凝析气藏非平衡相态影响的定容衰竭实验方法及装置与流程

本发明涉及天然气勘探开发，尤其涉及一种凝析气藏非平衡相态影响的定容衰竭实验方法及装置。

背景技术：

1、凝析气藏是一类具有特殊开发性质的油气资源，其分布广泛，全球已探明资源储量已超过172.7万亿立方米。不同于常规油气藏，凝析气藏在开采过程中拥有独特的反凝析现象以及复杂的相态特征。凝析气藏的反凝析现象主要表现为，凝析气藏中的烃类物质在地层温度基本保持不变的情况下，会随着储层内开采压力的降低而凝析出液态烃(凝析油)，变成气液两相。而近井地带的凝析油会导致流体在多孔介质中的流通阻力增大，这给凝析气藏的高效开发带来严重影响。因此，充分了解并预测凝析气藏在勘探开发过程中的相态特征对于提高气藏采收率以及开发方案的设计具有重要指导意义。

2、衰竭式开发是多数凝析气藏常采用的一种开发方式。而基于pvt相态的定容衰竭实验可以为其开发方案的制定提供关键的理论支撑。传统的定容衰竭实验中，气液体系在压力分级降低的过程中始终处于相平衡状态。然而这并不是真正地模拟连续的化学过程，无法表征实际生产过程中的非平衡相态特征，即部分凝析液在析出的瞬间还未与体系内的气相达到相平衡，就被高速流动的气流带离储层。

3、对于凝析气藏非平衡衰竭开发的相态测试，中国专利cn109917105b中公开了一种考虑降压速度影响的凝析气非平衡连续衰竭测试方法，其基于pvt玻璃筒来模拟真空环境中凝析气在连续降压时的相态变化，并通过读取pvt玻璃筒的刻度来计算出不同压力下的凝析油饱和度，从而绘制出凝析油饱和度随压力的变化曲线。但是，这与真实气藏中的开采反凝析环境(多孔介质)具有较大差异，故难以准确描述实际凝析气藏非平衡衰竭开发过程中的相态变化。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对上述现有技术中存在的不足，提供一种凝析气藏非平衡相态影响的定容衰竭实验方法及装置，其能够更加高效和准确地模拟凝析气藏在实际开采情况下的非平衡相态特征。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种凝析气藏非平衡相态影响的定容衰竭实验方法，包括以下步骤：

4、根据目标凝析气藏的平均渗透率在填砂管中填充相应目数的石英砂，并测定所述填砂管内孔隙体积；

5、对所述填砂管进行抽真空并连接于非平衡定容衰竭实验装置上；

6、通过所述非平衡定容衰竭实验装置标定所述填砂管内凝析油饱和度和其两端声波时差的关系式；

7、将所述填砂管从所述非平衡定容衰竭实验装置拆下进行清洗和吹干，清洗和吹干完成后再对所述填砂管进行抽真空并重新连接于所述非平衡定容衰竭实验装置；

8、通过所述非平衡定容衰竭实验装置在不同压降速度下进行衰竭式开发模拟实验，绘制不同压降速度下压力随凝析油饱和度的变化关系曲线，以及不同压降速度所对应最大凝析油饱和度的散点图并对其进行拟合。

9、优选的，所述的通过所述非平衡定容衰竭实验装置标定所述填砂管内凝析油饱和度和其两端声波时差的关系式，包括：

10、采集从目标凝析气藏采出的分离器气样和分离器油样；

11、根据所述填砂管内的孔隙体积向所述填砂管内注入所述分离器油样，直至所述填砂管内的凝析油饱和度达到100％；

12、分别调节恒速恒压泵和回压跟踪泵之间的压差，在不同压差下向所述填砂管内注入所述分离器气样，直至所述填砂管出口端的分离器中不再有油样流入，每次注入所述分离器气样完成后，记录所述分离器中的油样体积和测量所述填砂管两端的声波时差；

