一种原油体积系数测定装置及其测定方法与流程

1.本发明涉及石油天然气技术领域，更具体地说涉及一种原油体积系数测定装置及其测定方法。


背景技术：

2.原油体积系数在容积法储量计算中十分重要，体积系数的微小差异将带来储量计算结果的几何级差异。
3.目前，公开的原油体积系数的实验测定方法是在不考虑储层多孔介质环境下的常规pvt测试单元中进行实验测试的，而地层原油是处在储层的多孔介质中的，这就会导致常规地层原油的体积系数与真实储层条件下的原油体积系数存在着偏差。


技术实现要素：

4.本发明克服了现有技术中的不足，现有的原油体积系数的实验测定方法是在不考虑储层多孔介质环境下的常规pvt测试单元中进行实验测试的，采用上述方法测试得到的地层原油的体积系数与真实储层条件下的原油体积系数存在着偏差，提供了一种原油体积系数测定装置及其测定方法，本发明装置和方法能同时测试考虑储层多孔介质高渗和低渗条件下地层原油的体积系数，测试的储层多孔介质条件下地层原油体积系数更接近真实储层中原油的体积系数。
5.本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
6.一种原油体积系数测定装置，包括高压驱替泵、配样器、高渗储层模拟组件、低渗储层模拟组件、双缸气量计、压力传感器、烘箱和采集器，
7.所述高渗储层模拟组件和所述低渗储层模拟组件采用并联连通的结构，所述高渗储层模拟组件和所述低渗储层模拟组件的入口与所述配样器的出口通过第一管路相连通，在所述第一管路上设置有四通阀门，所述四通阀门的四个端口分别与所述配样器的出口、所述高渗储层模拟组件的入口、所述低渗储层模拟组件的入口和所述压力传感器相连，所述配样器的入口与所述高压驱替泵的出口通过第二管路相连通，在所述高渗储层模拟组件和所述低渗储层模拟组件均与温度传感器相连，所述配样器、所述高渗储层模拟组件、所述低渗储层模拟组件、所述压力传感器和所述温度传感器均设置在地层内，且在所述地层内还设置有用于加热的所述烘箱，所述压力传感器和所述温度传感器的信号输出端与所述采集器的信号输入端相连，所述高渗储层模拟组件和所述低渗储层模拟组件的出口通过气量管路与试管的入口相连，所述试管的出口与所述双缸气量计的入口相连。
8.所述高渗储层模拟组件由第一填砂管和第一玻璃筒组成，所述第一填砂管的入口通过第三管路与所述四通阀的端口相连，所述第一填砂管的出口与所述第一玻璃筒的入口通过第四管路串联，所述第一玻璃筒的出口通过第五管路与所述第一试管的入口相连通。
9.所述低渗储层模拟组件由第二填砂管和第二玻璃筒组成，所述第二填砂管的入口通过第六管路与所述四通阀的端口相连，所述第二填砂管的出口与所述第二玻璃筒的入口
通过第七管路串联，所述第二玻璃筒的出口通过第八管路与所述第二试管的入口相连通。
10.所述温度传感器通过测温管路分别与所述第一玻璃筒和所述第二玻璃筒相连。
11.所述第一填砂管和所述第二填砂管中填充有不同目数的石英砂。
12.所述第一玻璃筒和所述第二玻璃筒均采用高温高压玻璃筒。
13.所述采集器采用具有采集卡的电脑主机。
14.在所述第一管路、所述第二管路、所述第三管路、所述第四管路、所述第五管路、所述第六管路、所述第七管路和所述第八管路上均设置有阀门。
15.一种原油体积系数测定方法，按照下述步骤进行：
16.步骤1，建立模拟组件：
17.在第一填砂管、第二填砂管分别填充不同目数的石英砂并分别与第一玻璃筒和第二玻璃筒串联后，从而形成高渗储层模拟组件和低渗储层模拟组件；
18.步骤2，密封测试、抽真空：
19.对高渗储层模拟组件与低渗储层模拟组件进行独立的密封测试，测试完成后，对高渗储层模拟组件与低渗储层模拟组件进行抽真空操作；
