1、中国石油大学 渗流物理 实验报告实验日期: 成绩:班级: 学号: 姓名: 教师: 张俨彬同组者:地层油高压物性测定实验一实验目的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) 绘制地层油的体积与压力的关系曲线，在泡点压力前后，曲线的斜率不同，拐点处对应的压力即为泡点压力。 (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，记录放油的地下体积。从量气瓶中测量分出气体体积，测量分离瓶中脱气
2、油的体积，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，由下式计算原有的粘度： k(1- 2)t其中 原油动力粘度，mPas；t钢球下落时间，s；1， 2钢球和原油的密度，g/cm ；k粘度计常数。三实验流程图 1 高压物性实验流程图四实验步骤（一）泡点压力的测定1. 粗测泡点压力。 从地层压力起退泵降压（以恒定的速度退泵） ，并注意观察压力表指针变化，当压力表指针降低速度减慢或不下降甚至回升时，停止退泵。压力表指针稳定后的压力数值即为粗测饱和压力值。2. 细测泡点压力(1) 升压至地层压力，让析出的气体完
3、全溶解到油中。从地层压力开始降压,每降低一定压力（如 1.0MP）记录压力稳定后的体积（注意升压、降压过程中应不断搅拌PVT 筒） ；(2) 当压力降至泡点压力以下时，每降低一定体积（如 3ml） ，记录稳定以后的压力(泡点压力前后至少安排四个测点)。(3) 最后一点测完后，升压到地层压力，进行搅拌，使分出的气体重新溶解到原油中，为原油脱气做好准备。（二）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) 取一个干燥清洁的油气分离瓶称重，记录其质量；(3) 提起盐水瓶，将量气瓶充满饱和盐水。(4) 将油气分离瓶安装在橡皮塞上，打开量气瓶
4、上面阀门，缓慢打开放油阀门，保持 PVT 筒压力不变，排出一定体积的地层油，当量气瓶液面下降 200mL 左右时，关闭放油阀门，停止排油。(5) 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；(6) 取下油气分离瓶，称重并记录脱气原油和油气分离瓶的总质量；(7) 记录计量泵的读数；(8) 记录室温和大气压力；(9) 按上述步骤重复进行两次实验。 （三）地层油粘度的测量（1）将地层油样转到落球粘度计的标准管中，用超级恒温水浴将温度保持在地层温度；（2）转动落球粘度计上部朝下，使钢球吸到上部磁铁上；（3）转动落球粘度计上部朝上，固定一个倾角。打开开关，钢球开始下落，同时计时开始，
5、当钢球落到底部时自动停止计时，记录钢球下落时间 t。重复试验 3 次以上，直到所测的时间基本相同为止。（4）改变倾角，重复试验。五数据处理1原始数据记录表表 1 地层原油饱和压力测定原始记录地层压力= 12 MPa ， 地层温度= 40 ， 粗测泡点压力 = 2.5 MPabP压力MPa 12 10 8 6 4 1.7 1.62 1.60 1.58 1.55 1.50泵读数 cm3 223.0 222.0 221.0 220.0 219.0 148.0 130.0 120.0 110.0 100.0 90.0体积差 cm3 0 1 1 1 1 71 18 10 10 10 10累积体积差cm3
6、 0 1 2 3 4 75 93 103 113 123 133（1） 计量泵初始泵读数为 223 cm3 （2） PVT 筒的容积为 500 cm3表 2 地层油单次脱气实验原始记录室温= 22.6 ， 大气压= 760 mmHg 脱气原油密度 0.908 g/cm3脱出气体密度 0.0018 g/cm3计量泵刻度 (cm3 ) 脱气油重量及体积序号 脱气前（ml）1N脱气后（ml2）地层油体积 12N（ml）分离瓶重量（g）G（分离瓶+油）重量（g）2脱气油重量 12G（g）脱气油体积（ml0V）量气瓶读数（mlg）1 223 230 7 48.464 54.589 6.125 6.746
