[发明专利]一种确定泡沫油高压物性参数的计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定泡沫油高压物性参数的计算方法，属于稠油油藏开发的技术领域。

背景技术

世界范围内稠油资源十分丰富，占油气资源总量的三分之一以上。我国探明和控制储量19亿吨以上，主要分布于辽河、新疆、胜利等十几个油田。此外，随着我国油气勘探开发的国际化，大量国外稠油资源亟待开发。因此，在常规油气勘探开发难度越来越大，能源矛盾日益突出的当下，大力开发稠油资源符合国家经济发展战略。

在加拿大、委内瑞拉以及中国部分稠油油藏溶解气驱过程中，出现了异于常规稠油油藏的生产特征：①油藏产出油呈现连续的泡沫状态，原油中含有大量稳定气泡。②油藏生产气油比上升速度缓慢。③油藏采收率与采油速度较高(较常规稠油油藏溶解气驱采收率高出5-25％，采油速度高出10-30倍，有的甚至高达100倍)。研究表明，泡沫油的产生是上述现象的主要原因。泡沫油的产生是由于地层压力降至泡点压力后，溶解气从稠油中析出，由于特殊稠油较高的粘滞力和压力梯度，较低的扩散速度，溶解气以小气泡的形式分散在油相中，形成泡沫油。

原油高压物性主要用于表征不同油藏压力和温度下原油体积及其相态特性的变化规律。原油高压物性研究结果广泛应用于油田开发的储量计算、开发方式选择、油气田地面工程集输设计、开发方案制定(油藏数值模拟和动态分析)等多个方面，是油田开发人员了解原油性质，优化油田生产过程的重要依据。由于泡沫油是一种具有分散气泡的非平衡体系，分散在原油中的气泡随着时间的延长和压力的降低逐渐脱离原油，这使得泡沫油压缩系数、粘度、密度等高压物性参数不仅与地层压力、温度和原油组分有关，还与时间有关。因此，除了通过常规高压物性实验方法测量平衡状态下的泡沫油高压物性参数外，还应确定不同时间非平衡状态下的泡沫油高压物性参数。目前，国内外专家学者采用非常规实验方法研究非平衡泡沫油高压物性特征。该实验过程与常规高压物性实验相似，不同之处在于压力低于泡点压力时，每级降压后不对原油体系进行搅拌，避免在人为作用下气泡聚并形成气相，从而使得溶解气分散在原油中保持泡沫油状态，并通过改变每一级降压的时间(静止时间)，通过多组重复实验，研究不同时间下(静止时间不同导致油相中溶气量不同)对泡沫油高压物性特征的影响。但是，通过上述实验过程确定泡沫油高压物性特征存在以点不足：

①由于实验样品为稠油，气体难以溶解，配制实验用地层样品时需要较长的搅拌时间。此外，由于需要改变每一级降压的时间进行多组重复实验，同时确定平衡和非平衡状态下泡沫油高压物性参数，也大大增加了实验时间；②原油高压物性实验装置包括PVT仪、配样仪、粘度计和密度计等高精度、耐高温、高压设备。因此，开展室内实验研究价格昂贵，操作复杂；③具有泡沫油特征的特殊稠油样品主要来自加拿大、委内瑞拉以及中国部分稠油油藏，十分稀少，难以大量获得。

由于上述不足的存在，只依靠室内实验无法满足现场技术人员快速、全面了解泡沫油高压物性特征，高效开发该类稠油油藏的需求。因此，通过数学计算方法，快速、准确、系统地预测平衡和非平衡状态下泡沫油高压物性参数，是解决室内实验研究不足的重要途径。目前，对于常规稠油平衡状态下高压物性参数存在多种计算公式。但是，上述公式对特殊稠油(能产生泡沫油现象)的适用性有待进一步评价，更缺少计算非平衡状态下泡沫油高压物性参数的系统计算方法。因此，如果能够形成一种确定平衡和非平衡状态下泡沫油高压物性参数的计算方法，快速、准确地确定泡沫油高压物性参数，将大大减少室内实验所产生的时间和人力成本，对于该类特殊稠油油藏的高效开发具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种确定泡沫油高压物性参数的计算方法。

本发明的具体技术方案如下：

一种确定泡沫油高压物性参数的计算方法，包括如下步骤：

步骤1.根据不同静止时间下泡沫油溶解气油比值，确定不同静止时间下的气体分散系数α；

步骤2.确定所研究特殊稠油的物性参数，包括：泡点压力下溶解气油比R_sb、油藏温度T、死油密度ρ_STO；所述特殊稠油是指能产生泡沫油现象的稠油；

步骤3.确定特殊稠油的泡点压力p_b和每一级降压后油、气完全分离，达到平衡的时间t；

步骤4.确定平衡状态下泡沫油溶解气油比R_s(p)、压缩系数C_o(p)、体积系数B_o(p)、粘度μ_o(p)和密度ρ_o(p)；