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1、中国石油大学地层油高压物性中国石油大学 渗流物理 实验报告 班级: 同组者: 实验日期: 学号: 姓名: 成绩: 教师: 张俨彬 地层油高压物性测定实验 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) 绘制地层油的体积与压力的关系曲线，在泡点压力前后，曲线的斜率不同，拐点处对应的压力即为泡点压力。 (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，记录放油的地下体积。从量
2、气瓶中测量分出气体体积，测量分离瓶中脱气油的体积，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，由下式计算原有的粘度： k(1-2)t 其中原油动力粘度，mPas； t钢球下落时间，s； 1，2钢球和原油的密度，g/cm； k粘度计常数。 三实验流程 图1 高压物性实验流程图 四实验步骤 泡点压力的测定 1. 粗测泡点压力。 从地层压力起退泵降压，并注意观察压力表指针变化，当压力表指针降低速度减慢或不下降甚至回升时，停止退泵。压力表指针稳定后的压力数值即为粗测饱和压力值。 2. 细测泡点压力 (1) 升压至
3、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,每降低一定压力记录压力稳定后的体积； (2) 当压力降至泡点压力以下时，每降低一定体积，记录稳定以后的压力(泡点压力前后至少安排四个测点)。 (3) 最后一点测完后，升压到地层压力，进行搅拌，使分出的气体重新溶解到原油中，为原油脱气做好准备。 一次脱气 (1) 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。 (2) 取一个干燥清洁的油气分离瓶称重，记录其质量； (3) 提起盐水瓶，将量气瓶充满饱和盐水。 (4) 将油气分离瓶安装在橡皮塞上，打开量气瓶上面阀门，缓慢打开放油阀门，保持PVT筒压力不变，排
4、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。 (5) 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； (6) 取下油气分离瓶，称重并记录脱气原油和油气分离瓶的总质量； (7) 记录计量泵的读数； (8) 记录室温和大气压力； (9) 按上述步骤重复进行两次实验。 地层油粘度的测量 将地层油样转到落球粘度计的标准管中，用超级恒温水浴将温度保持在地层温度； 转动落球粘度计上部朝下，使钢球吸到上部磁铁上； 转动落球粘度计上部朝上，固定一个倾角。打开开关，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t。重复试验3次以上，
5、直到所测的时间基本相同为止。 改变倾角，重复试验。 五数据处理 1原始数据记录表 表1 地层原油饱和压力测定原始记录 地层压力= 12 MPa ， 地层温度= 40 ， 粗测泡点压力Pb= 2.5 MPa 压力 MPa 泵读数 cm3 体积差 cm3 累积体积差cm3 计量泵初始泵读数为223 cm3 PVT筒的容积为500 cm3 12 10 8 6 4 1.7 1.62 1.60 1.58 1.55 1.50 90.0 10 133 223.0 222.0 221.0 220.0 0 0 1 1 1 2 1 3 219.0 148.0 130.0 120.0 1 4 71 75 18 93
6、 10 103 110.0 100.0 10 113 10 123 表2 地层油单次脱气实验原始记录 室温= 22.6 ， 大气压= 760 mmHg 计量泵刻度(cm3 ) 地层油 序号 脱气前N1脱气后体积分离瓶 重量 脱气原油密度 0.908 g/cm3 脱出气体密度 0.0018 g/cm3 脱气油重量及体积 重量 脱气油 重量脱气油 体积 量气瓶读数 Vg N2-N1N2G1 48.464 G2-G1 6.125 G2 54.589 V0 6.746 1 223 230 7 180 表3 落球法测地层油粘度实验原始记录 测定温度 24 ， 钢球密度7.86 g/cm3， 地层原油密度
