Способ определения фазового состояния пластовой углеводородной смеси Советский патент 1992 года по МПК G01N25/02 

сл

С

Использование: нефтегазодобывающая промышленность. Сущность изобретения: исследуемую пробу смеси, отобранную в сосуд высокого давления, разделяют по высоте сосуда не менее чем на 3 объема и осуществляют их последовательную сепарацию. Для каждого объема определяют соотношение объемов газообразной и жидкой фаз. По постоянству этого соотношения судят об отсутствии в смеси околокритического состояния, а по его изменению - о наличии околокритического состояния 1 ил

Изобретение относится к геологоразведочным работам и может быть использовано для определения фазового состояния вновь открываемых залежей углеводородного сырья, а также обоснованного выбора технологии и системы их последующей разработки.

Известен способ определения характера насыщения пласта, основанный на анализе результатов геофизических исследований скважин, согласно которому отнесение пласта к классу водонасыщенных или нефтегазонасыщенных проводят по величине критического значения исследуемого параметра.

Недостатком указанного способа являются сложность, связанная с необходимостью проведения комплекса геофизических исследований, а также невозможность однозначного установления околокритического состояния пластовой углеводородной смеси,

Наиболее близким техническим решением является способ определения фазового состояния пластовой углеводородной смеси, заключающийся в том, что углеводородную смесь при постоянных пластовых термобарических условиях передавливают из резервуара через сечение, характерный размер которого много меньше характерного размера резервуара, в свободный замкнутый объем до создания в нем пластового давления, измеряют относительное содержание одной из фаз при сепарации проб оставшейся и передавленной частей смеси и по его изменению в результате передавки определяют фазовое состояние пластовой смеси, причем уменьшение относительного содержания жидкой фазы соответствует состоянию нефтяной залежи с растворенным газом, а его увеличение - состоянию газоXIOs СО О СЛ О

конденсатной залежи с растворенной жидкостью.

Недостатками известного способа являются его сложность, связанная с необходимостью передавливания пластовой углеводородной смеси через узкое сечение в свободный замкнутый объем до создания в нем пластового давления, а также невозможность выявления околокритического со- стояния, характеризующегося плавной дифференциацией состава и физико-химических свойств смеси по толщине слоя при отсутствии границы раздела фаз газ-жидкость.

Целью настоящего изобретения является повышение информативности способа путем определения наличия околокритического состояния пластовой углеводородной смеси.

Поставленная цель достигается тем, что исследуемую пробу пластовой углеводородной смеси, находящуюся в сосуде высокого давления при пластовых термобарических условиях, разделяют по высоте сосуда не менее чем на 3 объема и сепарацию осуществляют, последовательно определяя соотношение газообразной и жидкой фаз для каждого объема, о наличии околокритического состояния смеси судят по изменению этого соотношения, а об отсутствии околокритического состояния - по постоянству указанного соотношения.

Отличительными признаками способа являются разделение исследуемой пробы по высоте сосуда не менее чем на 3 объема и осуществление последовательной их сепарации с определением соотношения газообразной и жидкой фаз для каждого объема, а также суждение о наличии или отсутствии околокритического состояния смеси по изменению или постоянству этого соотношения.

На чертеже представлен график изменения соотношения газообразной и жидкой фаз.

Способ реализуется следующим образом.

По глубинным пробам, отобранным из разных интервалов исследуемого пласта, в сосуде высокого давления составляют представительную пробу пластовой углеводородной смеси. Далее содержимое сосуда приводят к пластовым термобарическим условиям и, поддерживая в нем с помощью измерительного пресса постоянное пластовое давление до выходного вентиля, проводят сепарацию углеводородной смеси на газ и конденсат. Для этого несколько приоткрывают выходной вентиль сосуда высокого давления, соединенный с помощью резиновых шлангов последовательно с термостати- руемой при 20°С стеклянной ловушкой-сепаратором и газометром, и ведут непрерывный учет объемов пробы, израсходованной на сепарацию (по показаниям измерительного прессами полученного газа. Околокритическое состояние пластовой углеводородной смеси устанавливают по постепенному изменению соотношения

объемов полученного газа и пробы, израсходованной на сепарацию, а отсутствие околокритического состояния - по постоянству этого соотношения.