20.步骤3，加热地层：
21.利用烘箱将地层加热至实验所需温度；
22.步骤4，向高渗储层模拟组件中注入地层原油：
23.用高压驱替泵将配样器中地层原油泵入第一填砂管和第一玻璃筒串联组成的高渗储层模拟组件中，待进泵缓慢时，打开压力传感器监测高渗储层模拟组件中的压力，直到压力传感器显示的压力稳定为地层压力
24.步骤5，向低渗储层模拟组件中注入地层原油：
25.用高压驱替泵将配样器中地层原油转入第二填砂管和第二玻璃筒串联组成的低渗储层模拟组件中，待进泵缓慢时，打开压力传感器监测低渗储层模拟组件中的压力，直到压力传感器显示的压力稳定为地层压力
26.步骤6，计算上述压力的高渗条件下体积系数：
27.关闭低渗储层模拟组件出入口阀门，打开高渗储层模拟组件入口阀门，高压驱替泵泵位归零后，将经过第一填砂管后第一玻璃筒中地层原油的一部分恒压闪蒸至地面标况，待高渗储层模拟组件中压力稳定为时记录高压驱替泵进泵量利用地面闪蒸油的质量和密度计算地面闪蒸油的体积为进一步计算压力为时地层原油在高渗条件下体积系数
28.步骤7，计算上述压力的低渗条件下体积系数：
29.关闭高渗储层模拟组件出入口阀门，打开低渗储层模拟组件入口阀门，高压驱替泵泵位归零后，同理待低渗储层模拟组件中压力稳定为时记录高压驱替泵进泵量利用地面闪蒸油的质量和密度计算地面闪蒸油的体积为进一步计算压力为时地层原油在低渗条件下体积系数
30.步骤8，计算多压力的高渗条件下体积系数：
31.依次控制高渗储层模拟组件压力为高渗储层模拟组件各压力测试条件下，高压驱替泵进泵量依次为控制地面闪蒸油的体积均为进一步计算压力为时地层原油在高渗条件下体积系数
32.步骤9，计算多压力的低渗条件下体积系数：
33.依次控制低渗储层模拟组件压力为低渗储层模拟组件各压力测试条件下，高压驱替泵进泵量依次为地面闪蒸油的体积均为进一步计算压力为时地层原油在低渗条件下体积系数
34.步骤10，得到体积系数：
35.最终得到地层原油在原油体积系数测定装置中的体积系数；
36.地层原油在原油体积系数测定装置中的体积系数的计算方法如下：
37.第1个压力点的体积系数：
[0038][0039]
第2、3、4
…
n个压力点的体积系数：
[0040][0041]
进一步的，地层原油在原油体积系数测定装置中的体积系数的计算方法如下：
[0042]
第1个压力点的体积系数：
[0043][0044]
第2、4、5
…
n个压力点的体积系数：
[0045][0046]
其中，是考虑多孔介质高渗时地层原油在地层温度、地层压力下的体积系数，是考虑多孔介质高渗时地层原油在地层温度、饱和压力以上第i 1个压力点时的体积系数；是考虑多孔介质低渗时，地层原油在地层温度、地层压力下的体积系数；是考虑多孔介质低渗时，地层原油在地层温度、饱和压力以上第i 1个压力点时的体积系数。
[0047]
分别为当考虑多孔介质高渗和低渗时，闪蒸至地面体积为的地层原油在地层温度压力下的体积；分别为当多孔介质高渗和低渗时，闪蒸至地面体积为的地层原油在地层温度、饱和压力以上第i 1个压力点下的体积。
[0048]
在步骤1中，第一填砂管和第二填砂管所承受的最大压力为70mpa。
[0049]
在步骤2中，对高渗储层模拟组件、低渗储层模拟组件进行密封测试和抽真空操作，具体步骤如下：
[0050]
对高渗储层模拟组件和低渗储层模拟组件升温加热到150℃后，用高压驱替泵向填砂管、玻璃筒、填砂管与玻璃筒间连接的管线和连接压力传感器间的管线泵注n2对其进行密封性测试，以确保密封性良好后，打开出口阀门，排出n2并用真空泵抽空填砂管与玻璃筒和各管线至真空状态为止。
