一种多孔介质内流体相稳定性分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多孔介质内流体相稳定性分析方法，其包含以下步骤：S1、计算得到多孔介质内当前孔隙尺寸中混合物的逸度以及平衡比初值；S2、当存在第二相时，计算得到第二相的摩尔数、第二相的摩尔数的和、第二相的摩尔分数；S3、通过迭代计算使得主体相与第二相压力平衡，计算得到压力平衡时第二相的逸度以及第二相的逸度比系数；S4、若压力平衡时第二相的逸度比系数满足收敛条件，则基于第二相的摩尔数的和判断当前孔隙尺寸条件下是否为单相稳定。本发明专利技术能够准确判断多孔介质条件下任意组成的油气体系在给定温度和压力时是否为单相稳定状态，若不稳定则可以得到用于油气两相闪蒸计算的合理初始平衡比。计算的合理初始平衡比。计算的合理初始平衡比。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔介质内流体相稳定性分析方法及装置


[0001]本专利技术涉及油气田开发领域所用油气藏工程方法
，具体地说，涉及一种多孔介质内流体相稳定性分析方法及装置。

技术介绍

[0002]流体相态计算在流体PVT分析拟合、油藏数值模拟、凝析气藏开发、CO2驱油与埋存等领域都有着至关重要的作用。
[0003]常规立方体状态方程(PR、SRK等)在流体相态计算中应用十分广泛，拟合之后的状态方程通常能够较为准确地表征流体在大空间条件下(PVT釜)的相态特征。但是在多孔介质中流体分子与多孔介质表面之间的相互作用导致其流体相态与常规大空间条件下相比有明显的差异。
[0004]在致密孔隙，尤其是纳米级孔隙介质中，流体的临界参数与大空间相比会发生偏移，在计算时应该考虑临界参数偏移对相态特征的影响。多孔介质中的非均质性较为严重，尤其是页岩中孔隙大小在1
‑
100nm之间，跨度较大，不同的分布模式会导致计算结果的差异。此外，由于致密孔隙介质中孔隙半径小，毛管力大，导致汽液两相压力不相等，也会对相态特征产生影响。多孔介质中还存在吸附作用，它对流体的组成会产生影响，同时，吸附层的存在导致有效孔隙直径的减小，同样会导致相平衡计算的差异，需要进行考虑。
[0005]张茂林(2004)研究发现吸附使凝析气露点下降，与此同时，毛管力使得凝析气露点略微上升。Ma(2013)的研究表明在多孔介质中纯组分临界温度上升，C1/nC4/nC8混合物泡点、露点均升高，两相区缩小；临界参数偏移对重质组分的影响更大。Jin(2013)的研究结果显示在多孔介质中，C1
‑
nC5混合物泡点下降，下露点上升，同时，他还发现毛管力使得C1
‑
nC5混合物泡点和下露点降低。李元生(2015)研究发现孔喉直径小于10nm时孔喉与流体分子相互影响影响显著，孔喉越小露点压力下降越明显，此外，毛管力使得C1/nC4/nC8混合物露点降低。Dong(2016)研究发现吸附层使得毛管压力升高，并导致流体泡点下降、露点升高，孔隙尺寸大于100nm时影响可以忽略；毛管力随着孔隙尺寸的增大而减小；此外在多孔介质条件下，Eagle Ford原油露点上升，泡点下降，混合物的组分越相近，毛管力作用越小。Liu(2016)的研究显示吸附作用比毛管力作用影响更大，N2/n
‑
C4H10混合物泡点升高，CH4/n
‑
C4H10混合物泡点下降；他还发现孔隙尺寸分布对相平衡计算结果会产生影响。Lei(2017)在最新的研究中发现毛管力随着孔隙尺寸的增大先增大后减小，在多孔介质中Wolfcamp原油露点压力下降。
[0006]目前已有较为完备的考虑多孔介质影响的流体相态计算方法，具体是基于常规立方体状态方程，在考虑毛管力、吸附作用、临界参数偏移、孔隙尺寸以及流体组成的共同影响下，闪蒸计算多孔介质条件下流体(油和气)相态特征。
[0007]相稳定性分析是状态方程计算流体相态的重要配套技术，可以用于判断流体的单相稳定性并为闪蒸计算提供合理的计算平衡比初值，可以解决闪蒸算法在特定温度和压力区域中偶尔会出现闪蒸计算迭代无法收敛的问题。但是目前现有的相稳定性分析方法仍然
只适用于常规条件，没有考虑多孔介质的影响。
[0008]针对现有技术的问题，本专利技术提供了一种多孔介质内流体相稳定性分析方法及装置。

