[发明专利]一种基于PR状态方程的蒸发气驱最小混相压力计算方法

说明书

本发明提供一种基于PR状态方程的蒸发气驱最小混相压力计算方法。以PR状态方程、混合规则、物料平衡方程式、热力学平衡方程组和混相函数为基础，建立了相态模拟逐步迭代数值计算方法。该方法计算速度快、精度高、适用范围宽泛，可以指导油田注气增产作业，为提高原油采收率提供技术支持。

技术领域

本发明注入气与原油最小混相压力计算技术领域，涉及一种基于PR状态方程的蒸发气驱最小混相压力计算方法。

背景技术

气液混相驱是一种高效的提高原油采收率(EOR)技术，一直备受石油工程师们的关注，实现混相驱的一个关键的条件是油藏压力达到最小混相压力(MMP)。如何高效、精确地确定最小混相压力是目前石油行业的一大难题，大多数矿场采取的是长细管实验，其结果精确可靠，但花费的时间长且不经济；经验公式法多数来自于实验，适用范围小，难以推广使用；状态方程法是用相平衡原理计算最小混相压力，通过对气体和原油系统进行闪蒸计算，直到计算结果满足混相条件，混相时的压力即为注入气和原油的最小混相压力。

蒸发气驱原理是注入气多次抽提原油中中质组分，不断加富气相，最终实现注入气与原油混相，使油气两相之间的界面张力(IFT)降低为零，油气之间没有密度差，因此，在混相状态，油气两相的偏差系数和比容是相同的。注入气可以大量地溶解在储层原油中，增大液相的体积，降低液相的黏度，减小油水相界面张力，原油的渗流能力增强，原油产能大幅提升。

1983年，Stalkup通过细管驱替实验得出，在一定压力下能实现二氧化碳和原油的动态混相。

1988年，Benmekki和Mansoori将PR(Peng-Robinson)状态方程和混合法则结合起来描述气液相行为，从理论上来计算最小混相压力。

2000年，Ahmed提出了混相函数的概念，利用PR状态方程结合混相函数来确定注气过程的条件。

2004年，Nasrifar和Moshfeghian在计算最小混相压力时，修正了PR状态方程使其能运用到重油范围。

2006年，Esmaeilzadeh和Roshanfekr提出了一个新的立方型状态方程，并运用这个新的状态方程计算注入气与原油的最小混相压力。

2013年，Fazlali等人提出一种算法，使用立方型状态方程能快速计算出注入气与原油的最小混相压力。

2015年，Jha等人把修正的PR状态方程推广到12组分，其预测的最小混相压力与实验值具有一致性。

发明内容

本发明旨在提供一种基于PR状态方程的蒸发气驱最小混相压力计算方法，该算法的优点是速度快，精度高，适用范围宽泛，可以为实际工程和实验分析提供有效的参考数据。

该方法前提条件：最小混相压力完全不受多孔介质的影响，与系统任何平衡属性一样，最小混相压力不受相对渗透率和毛管压力的影响，只取决于系统的相平衡。

该方法有如下描述：首先这个方法模拟的是一系列相同体积的单元，在每个单元中温度和压力均相同，并且体积恒定不变。所有的单元都包含一样的初始原油。一定数量的气体加在第一个单元中，假设完全混合并且达到热力学相平衡，因此一定温度和压力条件的闪蒸计算能够用来描述单元状态。当第一个单元油气接触完成后，该单元中的气相进入到第二个单元中，并计算油气相平衡。依次对所有单元进行相平衡计算，直到气液实现混相。

该方法基于三个假设：油气在每个单元中完全混合；每个单元中温度、压力恒定；每个单元瞬时达到热力学平衡。

一种基于PR状态方程的蒸发气驱最小混相压力计算方法，包括以下步骤：

步骤1：确定油藏温度T，给定初始压力P值。