。因此實驗測定法是一種基本的確定天然氣偏差系數(shù)的精確可靠的方法近年來天然氣偏差系數(shù)的測試越來越受到重視但目前我國還沒有建立天然氣偏差系數(shù)的測定標準。本文將給出一種實驗測定干氣、濕只贏分高氣和凝析氣偏差系數(shù)的方法。氣量計PVT實驗測定方法1.實驗測定原理針對不同特征的天然氣例如干氣、濕氣和凝析圖1天然氣偏差系數(shù)測定劉建儀作者簡介見本刊2001年第21卷第5期。地址(637001四川省南充市。電話(0817)643081開發(fā)試采天然氣工業(yè)2002年3月(2濕氣和露點壓力以上凝析氣偏差系數(shù)的測力70MPa壓力分辨率0.0lMPa;最高工作溫度定方法200℃溫度分辨率0.1℃PVT筒最大樣品容積400在露點壓力以上凝析氣在地層中總是處于單m( Ruska廂130m(DBR)體積分辨率0.01mlb相氣體狀態(tài)但是濕氣和凝析氣在室溫室壓下會析3.實驗步驟出凝析油其偏差系數(shù)的測定可以采用兩種不同的(1將PVT筒及管線清洗干凈并吹干,對儀器方法進行試溫試壓種是使放出的天然氣保持較高的溫度不讓(2)備氣樣。對干氣可直接采用現(xiàn)場取來的天然氣在整個系統(tǒng)中析岀凝析油,測試流程與圖1氣樣對濕氣和凝析氣氕氣樣需按SYT5543-92《凝相似但需要將采岀系統(tǒng)加熱。對于一些凝析油加析氣藏流體取樣配樣和分析方法》標準進行樣品的熱不能將其全部氣化,就不能采用這種方法。計算配制公式如下:(3將配制好的氣樣約100ml轉到PVT筒中。(2)(4府將其恒溫、恒壓到實驗所要求的值,攪拌穩(wěn)定5小時并靜置半小時讀取PVT筒中氣樣體積。式中:T為閃蒸分離器和氣量計控制溫度K;V為5打開分離器和氣量計上的閥門然后緩慢打放出氣在室壓和控制溫度下的體積ml開PVT筒上的排出閥排氣,同時進泵恒壓保持壓另一種方法是在將天然氣放到室溫室壓下后,力排出地層流體10ml左右關閉排氣閥。排氣結不但需要測量氣體體積而且還要測量出凝析油質束后記錄PVT筒中氣樣體積、氣量、油重和密度,量和密度然后將凝析油折算成氣體體積作為氣體并取氣樣和油樣分析組成?？傮w積的一部分最后同樣用氣體狀態(tài)方程計算出(6厘復3~5步進行多次天然氣偏差系數(shù)的偏差系數(shù)測試流程與圖1相同為了同時測出氣油測試必須至少有三次測試值相近其相對誤差不得比閃蒸分離器還需用液氮或冰水冷凍。計算公式超過3%。如下:實驗結果Pw)V,T(3)利用上述原理和儀器對我國幾個氣田的天然v1=V,-"+0.00317(4)氣在地層條件下的偏差系數(shù)進行了測定見表1同時表中也給出了四種常用計算方法的預測結果。表式中:W。為凝析油質量gM為凝析油分子量g/2是測定值與四種常用計算方法的預測值的相對誤mol為凝析油密度ecm3;V為放出氣和放出油差表3是其平均相對誤差統(tǒng)計結果。由此可見該氣化后總體積mlb測試方法用于干氣較準確,誤差在1%以內用于凝3靂點壓力以下凝析氣偏差系數(shù)的測定方法析氣誤差較大在7.02%以內平均相對誤差1.61%在露點壓力以下凝析氣在地層中分離為油氣-1.98%最大相對誤差6.67%~7.02%最小相對兩相其偏差系數(shù)包含氣相z、液相Z和氣液兩相誤差-0.04%~0.2%。Z三種偏差系數(shù)。首先放出一定量的上部氣相,測定氣相偏差系數(shù)Z8然后將PⅤT筒中油氣全部放參考文獻出測定氣液兩相偏差系數(shù)Z計算公式仍然采用式1李士倫等編著天然氣工程北京石油工業(yè)出版社2000(3)(4)液相偏差系數(shù)z。由下式計算2楊繼盛,劉建儀編,采氣實用計算.北京:石油工業(yè)出版(5)社94式中n、nsn分別為總摩爾數(shù)、氣相摩爾數(shù)和油3孫良田等編油層物理實驗北京石油工業(yè)出版社1992摩爾數(shù)mnol4楊通佑等編著,石油及天然氣儲量計算方法.北京冶石油工業(yè)出版社19902實驗儀器天然氣偏差系數(shù)的實驗測定可采用 Ruska2375威廉D麥凱恩JR著.石油流體性質.北京石油工業(yè)出版社984601A無汞PVT儀或DBR-PVT無汞儀,也可6LJ, Wattenbarger R A. Gas Reservoir Engineering SPe采用其它國產PVT儀。 Ruska2370-601A無汞Textbook Series 996 *5第22卷第2期天然氣工業(yè)開發(fā)試采表1天然氣偏差系數(shù)的測定值mol%o項目樣品1樣品2樣品3樣品4樣品5樣品6樣品7樣品80.675CO,1.1260.223.140.780.780.71Nccc96.53391.8675.9579.8479.6260.80.24810.333.876.527.4012.09組231.342.660.550.060.520.610.530.20.490.120.310.080.610.230.660.250.410.29分mccc0.260.580.380.940.503944201.271.481.71C0.290.290.52C0.140.210.190.300.12]0.310.770.090.160.130.240,10.430.080.120.080.160.090.190.410.201.70.5壓力(MPa)47.73235542.1429.3337.1931溫度(℃)105.082.1167.8168.3168.0134.0測定Z值0.8730.940.932D-P-R方法10.8820.9460.9431.0860.9901.0450.9231Y-H方法1,1590.9480.9481.0900.9951.0500.923D-A-K方法1.1560.8850.9460.9451.0860.9921.0460.922查圖法1.1560.8800.9500.941.0900.9931.0500.922表2測定Z值與不同方法預測值的相對誤差確定z的方法樣品1樣品2樣品3樣品4樣品5樣品6樣品7樣品8D-P-R方法1.01.156.671.070.04Y-H方法0.521.640.201.70D-A-K方法0.21.32-0.036.680.10查圖法1.43表3測定Z值與預測值的相對誤差統(tǒng)計預測方法平均誤差最大誤差最小誤差收稿日期2001-12-18編輯韓曉渝)D-P-R方法1.616.67Y-H方法0.2D-A-K方法1.696.68查圖法1.696.780.l1