技术实现思路

[0009]为解决上述现有技术的问题，本专利技术提供了一种多孔介质内流体相稳定性分析方法，所述方法包含以下步骤：
[0010]S1、计算得到多孔介质内当前孔隙尺寸中混合物的逸度以及平衡比初值；
[0011]S2、当存在第二相时，计算得到第二相的摩尔数、第二相的摩尔数的和、第二相的摩尔分数；
[0012]S3、通过迭代计算使得主体相与第二相压力平衡，计算得到压力平衡时第二相的逸度以及第二相的逸度比系数；
[0013]S4、若压力平衡时第二相的逸度比系数满足收敛条件，则基于所述第二相的摩尔数的和判断当前孔隙尺寸条件下是否为单相稳定。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S1中：
[0015]通过以下公式计算得到当前孔隙尺寸中混合物的逸度：
[0016][0017]通过以下公式计算得到压缩因子，当存在多个压缩因子时，选择对应吉布斯自由能最小的那个压缩因子：
[0018][0019]通过以下公式计算得到平衡比初值：
[0020][0021]其中，f
zi
表示当前孔隙尺寸中混合物的逸度；z
i
表示当前孔隙尺寸条件下的流体组成，z
i
(i＝1,2,
…
,N
c
)；p表示体系压力；b
i
表示各组分的斥力系数；b
m
表示混合物的平均斥力系数；Z表示压缩因子；A
m
、B
m
为相平衡计算参数；表示各组分的引力系数的0.5次方，表示混合物的平均引力系数；K
i
表示平衡比；p
ci
表示各组分的临界压力；ω
i
表示各组分的偏心因子；T
ci
表示各组分的临界温度；T表示体系温度。
[0022]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S2中：
[0023]通过以下公式计算得到第二相的摩尔数：
[0024](Y
i
)
g
＝z
i
(K
i
)
g
[0025](Y
i
)
o
＝z
i
/(K
i
)
o
(i＝1,2,
…
,N
c
)
[0026]通过以下公式计算得到第二相的摩尔数的和：
[0027][0028][0029]通过以下公式计算得到第二相的摩尔分数：
[0030][0031][0032]其中，下标o和g分别表示第二相为油相和气相；Y
i
表示摩尔数；z
i
表示当前孔隙尺寸条件下的流体组成，z
i
(i＝1,2,
…
,N
c
)；K
i
表示平衡比；S表示摩尔数的和；y
i
表示摩尔分数。
[0033]根据本专利技术的一个实施例，步骤S3包含以下步骤：
[0034]a、假设油相与气相压力相等，并都等于主体相压力；
[0035]b、计算第二相的压缩因子，当存在多个压缩因子时，选择对应吉布斯自由能最小的那个压缩因子；
[0036]c、计算第二相混合物的平均摩尔质量；
[0037]d、在得到第二相混合物的平均摩尔质量之后，进一步计算第二相混合物的密度；
[0038]e、基于第二相混合物的密度，计算汽液两相平液面界面张本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔介质内流体相稳定性分析方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：S1、计算得到多孔介质内当前孔隙尺寸中混合物的逸度以及平衡比初值；S2、当存在第二相时，计算得到第二相的摩尔数、第二相的摩尔数的和、第二相的摩尔分数；S3、通过迭代计算使得主体相与第二相压力平衡，计算得到压力平衡时第二相的逸度以及第二相的逸度比系数；S4、若压力平衡时第二相的逸度比系数满足收敛条件，则基于所述第二相的摩尔数的和判断当前孔隙尺寸条件下是否为单相稳定。2.如权利要求1所述的一种多孔介质内流体相稳定性分析方法，其特征在于，在步骤S1中：通过以下公式计算得到当前孔隙尺寸中混合物的逸度：通过以下公式计算得到压缩因子，当存在多个压缩因子时，选择对应吉布斯自由能最小的那个压缩因子：通过以下公式计算得到平衡比初值：其中，f
zi
表示当前孔隙尺寸中混合物的逸度；z
i
表示当前孔隙尺寸条件下的流体组成，z
i
(i＝1,2,
…
,N
c
)；p表示体系压力；b
i
表示各组分的斥力系数；b
m
表示混合物的平均斥力系数；Z表示压缩因子；A
m
、B
m
为相平衡计算参数；表示各组分的引力系数的0.5次方，表示混合物的平均引力系数；K
i
表示平衡比；p
ci
表示各组分的临界压力；ω
i
表示各组分的偏心因子；T
ci
表示各组分的临界温度；T表示体系温度。3.如权利要求1所述的一种多孔介质内流体相稳定性分析方法，其特征在于，在步骤S2中：通过以下公式计算得到第二相的摩尔数：(Y
i
)
g
＝z
i
(K
i
)
g
(Y
i
)
o
＝z
i
/(K
i
)
o
(i＝1,2,
…
,N
c
)通过以下公式计算得到第二相的摩尔数的和：通过以下公式计算得到第二相的摩尔数的和：通过以下公式计算得到第二相的摩尔分数：
其中，下标o和g分别表示第二相为油相和气相；Y
i
表示摩尔数；z
i
表示当前孔隙尺寸条件下的流体组成，z
i
(i＝1,2,
…
,N
c
)；K
i
表示平衡比；S表示摩尔数的和；y
i
表示摩尔分数。4.如权利要求1所述的一种多孔介质内流体相稳定性分析方法，其特征在于，步骤S3包含以下步骤：a、假设油相与气相压力相等，并都等于主体相压力；b、计算第二相的压缩因子，当存在多个压缩因...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，伦增珉，赵淑霞，王锐，胡伟，肖朴夫，周霞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：