考虑地层水存在的高温高压凝析气藏相态研究.pdf

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1、2010年7月西安石油大学学报(自然科学版)Ju1．2010第25卷第4期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．25No．4文章编号：1673-064X(2010)04-0028-04考虑地层水存在的高温高压凝析气藏相态研究汤勇，杜志敏，孙雷，潘毅(西南石油大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室，I~,-1JII成都610500)摘要：高温高压凝析气藏地层水的存在对相态和开发动态的影响不容忽略．基于活度系数模型并结合PR状态方程，建立了考虑地层水的烃水体系气一液一液三相相平衡计算模型．针

2、对实例凝析气藏，通过实验和理论模拟手段研究了地层水存在时温度和压力对凝析气中水含量、油气水三相相体积、饱和压力、P—T相图以及反凝析液量的影响规律．研究结果显示，温度越高气中凝析水含量越高，而且随压力降低呈指数增加．地层水存在使凝析气藏露点压力和最大反凝析液量均增加，这说明地层水存在加剧了反凝析．考虑地层水存在的烃水体系P．T相图更能反映油气水三相相态特征．由此可见，高温高压凝析气藏必须考虑地层水存在对相态及开发过程可能带来的影响．关键词：高温高压凝析气藏；地层水；烃一水体系；相态中图分类号：TE372文献标识码：A油气藏储层多孔介质中不可避免有大量地层水液量变化

3、的影响．该工作对认识高温高压凝析气藏(束缚水、层问水或边底水)与烃类体系长期共存．真实的相态特征和开发过程相态变化具有重要由于在低温低压下烃与水相互溶解的溶解度低，因意义．而通常可以忽略水对烃类相态的影响．但随着温度升高，水在烃类气相的溶解度增大，水极容易以蒸气1烃水相平衡热力学模型状态存在于油气藏，成为天然气体系中的一部分，特别是高温高压凝析气藏引．如当温度高达190oC、基于油气水三相平衡热力学理论，假设一油气压力在65MPa下的北海油藏，实验测定气相中水的水体系有17,个组分，达到相平衡时要求混合物各组摩尔分数达到3．5％．这将对气藏及凝析气藏相态分满足物料

4、平衡和热力学平衡条件．故有物料平衡变化、储量计算和生产动态的评价产生影响圳．因和归一化方程加]此，必须考虑高温高压油气藏的烃水相平衡问题．简单烃一水体系的流体相态在化学工程中有过nc{∑=∑=∑y=∑=1；(1)广泛研究¨J，但地层水对多组分的凝析气藏相态l1‘1li=l影响规律至今却研究较少

5、5．本文建立了烃水相+L1i．1+L2。．2=．平衡热力学理论计算模型，通过实验和理论模拟研定义平衡常数表达式fk=Yi／x】；究了地层水存在对高温高压凝析气藏烃水互溶规，(2)律、饱和压力、油气藏p—r相图以及凝析气藏反凝析tk．2=Xi,2／x．1．收稿日期：2010-

6、03-0t基金项目：国家自然科学基金项目(编号：50604011)资助作者简介：汤勇(1975一)，男，博士，副研究员，主要从事油气藏流体相态理论与测试、气田与凝析气田开发工程及注气提高油气采收率研究．E—mail：tangyong2004@126．com．汤勇等：考虑地层水存在的高温高压凝析气藏相态研究一29一热力学平衡条件(各相中各组分逸度相等)为模拟计算(图1和图2)．(Y1，Y2，⋯，Y)一1(Y1，Y2，⋯，Y)=0；由图和表可见，压力不变时，随着温度的升高饱和凝析水含量增加，在温度为130℃附近存在一个1(Yl，Y2，⋯，Y)一2(Y1，Y2，⋯，Y)

7、=0．拐点，温度继续增加，气中凝析水含量增加更快．温(3)度不变，凝析水含量随地层压力降低呈指数增加，当选用PR状态方程表1含地层水和不含地层水井流物组成P=一=．’(L4斗)混合规则选用超额自由能型Huron—Vidal汽液相平衡混合规则¨。。，其形式为am【∑ai一(5)b=∑xib．(6)其中，A：2l＼f021，G：是一定组成、温度和—1j无限大压力下过量自由能，可通过NRTL活度系数模型计算得到．式中：、、分别代表平衡时气相、液相I和液相Ⅱ的摩尔分数；y。、¨、分别代表平衡时气相、液相I、液相Ⅱ各相中第i个组分的摩尔分数；代表油气水体系中第个组分的总摩尔

8、分数；¨和k分别为气相与液相I、液相Ⅱ与液相I之间i组分平衡常数．为i组分在气相、液相I和液相Ⅱ中的逸度，i=l，2，⋯，n．表2不同温度下饱和凝析水体积分数测试结果(49．55MPa)2地层水蒸发规律温度／~C饱和凝析水体积分数／10I610o35．22．1考虑地层水的地层流体组成13365．4凝析气藏Ql气井不含地层水和富含气态凝析163235．0水的地层流体样品井流物组成分析结果见表1．气井地层温度t=133℃，原始地层压力P=49．55表3不同压力下的饱和凝析水体积分数测试结果(133℃)MPa．地层水矿化度为69×10～mg／L．从井流物的压力／MPa饱

9、和凝析水体