13、根据所述分离器中每次注入所述分离器气样后的油样体积，计算所述填砂管中凝析油饱和度；

14、以声波时差为横坐标，填砂管内凝析油饱和度为纵坐标绘制散点图并对其进行拟合，得到所述填砂管内凝析油饱和度和其两端声波时差的关系式。

15、优选的，所述填砂管内凝析油饱和度和其两端声波时差的关系式通过一次函数式拟合得到。

16、优选的，每次注入所述分离器气样完成后，所述填砂管中凝析油饱和度通过下式计算：

17、

18、式中：soi为每次注入分离器气样后填砂管内的凝析油饱和度；vi为每次注入分离器气样后分离器中的油样体积；v0为填砂管内凝析油饱和度为100％时注入填砂管内的分离器油样体积。

19、优选的，所述的衰竭式开发模拟实验，包括以下步骤：

20、按照目标凝析气藏的地层原始压力、地层原始温度以及地层原始气油比复配凝析气样；

21、将恒温烘箱内温度升至地层原始温度；

22、向所述填砂管内注入所述分离器气样，直至所述填砂管出口端的压力达到地层原始压力；

23、向所述填砂管内注入所述凝析气样进行驱替，直至所述填砂管出口端的气体组成和气油比与所述凝析气样的气体组成和气油比一致；

24、将所述填砂管入口端和回压阀的压力调节为露点压力，然后关闭所述填砂管入口端的阀门；

25、在设定压降速度下通过降回压的方法对所述填砂管进行连续地降压排气，直到所述填砂管出口端的压力衰竭至废气压力时停止，在上述过程中测量并记录所述填砂管两端在不同压力点下的声波时差，并根据所述填砂管内凝析油饱和度和其两端声波时差的关系计算出对应的凝析油饱和度。

26、第二方面，本发明提供一种非平衡定容衰竭实验装置，其可用于如上述第一方面中所述的凝析气藏非平衡相态影响的定容衰竭实验方法，包括：

27、填砂管，所述填砂管内填充有石英砂；

28、若干中间容器；

29、恒速恒压泵，所述恒速恒压泵通过若干所述中间容器连接所述填砂管入口端；

30、回压组件，所述回压组件连接所述填砂管出口端；

31、分离器，所述分离器连接所述回压组件；

32、声波时差测量装置，所述声波时差测量装置适于测量所述填砂管两端的声波时差；

33、压力采集组件，所述压力采集组件适于测量所述填砂管进口端和出口端的压力；

34、恒温烘箱，所述填砂管和所述中间容器设置于所述恒温烘箱内；

35、所述填砂管和所述中间容器两端分别设置有阀门。

36、优选的，所述中间容器包括分离器油样容器、分离器气样容器和凝析气容器。

37、优选的，所述回压组件包括依次连接的回压阀、回压容器和回压跟踪泵，所述分离器连接所述回压阀，所述回压容器两端分别设置有阀门。

38、优选的，所述分离器上还连接有气量计。

39、优选的，所述压力采集组件包括第一压力传感器、第二压力传感器和采集终端，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器分别设置于所述填砂管的入口端和出口端，所述采集终端分别与所述第一压力传感器和所述第二压力传感器通信连接。

40、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

41、本发明先通过对不同凝析油饱和度下填砂管两端声波时差进行标定并通过拟合得到其对应的计算关系式；然后在填砂管中采用定容衰竭实验方法模拟了实际凝析气藏非平衡相态变化特征，并通过不同压降速度的衰竭式开发模拟得到了不同压降速度下凝析油饱和度与压力的关系曲线；最后通过分析拟合得到最大凝析油饱和度随压降速度的变化曲线。因此，本发明能够更加高效和准确地模拟凝析气藏在实际开采情况下的非平衡相态特征，这对于预测凝析气藏非平衡定容衰竭开发过程中储层近井地带凝析油饱和度变化以及分析凝析油采出程度的变化具有重要意义。