[0051]
本发明的有益效果为：本发明装置稳定可靠，结构合理，操作简便，利用该装置可准确测定考虑储层多孔介质高温高压环境下地层原油体积系数；
[0052]
本发明能同时测试考虑储层多孔介质高渗和低渗条件下地层原油的体积系数，测试的储层多孔介质条件下地层原油体积系数更接近真实储层中原油的体积系数；
[0053]
本发明考虑了多孔介质吸附作用对地层原油体积系数的影响，考虑了多孔介质比面积大，吸附作用的特点，考虑了多孔介质条件，更接近真实储层条件下地层原油体积系数，更有利地指导储量计算和生产实践。
附图说明
[0054]
图1是本发明的原油体积系数测定装置的结构示意图；
[0055]
图中：1为第一填砂管，2为第二填砂管，3为阀门，4为第一玻璃筒，5为压力传感器，6为温度传感器，7为第一试管，8为双缸气量计，9为高压驱替泵，10为采集器，11为配样器，12为烘箱，13为第二玻璃筒，14为第二试管。
[0056]
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
[0057]
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
[0058]
实施例一
[0059]
一种原油体积系数测定装置，包括高压驱替泵9、配样器11、高渗储层模拟组件、低渗储层模拟组件、双缸气量计8、压力传感器5、烘箱12和采集器10，
[0060]
高渗储层模拟组件和低渗储层模拟组件采用并联连通的结构，高渗储层模拟组件和低渗储层模拟组件的入口与配样器11的出口通过第一管路相连通，在第一管路上设置有四通阀门，四通阀门的四个端口分别与配样器11的出口、高渗储层模拟组件的入口、低渗储层模拟组件的入口和压力传感器5相连，配样器11的入口与高压驱替泵9的出口通过第二管路相连通，在高渗储层模拟组件和低渗储层模拟组件均与温度传感器6相连，配样器11、高渗储层模拟组件、低渗储层模拟组件、压力传感器5和温度传感器6均设置在地层内，且在地层内还设置有用于加热的烘箱12，压力传感器5和温度传感器6的信号输出端与采集器10的信号输入端相连，高渗储层模拟组件和低渗储层模拟组件的出口通过气量管路与试管的入口相连，试管的出口与双缸气量计8的入口相连。
[0061]
实施例二
[0062]
在实施例一的基础上，高渗储层模拟组件由第一填砂管1和第一玻璃筒4组成，第一填砂管1的入口通过第三管路与四通阀的端口相连，第一填砂管1的出口与第一玻璃筒4
的入口通过第四管路串联，第一玻璃筒4的出口通过第五管路与第一试管7的入口相连通。
[0063]
低渗储层模拟组件由第二填砂管2和第二玻璃筒13组成，第二填砂管2的入口通过第六管路与四通阀的端口相连，第二填砂管2的出口与第二玻璃筒13的入口通过第七管路串联，第二玻璃筒13的出口通过第八管路与第二试管14的入口相连通。
[0064]
温度传感器6通过测温管路分别与第一玻璃筒4和第二玻璃筒13相连。
[0065]
实施例三
[0066]
在实施例二的基础上，第一填砂管1和第二填砂管2中填充有不同目数的石英砂。
[0067]
第一玻璃筒4和第二玻璃筒13均采用高温高压玻璃筒。
[0068]
采集器10采用具有采集卡的电脑主机。
[0069]
在第一管路、第二管路、第三管路、第四管路、第五管路、第六管路、第七管路和第八管路上均设置有阀门3。
[0070]
实施例四
[0071]
一种原油体积系数测定方法，按照下述步骤进行：
[0072]
步骤1，建立模拟组件：
[0073]
