状态方程在石油工程上应用.pdf

维普资讯 第：。卷 年 卉。石曲科杖信喜 7 一 g MariaA．Barrufet 黼 勘 ) 鲥 相 硎 渐 黼 状 摘 要 【’ J 态 方由于计算机技术的发展，使得组分模拟在石油工程中变得 日益重要．状态方程模拟的主要作用在 于当气液两相共存耐，对气液性质同时进行热动力学特征 的一致性评价，通过调整状态方程的参数可 使方程适用于气液两相真实流体，或将状态方程参数变成组舟的函数，扶态方程就扩展到了混旨物． 程 最后舟析 了组分对碳氢流体相态行为的影响。 在 石主题词查垦 蛆分 王 蛾 ， 油 引 言 工 程石油工业传统上是用简单的PVT关系来描述油藏流体的体积和相态特征。由于 PVT 关系式 比较简单、计算快且对许多油藏工程问题 ，尤其是黑油和千气体的问题 比较精确 ． 上 所 以在油藏工程和采油工程上仍然被广泛使用 。然而 ，对于注气油藏、挥发油藏或凝析 的 气藏的开发，则不仅需要能够描述相平衡而且也能够描述气液两相体积特征的更准确的 状态方程 。 应 用功能强大 的计算机和用户友好界面软件的广泛使用 ，使得组分模拟成为石油工程 的一个组成部分 。现在，一个好 的模型能够描述热动力特征．且在很大 的温度 、压力和 组分范 围内能够精确 、可靠、高效地应用 。对一个模型设置使用范 围是不台实用的，人 们总是在所推荐的使用范围外继续使用模型。好的模型应当在所有可能的条件下都给出 合理的结果，而不是 由现有的关系式所能得 出的负密度 、负压缩系数 、负溶解气油 比或 负热容等不合理值。由于在数值模拟中．计算具有连续性，一点小误差就会导致最终的 错误结果 ，因此油藏物性的相关式还要求有非常高的精度 单相和多相流体 用真实气体状态方程可 以评价气体 的z因子。z因子衡量的是真实气体与理想气体 的偏离程度，这可以通过图表、相关式或实际气体状态方程得到 液相 z因子的概念 不很普遍 ．并且作初始估计十分困难 。 有些条件下 ，常组分单相流体 的气液相之 间并不存在 明显差别。如果一个单一混 维普资讯 ·76· 曩石曲科技信喜 999年6月 合物的温度高于临界温度且压力连续增加，其密度就会从类气相流体单调连续递增成类 液相流体 。压力的增加不会引起相变，组分也保持不变 。对于温度低于临界温度的单一 流体或温度低于临界凝析温度的混合物，单相与多相的变化界限是 由相包络线确定的。 泡点边界 (BPB)和露点边界 (DPB)在混合物临界点相交 。图 I表示 了单组分流体和 多组分流体从气相到液相的连续和不连续变 化轨迹 。 单蛆丹诫悻 多组丹液体 A B 围 I 相 娈 注 ：箭头表示气相弱渍相无可讽射囊化 的一神作用轨迹 油藏流体是 由许多碳氢组分和一些非碳氢组分 (如 CO2和 N：)组成的复杂混合物 。 这些混合物会出现类似于 图 lB所示的温度、压力变化范围很大 的相包络线 。流体从油 藏到地层的生产过程会穿越这些边界，原来的单相流体会分解出成分 、密度 、粘度和流 度差别很大 的气液两种流体。流体的流动特征 由孔隙介质和流体物性和密度 、粘度所决 定。因此，需要有一个在很大压力范围内都能确定流体