最小混相压力修正方法研究

王香增高瑞民江绍静王成俊薛 媛赵晓亮

(1.陕西延长石油(集团)有限责任公司,陕西西安710075;2.中国石油大学(北京),北京102249)

最小混相压力修正方法研究

王香增1,高瑞民1,江绍静1,王成俊1,薛 媛1,赵晓亮2

(1.陕西延长石油(集团)有限责任公司,陕西西安710075;2.中国石油大学(北京),北京102249)

最小混相压力(MMP)是气驱提高采收率研究中重要参数之一。最小混相压力计算方法包括经验公式法和理论预测法。在深入研究最小混相压力的主控影响因素基础上,建立了修正的最小混相压力经验计算模型,同时对目前的理论预测方法提出了提高计算精度的研究思路。提出的理论计算方法和经验预测方法计算精度都在90%以上,具有较好的可靠性。

气驱; 最小混相压力; 经验公式法; 理论计算法

最小混相压力是气驱提高采收率研究中重要参数之一。其预测方法包括经验公式法和理论预测法。理论预测方法是在相平衡理论基础上,模拟注入气与原油相间传质过程,通过混相准则预测最小混相压力。理论计算方法计算结果相对可靠,但是所需数据也较多。经验公式法是在油田大量最小混相压力实验数据基础上,通过数学方法,考虑影响最小混相压力的主控因素,回归确定适合该油田的最小混相压力预测模型,其特点是计算简单,但存在一定的区域性[1-2]。

在目前经验公式法和理论计算方法研究现状基础上,考虑影响最小混相压力的主控因素及注入气与原油的混相机理,分别对经验公式法和理论计算方法进行了修正。

1 混相压力影响因素分析

通过文献[3-5]调研,最小混相压力的主要影响因素包括油藏温度、原油组成和注入气组成。

通过敏感性分析可知,最小混相压力随温度、甲烷组分、氮气组分的增加而增加,随中间组分的增大而减小,如图1、2所示。这种变化趋势和文献[6-9]的研究结果相同。

注入气体组分对MMP也有着重要的影响。注入气组分中H2S和中间组分的存在导致较高的注入气体拟临界温度和较低的MMP[10]。能够降低MMP的气体(如H2S、C2H6、C3H8、C4H10、CO2等)的临界温度均较高,而不利于MMP的气体(如N2、CH4等)的临界温度均较低,如图3所示。

图1 温度对最小混相压力的影响Fig.1 Relationship between reservoir temperature and MMP

图2 原油组分对最小混相压力的影响Fig.2 Relationship between crude oil component and MMP

图3 单质气体的P-T相图Fig.3 Pressure-temperature phase diagram of the elemental gases

2 修正的最小混相压力预测方法

2.1 修正的经验公式法

研究参考H.Yuan的经验公式法思路[11-12],在其基础上,提出了新的最小混相压力经验预测方法,该方法首先计算纯CO2最小混相压力,如式(1)所示:

式中,MMPp=PCO2为纯CO2最小混相压力,MPa;PC2-6为原油C2—C6的临界压力,常数;MC7+为原油中C7+以上的摩尔质量,g/mol;T为储层温度,℃;α为相关系数,常数(见表1)。

表1α相关系数Table 1αvalue

研究对H.Yuan方法中的非纯CO2和纯CO2之间的最小混相压力关系式(相对最小混相压力)进行了修正。修正后的关系式如式(2)、(3)所示。

式中,MMPp为相对最小混相压力,MPa;MMPimp为非纯CO2原油最小混相压力,MPa,Tcr为临界温度,K;MMPr为混相压力转换系数。

修正后的经验公式法,计算精度较高,与实验结果对比,精度均在10%以内,如表2所示。

表2 经验公式法计算精度Table 2 Calculation precision of empirical method

2.2 修正的理论计算方法

目前国际上有些学者通过修正状态方程的方式来提高最小混相压力预测模型的精度,而临界参数一般认为较准确。但目前的研究都忽视了混相准则在最小混相压力中的作用。本研究提出的混相准则如式(4)所示。采用该预测方法对收集和调研到的数据进行了预测,结果如表3所示,可以看出修正后的模型计算精度误差最小,基本控制在10%以内。

式中,Fm是混相函数;zi体系中组分i的总摩尔分数。

表3 修正理论计算方法计算精度Table 3 Calculation precision of revised theoretical calculation method

3 结论

(1)在最小混相压力影响因素分析基础上,对目前的常规经验公式进行了修正,建立了新的混相压力经验预测模型。

(2)提出了新的混相准则来提高理论预测方法的计算精度,通过混相准则的修正,理论预测方法预测精度明显增高,精度也在90%以上。

(3)最小混相压力的预测对注气开发具有很重要的影响,目前的方法都有一定的局限性,只有经过大量实验数据测试,方能获得具有代表性的最小混相压力预测方法。

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(编辑 闫玉玲)

Modified Method for Minimum Miscible Pressure Prediction

Wang Xiangzeng1,Gao Ruimin1,Jiang Shaojing1,Wang Chengjun1,Xue Yuan1,Zhao Xiaoliang2
(1.Shaanxi Extend Oil(Group)Co.Ltd.,Xi'an Shaanxi710075,China; 2.China University of Petroleum,Beijing102249,China)

The minimum miscible pressure(MMP)is one of the key parameters in gas flooding technology.In present,the MMP is forecasted using empirical formula method and theoretical calculation method.The research proposed a modified empirical formula method considering the key influence parameters to MMP.At same time,combining with reservoir engineering method,phase equilibrium theory,reservoir numerical simulation technology and so on,an amended tie line analytical method theory forecasting model was built.The calculation accuracies of the two MMP forecasting models are evidently improved with the calculation accuracy to be over 90%.

Gas flooding;Minimum miscible pressure;Reservoir engineering method;Theory calculation method

TE33

:A

10.3969/j.issn.1006-396X.2017.01.009

1006-396X(2017)01-0042-03投稿网址:http://journal.lnpu.edu.cn

2016-04-12

:2016-10-10

国家科技支撑计划“陕北煤化工CO2捕集、埋存与提高采收率技术示范(2012BAC26B00);特低渗透油藏高效开发提高采收率示范工程(陕国土资矿发(2011)80号)(ycsy2012ky-G-03)。

王香增(1968-),男,博士,教授级高级工程师,从事低渗、特低渗油气勘探开发研究;E-mail:sxycpcwxz@126.com。

王成俊(1981-),男,博士,工程师,从事提高采收率技术研究;E-mail:459156846@qq.com。