在第一填砂管1、第二填砂管2分别填充不同目数的石英砂并分别与第一玻璃筒4和第二玻璃筒13串联后，从而形成高渗储层模拟组件和低渗储层模拟组件，其中，第一填砂管和第二填砂管所承受的最大压力为70mpa；
[0074]
步骤2，密封测试、抽真空：
[0075]
对高渗储层模拟组件与低渗储层模拟组件进行独立的密封测试，测试完成后，对高渗储层模拟组件与低渗储层模拟组件进行抽真空操作，其中，具体步骤如下：对高渗储层模拟组件和低渗储层模拟组件升温加热到150℃后，用高压驱替泵向填砂管、玻璃筒、填砂管与玻璃筒间连接的管线和连接压力传感器间的管线泵注n2对其进行密封性测试，以确保密封性良好后，打开出口阀门，排出n2并用真空泵抽空填砂管与玻璃筒和各管线至真空状态为止；
[0076]
步骤3，加热地层：
[0077]
利用烘箱12将地层加热至实验所需温度；
[0078]
步骤4，向高渗储层模拟组件中注入地层原油：
[0079]
用高压驱替泵9将配样器中地层原油泵入第一填砂管1和第一玻璃筒4串联组成的高渗储层模拟组件中，待进泵缓慢时，打开压力传感器5监测高渗储层模拟组件中的压力，直到压力传感器5显示的压力稳定为地层压力
[0080]
步骤5，向低渗储层模拟组件中注入地层原油：
[0081]
用高压驱替泵9将配样器中地层原油转入第二填砂管2和第二玻璃筒13串联组成的低渗储层模拟组件中，待进泵缓慢时，打开压力传感器5监测低渗储层模拟组件中的压力，直到压力传感器5显示的压力稳定为地层压力
[0082]
步骤6，计算上述压力的高渗条件下体积系数：
[0083]
关闭低渗储层模拟组件出入口阀门，打开高渗储层模拟组件入口阀门，高压驱替泵9泵位归零后，将经过第一填砂管1后第一玻璃筒4中地层原油的一部分恒压闪蒸至地面标况，待高渗储层模拟组件中压力稳定为时记录高压驱替泵进泵量利用地面闪
蒸油的质量和密度计算地面闪蒸油的体积为进一步计算压力为时地层原油在高渗条件下体积系数
[0084]
步骤7，计算上述压力的低渗条件下体积系数：
[0085]
关闭高渗储层模拟组件出入口阀门，打开低渗储层模拟组件入口阀门，高压驱替泵9泵位归零后，同理待低渗储层模拟组件中压力稳定为时记录高压驱替泵进泵量利用地面闪蒸油的质量和密度计算地面闪蒸油的体积为进一步计算压力为时地层原油在低渗条件下体积系数
[0086]
步骤8，计算多压力的高渗条件下体积系数：
[0087]
依次控制高渗储层模拟组件压力为高渗储层模拟组件各压力测试条件下，高压驱替泵9进泵量依次为控制地面闪蒸油的体积均为进一步计算压力为时地层原油在高渗条件下体积系数
[0088]
步骤9，计算多压力的低渗条件下体积系数：
[0089]
依次控制低渗储层模拟组件压力为低渗储层模拟组件各压力测试条件下，高压驱替泵9进泵量依次为地面闪蒸油的体积均为进一步计算压力为时地层原油在低渗条件下体积系数
[0090]
步骤10，得到体积系数：
[0091]
最终得到地层原油在原油体积系数测定装置中的体积系数；
[0092]
地层原油在原油体积系数测定装置中的体积系数的计算方法如下：
[0093]
第1个压力点的体积系数：
[0094][0095]
第2、3、4
…
n个压力点的体积系数：
[0096][0097]
进一步的，地层原油在原油体积系数测定装置中的体积系数的计算方法如下：
[0098]
第1个压力点的体积系数：
[0099][0100]
第2、4、5
…
n个压力点的体积系数：
[0101]
[0102]