П р и м е р. В ячейку рекомбинации

установки фазовых равновесий Альстом Атлантик (т.е., в сосуд высокого давления) заливают расчетное количество дегазированной нефти из скв. 35 месторождения Ка- рачаганак (с плотностью 0,8849 г/см3,

мол.м. 179,6) и дополнительно дозируют поджатый газ промысловой сепарации (с плотностью 0,6962 г/л и преимущественным содержанием метана) из расчета 800 стандартизированных м на каждый м стабильной нефти в соответствии с промысловым значением газового фактора. Ре комбинированную углеводородную смесь приводят к пластовым термобарическим условиям (80°С, 80 МПа) и переводят в

бомбу PVT для предварительного визуального наблюдения за ее фазовым состоянием путем перемещения всей пробы мимо смотрового окошка с помощью спаренных насосов. При этом наблюдают плавный цветовой

переход в направлении снизу вверх от нефти темно-коричневого цвета к лимонно-жел- тому конденсату и бесцветному газу при отсутствии границы раздела фаз газ-жидкость, что характерно для околокритического состояния пластовой углеводородной смеси. Проводят сепарацию пластовой смеси на газ и жидкость с поддержанием пластового давления в сосуде и измерением объемов полученного газа и пластовой смеси, израсходованной на сепарацию. Неоднородность свойств системы по ее высоте устанавливают по результатам последовательной сепарации четырех отдельных слоев в направлении сверху вниз. В каждом

случае замеряют расход пробы на сепарацию (при 80°С и 80 МПа) в см3 объем полученного газа (л), приведенный к стандартным условиям (20°С; 0,101325 МПа) и полученные данные используют для расчета условного газосодержания каждого слоя смеси в м /м пластовой углеводородной системы, представленные в таблице.

Динамика снижения условного газосодержания в процессе сепарации рекомбинированной пластовой углеводородной

смеси, находящейся в околокритическом состоянии, представлена на чертеже (кривая

1).

Горизонатльная прямая 2 иллюстрирует постоянство отношения объемов пол- ученного газа и пластовой углеводородной смеси, израсходованной на сепарацию, для газокондечсатной системы, не находящейся в околокритическом состоянии (скв. 602 Чаганского газоконденсатного месторож- дения Оренбургской области, пласт Д|у-1, интервал опробования 4355-4362 м). При сепарации наиболее контрастных по свойствам слоев I и IY, отраженных в таблице, проводят хроматографический анализ газа, сепарированной жидкости и по материальному балансу анализируемых компонентов определяют в каждом случае состав и свойства пластовой углеводородной смеси: содержание углеводородов Сз+висшие соответственно 26,93 и 82,63 мас.%; мол.м. пластовой смеси 21,77 и 74,98; газосодержание 3531,2 и281,3 м3/м3сепарированной жидкости; плотность сепарированной жидкости 0,8158 и 0,8983 г/см3; мол.м. сепари- рованной жидкости 150,7 и 308,54 соответственно. Экспериментально установленные в околокритическом состоянии отчетливые

Результаты сепарации рекомбинированной пластовой углеводородной смеси, находящейся в околокритическом состоянии

различия в свойствах нижнего слоя, расположенного над ртутной поджимкой, и верхнего слоя углеводородной смеси позволяют отнести их соответственно к нефтяной и га- зоконденсатной системе, плавно переходящей в гвзовую фазу у верхней части бомбы PVT при отсутствии границы раздела газ- жидкость.

Формула изобретения Способ определения фазового состояния пластовой углеводородной смеси, заключающийся в сепарации пробы смеси, находящейся в сосуде при пластовых термобарических условиях и определении фазового состояния по соотношению объемов газообразной и жидкой фаз, отличаю - щ и и с я тем, что, с целью повышения информативности способа путем определения наличия околокритического состояния, исследуемую пробу разделяют по высоте сосуда не менее чем на 3 объема и сепарацию осуществляют последовательно, определяя соотношение газообразной и жидкой фаз для каждого объема, о наличии околокритического состояния смеси судят по изменению этого соотношения, а об отсутствии околокритического состояния - по постоянству указанного соотношения.

го 40 60 во

% отсепарир про5ы