7、 0.908 g/cm3 粘度倾角常数0.0641 钢球下落时间 5.20 5.19 5.20 2泡点压力确定： 根据测定的一系列压力P和相应的累积体积差DV，绘制P-DV 关系图，由曲线的拐点求出泡点压力值。 3地层油物性参数计算： 由图可得，泡点压力为p=1.95MPa 脱气原油体积V0：根据脱气原油的质量G0和密度or，由下式计算地面脱气原油的体积： G0V0=6.125 0.908=6.746 or分离出气体在标况下的体积Vgsc： 先计算室温条件下分出的气量VgL：VgL=Vg-Vo=180-6.746=173.254ml 再用下式将室温下分出的气量折算成标况下(20，760毫米汞柱
8、)的体积Vgsc： PscVgscPLVgL 293=273+t L式中：Vg量气瓶读数，cm3； tL室温，； Psc、PL标准状况及室温对应的大气压力，mmHg。 Vgsc=293PLVgL/Psc/(273+tL)=293760173.254/760/(273+22.6)=171.730mL 地层油的溶解气油比Rs： VgscRs=V=171.7306.746=25.457 (cm3/cm3) 0地层原油体积系数B0： N 原始地层压力下的油体积系数：Boi=V=7 6.746=1.038 0式中：DN-原油脱气前后泵的读数差，即地下原油体积。 原油的收缩率Eo： Bo-1Eo=B100
9、%=1.038100%=3.66% o地层原油的密度of： ofGo+VgscNgsc(6.125+171.7300.0018)/7=0.919g/cm3 式中：gsc脱出气体在标准状况下的密度，g/cm3。 4.原油的粘度： t1+t2+t3t=3=5.20 k(1-2)t0.0641(7.86-0.908) 5.20=2.317mPas 六、思考与总结 1、解释什么是地层油的泡点压力、溶解气油比、体积系数，本实验中各参数如何测定？ 答： 泡点压力：地层油的泡点压力是在恒温条件下逐步降低系统压力，当地层油开始汽化出现第一个汽泡时的压力。 溶解汽油比：某一压力，温度下的地下含气原油，在地面进行
10、一次脱气，将分离出的气体标准体积与地面脱气油体积的比值就称为该压力，温度下的地层油溶解油气比。 体积系数：原油在地下的体积与其在地面脱气后的体积之比。 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，拐点处对应的压力即为泡点压力。 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，记录放油的地下体积。从量气瓶中测量分出气体体积，测量分离瓶中脱气油的体积，便可计算地层油的溶解气油比、体积系数等数据。 2、什么是地层油弹性压缩系数？结合本实验设计地层油压缩系数的获取方法，写出地层油压缩系数计算公式，说明各参数如何确定，并求出12 MPa至6 MP
11、a之间地层油的平均压缩系数。 答：地层油弹性压缩系数：单位体积地层原油在压力改变一个大气压时体积的变化率。 设计方法：参照泡点压力的测定，在地层压力起退泵，压力表示数每降低0.1MPa，体积变化V。但V很小，所以可以利用细测泡点压力的方法，取泡点压力以前的数据。 1Bob-B0Co=-B P-P 0b(V1-V2)0.1计算公式：C= V1(p1-p2)其中：C：弹性压缩系数 V1，V2：起始体积，停止退泵体积mL p1，p2:起始压力，停止退泵压力MPa (V1-V2)0.1所以C=V(p-p)(163-160)0.1163(12-6)=0.000306 112 3、读取量气瓶中分离出的气体体积时，为什么要提升盐水瓶，使盐水瓶液面与量气瓶液面平齐？ 答：使盐水瓶与量气瓶的液面压力相等。如果不相平，液面高度差会造成压差，瓶内的气体或被压缩或膨胀就与实际体积不符，体积不符则计算得到的气体的量也不符。所以要液面相平。 4、计算室温条件下分出的气量气油体积？ 答：实验过程中，量气筒上部阀门打开，缓慢打开放油阀门，保持地层压力不变，此时会排出一定体积的地层油并且量气瓶液面下降，因此室温条件下分出的气量VgL只是从量气瓶读出的气体体积中的一部分，还含有脱气原油体积。 VgL时，为什么要从量气瓶读出的气体体积中减去脱
