石油大学高压物性

中国石油大学油层物理实验报告

实验日期： 成绩：

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地层油高压物性测定

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，拐点处对应的应力即为泡点压力。

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，记录放出油的地下体积，记录分离瓶中分出的油、气的体积，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，由下式计算原油的粘度：

t k )(21ρρμ-=

其中 μ——原油动力粘度，mPa.s ； t ——钢球下落时间，s ； ρ1、ρ2——分别为钢球和原油的密度，g/cm 3；

k ——粘度计常数，与标准管的倾角、钢球的尺寸及密度有关。

三、试验流程

图7-1 高压物性实验流程图

四、实验步骤

1．泡点压力测试

（1）粗测泡点压力

从地层压力起以恒定的速度退泵，压力以恒定速度降低，当压力下降速度减慢或不下降甚至回升时，停止退泵。稳定后的压力即为粗侧的泡点压力。

（2）细测泡点压力

A．升压至地层压力，让析出的气体完全溶解到油中。从地层压力开始降低，每降低一定压力（如2.0 MPa）记录压力稳定后的泵体积读数；

B．当压力降至泡点压力以下时，油气混合物体积每次增大一定值（如10cm3或15cm3），记录稳定以后的压力(泡点压力前后至少安排四个测点)。

2．一次脱气

（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）取一个干燥洁净的分离瓶称重，将量气瓶充满饱和盐水；

（3）将分离瓶安装在橡皮塞上，慢慢打开放油阀门，保持地层压力不变排出一定体积的地层油，当量气瓶液面下降150～200ml时，关闭放油阀门，停止排油。记录计量泵的读数；

（4）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，同时记录室温、大气压；

（5）取下分离瓶，称重并记录。

3．地层油的粘度测量

（1）将地层油样转到落球粘度计的标准管中，加热至地层温度；

（2）转动落球粘度计使带有阀门的一端（上部）朝下，按下“吸球”开关，使钢球吸到上部的磁铁上；

（3）转动落球粘度计使其上部朝上，固定在某一角度。按下“落球”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。重复3次以上，直到所测的时间基本相同为止。

五、数据处理与计算

1．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△V（或地层油体积），绘制P-△V关系图，由曲线的拐点值求出泡点压力值。

表一压力与体积关系测定原始记录

b

由表一可绘制P-△V 关系图

可得泡点压力 。

2．地层油物性参数计算：

表二 地层油单次脱气实验原始记录

室温=18℃ 大气压力760mmHg 脱气油密度ρos =0.884g/cm 3 脱出气体密度

3

（1）计算脱气原油体积V 0：根据脱气原油的质量G 0和密度ρos 20

0514.6884

.0758

.5cm G V os

==

=ρ

（2）计算标准状况下分离出气体的体积V gsc ：将在室温条件下测得的分出气体量V gL (量气瓶读出气量减去脱气原油体积)，用下式转换成标准状态（20℃，760毫米汞柱）下的体积V gsc ：

L

gL L gsc sc t V P V P +=273293

式中：t L ——室温，℃；

P sc 、P L ——标准状态及室温对应的大气压，MPa 。

在本实验中，

分出气体量35.238cm V gL =

MPa

P b 906.2=

室温对应的大气压力MPa P L 101.0= 标准状态对应的大气压力)(101.0MPa P sc = 由)273/(293/L gL L gsc sc t V P V P +=得

18

2735

.238101.0293

101.0+⨯=

gsc

V

解得 3240.14cm V gsc =

（3）计算地层油的溶解汽油比R S ：

V V R gsc S =

（cm 3/cm 3）

在本实验中，地层油的溶解汽油比330

/36.876.514

240.14

cm cm V V R gsc S ==

= （4）计算地原油体积系数Bo ： 原始地层压力下的油体积系数：0

V N

B oi ∆=

式中：△N ——原油脱气前后泵的度数差。

在本实验中，原始地层压力下的油体积系数0746.16.514

7.0

0==∆=V N B oi （5）计算原油的收缩率E O ：

%1001

00⨯-=

B B E 在本实验中，原油收缩率%6.94%1000746

.11

0746.1%1001000=⨯-=⨯-=

B B E （6）计算地层原油的密度ρof ：

N

V G gsc

gsc of ∆+=

ρρ0 (g/cm 3)

式中：ρgsc ——标准状态下天然气的密度，g/cm 3。

在本实验中，地层原油密度

)/(884.07.0

0018

.014.2405.75830cm g N

V G gsc

gsc of =⨯+=

∆+=

ρρ

3.计算原油的粘度：

t k )(21ρρμ-=