其中，是考虑多孔介质高渗时地层原油在地层温度、地层压力下的体积系数，是考虑多孔介质高渗时地层原油在地层温度、饱和压力以上第i 1个压力点时的体积系数；是考虑多孔介质低渗时，地层原油在地层温度、地层压力下的体积系数；是考虑多孔介质低渗时，地层原油在地层温度、饱和压力以上第i 1个压力点时的体积系数。
[0103]
分别为当考虑多孔介质高渗和低渗时，闪蒸至地面体积为的地层原油在地层温度压力下的体积；分别为当多孔介质高渗和低渗时，闪蒸至地面体积为的地层原油在地层温度、饱和压力以上第i 1个压力点下的体积。
[0104]
实施例五
[0105]
首先，在150℃下，用高压驱替泵9泵注n2对高渗储层模拟组件、低渗储层模拟组件，进行检漏试压，提压至60mpa稳定4小时，泵压稳定，密封性良好；打开出口阀门，排出n2并用真空泵抽空填砂管与串联的高温高压玻璃筒系统以及各管线至真空状态；
[0106]
然后，通过烘箱12对系统加温到地层温度101.65℃，打开高压驱替泵，将配样器11中一定量的搅拌均匀的地层原油转入高渗储层模拟组件中，待进泵缓慢时，打开压力传感器，利用采集器10监测填砂管中的压力，控制高压驱替泵9泵压使得高渗系统压力稳定至地层压力38.87mpa；同理，将地层原油转至低渗储层模拟组件中，控制高压驱替泵泵压使得低渗系统压力稳定至地层压力38.87mpa；
[0107]
再后，关闭低渗储层模拟组件出入口阀门，打开高渗储层模拟组件入口阀门，高压驱替泵泵位归零后，打开高渗系统出口阀门，将经过填砂管后高温高压玻璃筒4中地层原油的一部分恒压在38.87mpa闪蒸至地面标况(0.1mpa，20℃)，待高渗系统中压力稳定为38.87mpa时记录高压驱替泵进泵量为11.7162ml；
[0108]
利用地面闪蒸油的质量和密度计算地面闪蒸油的体积为10ml，进一步计算压力为38.87mpa时地层原油在高渗条件下体积系数为1.1716；关闭高渗储层模拟组件出入口阀门，打开低渗储层模拟组件入口阀门，高压驱替泵泵位归零后，同理待低渗储层模拟组件中压力稳定为38.87mpa时记录高压驱替泵进泵量11.7048ml，利用地面闪蒸油的质量和密度计算地面闪蒸油的体积为10ml，进一步计算压力为38.87mpa时地层原油在低渗条件下体积系数1.1705；
[0109]
再后，重复上述步骤，依次控制高渗储层模拟组件压力为35mpa、30mpa、25mpa、20mpa、15mpa。高渗储层模拟组件测试条件下，高压驱替泵进泵量依次为11.7514ml、11.8168ml、11.8909ml、11.9744ml、12.0686ml，控制地面闪蒸油的体积均为10ml；进一步计算压力为时地层原油在高渗条件下体积系数
[0110]
再后，重复上述不中，依次控制低渗储层模拟组件压力为35mpa、30mpa、25mpa、20mpa、15mpa。高渗储层模拟组件测试条件下，驱替泵进泵量依次为11.7404ml、11.8058ml、11.8801ml、11.9628ml、12.0573ml，控制地面闪蒸油的体积均为10ml；进一步计算压力为时地层原油在高渗条件下体积系数
[0111]
利用公式(1)-(4)算出地层原油在考虑多孔介质高渗模型和低渗模型时的体积系数，如下表1：
[0112]
表1地层原油在考虑多孔介质高渗模型和低渗模型中的体积系数对比表
[0113][0114]
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
[0115]
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0116]
以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。