天然气偏差系数的测定

第22卷第2期天然气工业开发试采天然气偏差系数的测定刘建仪*李士伦郭平邹振赵晓锋杜建芬西南石油学院石油工程学院)刘建仪等天然气偏差系数的测定天然气工业20022X(2)63-65摘要天然气偏差系数是气田和凝析气田开发中一项非常重要的基础数据主要用于油气藏储量计算等油气藏工程、采气工程和地面工程中近年来天然气偏差系数的测试越来越受到重视但目前我国还没有建立天然气偏差系数的測定标准。针对干气、湿气和凝析气的特点利用高压物性PVT分析仪分别给出了干气、湿气和凝析气偏差系数的实验测定方法对于凝析气还考虑了露点压力以上和露点压力以下偏差系数实验测定方法的差别,同时给出了实验步骤。采用该方法对我国几个气田和凝析气田的天然气偏差系数进行了实验测试并与四种常用计算方法的预测结果进行了比较結果表明该测试方法用于干气较准确误差在1%以內用于凝析气误差较大在7.02%以内平均相对误差1.61%~1.98%最大相对误差6.67%~7.02%最小相对误差-0.04%~0.2%。这说明该方法是行之有效的主题词天然气偏离系数实验室实验测定标准天然气藏凝析油气藏在气田和凝析气田开发中天然气偏差系数是气应采用不同的测定原理进行偏差系数的测定。项非常重要的基础数据。目前确定天然气偏差系(1开气偏差系数的测定方法数的方法有计算法和实验测定法两种而计算法又干气偏差系数的测定方法是,先将天然气恒温可分为查图法、经验公式法和状态方程法。状态方恒压到实验所要求的压力温度下测量气样体积然程法需要较多的基础数据在计算Z系数时可靠性后将天然气放到室温室压下再测量其体积,最后用不稳定,而且需要利用实验数据拟合确定状态方程气体状态方程计算岀偏差系数测试流程见图1。计中的不确定的重组分参数故在气液平衡计算中才算公式如下大量使用。查图法和经验公式法实用简单可靠得△VT到了广泛应用几个常用的经验公式法是利用状态(1方程回归 Standing&Katz的z系数图版数据得到式中p、p分别为PvT筒压力和室压, MPa ip w的。查图法计算的偏差系数与实验测定值比较接对湿式气量计为室温下水的饱和蒸气压对干式气近13个气样的测试结果表明最大误差小于7%,量计为0,MPa;T、T分别为PVT筒温度和室温,平均误差基本等于零但对含有非烃成分的天然气,K凶V、V分别为PVT筒放出气体积和室温室压下需要对拟临界参数进行校正当H2S、CO2的含量较放出气体积mb大时校正后的偏差系数也存在较大的误差。因此实验测定法是一种基本的确定天然气偏差系数的精确可靠的方法近年来天然气偏差系数的测试越来越受到重视但目前我国还没有建立天然气偏差系数的测定标准。本文将给出一种实验测定干气、湿气和凝析气偏差系数的方法闪分高暑气量计实验测定方法V凵中国煤化工1.实验测定原理CNMHG针对不同特征的天然气例如干气、湿气和凝析图1天然气偏差系数测定κ刘建仪作者简介见本刊2001年第21卷第5期。地址(637001泗四川省南充市。电话(0817)643081【开发试采天然气工业2002年3月(2腽湿气和露点压力以上凝析气偏差系数的测力70MPa压力分辨率0.0lMPa;最高工作温度定方法200℃温度分辨率0.1℃;PVT筒最大样品容积400在露点压力以上凝析气在地层中总是处于单m( Ruska厢和130m(DBR)体积分辨率0.01ml。相气体状态但是湿气和凝析气在室温室压下会析3.实验步骤出凝析油其偏差系数的测定可以采用两种不同的(1將PVT筒及管线清洗干净并吹干,对仪器方法。进行试温试压。种是使放出的天然气保持较高的温度不让(2)备气样。对干气可直接采用现场取来的天然气在整个系统中析岀凝析油测试流程与图1气样对湿气和凝析气气样需按SY/T5543-92《凝相似但需要将采岀系统加热。对于一些凝析油加析气藏流体取样配样和分析方法》标准进行样品的热不能将其全部气化就不能采用这种方法。计算配制。公式如下:(3)将配制好的气样约100ml转到PVT筒中Ps-Pw)VT(2)(4將其恒温、恒压到实验所要求的值搅拌稳定5小时并静置半小时读取PVT筒中气样体积式中:T。为闪蒸分离器和气量计控制温度K;V。为5肋开分离器和气量计上的阀门然后缓慢打放出气在室压和控制温度下的体积mlo开PVT筒上的排出阀排气同时进泵恒压保持压另一种方法是在将天然气放到室温室压下后,力排出地层流体10ml左右关闭排气阀。