7、 180表 3 落球法测地层油粘度实验原始记录测定温度 24 ， 钢球密度7.86 g/cm 3， 地层原油密度 0.908 g/cm3粘度倾角常数0.0641钢球下落时间（s） 5.20 5.19 5.202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，由曲线的拐点求出泡点压力值。由图可得，泡点压力为 p=1.95MPa 3地层油物性参数计算： （1）脱气原油体积 V0：根据脱气原油的质量 G0 和密度 or，由下式计算地面脱气原油的体积：=6.125 0.908=6.746（cm 3）V0=G0or（2）分离出气体在标况下的体积
8、Vgsc：先计算室温条件下分出的气量 VgL：V gL=Vg-Vo=180-6.746=173.254ml再用下式将室温下分出的气量折算成标况下(20，760 毫米汞柱)的体积Vgsc：PscVgsc293 =PLVgL273+tL式中：V g量气瓶读数，cm 3；tL室温， ；Psc、P L标准状况及室温对应的大气压力，mmHg 。Vgsc=293PLVgL/Psc/(273+tL)=293760173.254/760/(273+22.6)=171.730mL（3）地层油的溶解气油比 Rs：Rs= =171.7306.746=25.457 (cm3/cm3)VgscV0（4）地层原油体积系数
9、 B0： 原始地层压力下的油体积系数： =7 6.746=1.038Boi= NV0式中： -原油脱气前后泵的读数差，即地下原油体积。N（5）原油的收缩率 Eo：100%=（1.038-1）1.038100%=3.66%Eo=Bo-1Bo（6）地层原油的密度 of： (6.125+171.7300.0018)/7=0.919g/cm 3 of Go+Vgsc gsc N式中： gsc脱出气体在标准状况下的密度， g/cm3。4.原油的粘度：t= =（5.20+5.19+5.20）=5.20 （s）t1+t2+t33k( 1-2)t0.0641(7.86-0.908) 5.20=2.317mPa
10、s六、思考与总结1、解释什么是地层油的泡点压力、溶解气油比、体积系数，本实验中各参数如何测定？答：（1）泡点压力：地层油的泡点压力是在恒温条件下逐步降低系统压力，当地层油开始汽化出现第一个汽泡时的压力。（2）溶解汽油比：某一压力，温度下的地下含气原油，在地面进行一次脱气，将分离出的气体标准体积与地面脱气油体积的比值就称为该压力，温度下的地层油溶解油气比。（3）体积系数：原油在地下的体积与其在地面脱气后的体积之比。（4）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，拐点处对应的压力即为泡点压力。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
11、分离瓶中，记录放油的地下体积。从量气瓶中测量分出气体体积，测量分离瓶中脱气油的体积，便可计算地层油的溶解气油比、体积系数等数据。2、什么是地层油弹性压缩系数？结合本实验设计地层油压缩系数的获取方法，写出地层油压缩系数计算公式，说明各参数如何确定，并求出 12 MPa 至 6 MPa 之间地层油的平均压缩系数。答：地层油弹性压缩系数：单位体积地层原油在压力改变一个大气压时体积的变化率。设计方法：参照泡点压力的测定，在地层压力起退泵，压力表示数每降低0.1MPa，体积变化 V。但 V很小，所以可以利用细测泡点压力的方法，取泡点压力以前的数据。Co=- 1B0 Bob-B0Pb-P计算公式：C=(V
12、1-V2)0.1V1(p1-p2)其中：C ：弹性压缩系数V1，V 2：起始体积，停止退泵体积 mLp1，p 2:起始压力，停止退泵压力 MPa所以 (163-160)0.1163(12-6)=0.000306C=(V1-V2)0.1V1(p1-p2)3、读取量气瓶中分离出的气体体积时，为什么要提升盐水瓶，使盐水瓶液面与量气瓶液面平齐？ 答：使盐水瓶与量气瓶的液面压力相等。如果不相平，液面高度差会造成压差，瓶内的气体或被压缩或膨胀就与实际体积不符，体积不符则计算得到的气体的量也不符。所以要液面相平。4、计算室温条件下分出的气量 时，为什么要从量气瓶读出的气体体积中减去gLV脱气油体积？答：实验过程中，量气筒上部阀门打开，缓慢打开放油阀门，保持地层压力不变，此时会排出一定体积的地层油并且量气瓶液面下降，因此室温条件下分出的气量 VgL只是从量气瓶读出的气体体积中的一部分，还含有脱气原油体积。