排气结不但需要测量气体体积而且还要测量出凝析油质束后记录PⅤT筒中气样体积、气量、油重和密度,量和密度然后将凝析油折箅成气体体积作为气体并取气样和油样分析组成。总体积的一部分最后同样用气体状态方程计算出(6厘重复3~5步进行多次天然气偏差系数的偏差系数测试流程与图1相同,为了同时测出气油测试必须至少有三次测试值相近其相对误差不得比闪蒸分离器还需用液氮或冰水冷冻。计算公式超过3%。如下实验结果Z=(Ps- Pw)V,T(3)利用上述原理和仪器对我国几个气田的天然n0.007.气在地层条件下的偏差系数进行了测定见表1同时表中也给出了四种常用计算方法的预测结果。表式中:W。为凝析油质量g;M。为凝析油分子量2是测定值与四种常用计算方法的预测值的相对误mol为凝析油密度g/cm3V为放出气和放出油差表3是其平均相对误差统计结果。由此可见该气化后总体积mlb测试方法用于干气较准确,误差在1%以内用于凝(3点压力以下凝析气偏差系数的测定方法析气误差较大在7.02%以内平均相对误差1.61%在露点压力以下凝析气在地层中分离为油气1.98%最大相对误差6.67%~7.02%最小相对两相其偏差系数包含气相z液相Z。和气液两相误差-0.04%~0.2%Z1三种偏差系数。首先放出一定量的上部气相测定气相偏差系数Z。然后将PVT筒中油气全部放参考文献出測定气液两相偏差系数Z1计算公式仍然采用式1李士伦等编著天然气工程北京石油工业出版社200(3)(4)液相偏差系数Z。由下式计算2杨继盛,刘建仪编.采气实用计算.北京:石油工业出版社,994式中漂m、n、n。分别为总摩尔数、气相摩尔数和油3孙良田等编油层物理实验北京石油工业出版社1992摩尔数mol4杨通佑等编著.石油及天然气储量计算方法.北京:石油2.实验仪器中国煤化工天然气偏差系数的实验测定可采用 Ruska2370CNMHG体性质北京石油工业出601A无汞PVT仪或DBR-PVT无汞仪也可61mJ, Wattenbarger R A. Gas reservoir Engineering spe采用其它国产PVT仪。 Ruska2370-601A无汞Textbook Series 1996 *5PVT仪和DBR-PVT仪的性能指标为最高工作压第22卷第2期天然气工业开发试采表1天然气偏差系数的测定值项自样品1样品2样品3样品4样品5样品6样品样品8H2S0.675O20.221.3903.160.78CI96.53382.9291.8675.9579.8460.87Ca10.333.876.526.9712.09组2.603.601.342.660.120.060.520.60.530.270.490.120.310.080.611.270.230.660.20.410.241.48分C60.260.580.380.940.501.71C0.290.290.521.15C0.10.210.190.300.120.310.770.090.160.130.240.110.430.120.080.201.71压力(MPa)47.7323.5531.7628.9642.1429.3337.1931.35温度(℃)105.080.082.1167.8168.3168.0134.0测定Z值1530.8730.9460.9321.0180.9791.0450.899D-P-R方法1.1560.88200.9431.0860.9901.0450.9231Y-H方法1.1590.9480.9481.0900.9951.0500.923D-A-K方法1560.8850.9460.9451.0860.9921.0460.922查图法0.9501.0900.9931.0500表2测定Z值与不同方法预测值的相对误差确定z的方法样品1样品2样品3样品4样品5样品6样品7样品8D-P-R方法0.26.670.04Y-H方法0.521.641.707.022.67D-A-K方法0.231.32-0.031.346.680.10查图法0.261.296.782.56表3测定Z值与预测值的相对误差统计预测方法平均误差最大误差最小误差收稿日期2001-12-18编辑韩晓渝)D-P-R方法6.67-0,04Y-H方法0.2D-A-K方法6.680.03查图法6.780.1l中国煤化工CNMHG65