CN105952446B - 一种石油天然气气层成分含量测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能提高含量计算结果精度的石油天然气气层成分含量测定方法，其包括以下步骤：S1、高温高压气层井下气体采样：S2、获取由体积密度参数、甲烷与二氧化碳含量、温度参数和压力参数构成的多组数据；S3、对上述多组数据进行参数拟合，构建甲烷与二氧化碳含量随气体体积密度、温度及压力变化的初级计算模型；S4、在气层段录取地层测压资料，选取不同深度测量地层压力，计算压力梯度，并换算体积密度值；实测得到气层段的温度值，代入含量计算模型中，得到高温高压气层中甲烷与二氧化碳含量。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气勘探过程中的测井评价技术，尤其涉及一种石油天然气气层成分含量测定方法。
背景技术
高温高压气层中甲烷（CH4）与二氧化碳（CO2）含量的定量评价是南海西部盆地高温高压天然气层勘探开发的关键技术之一。
利用地层测压资料定量计算高温高压气层中甲烷（CH4）与二氧化碳（CO2）含量属于天然气勘探开发领域中的科研方法创新，主要是利用地层测压资料和气体样品分析实验数据，研究甲烷（CH4）与二氧化碳（CO2）含量对气体体积密度、温度与压力之间的相关关系，最终建立高温高压气层甲烷（CH4）与二氧化碳（CO2）含量定量评价模型，从而快速、准确计算甲烷（CH4）与二氧化碳（CO2）含量，为天然气勘探开发提供测试层位决策依据，指导气田勘探开发。
现有的甲烷（CH4）与二氧化碳（CO2）含量方法多为区域经验法，采用中子、密度曲线构造相应的计算模型。但中子、密度曲线同时受岩性、井眼条件、泥浆浸入等因素的影响，因而导致直接利用这些方法计算气层甲烷（CH4）与二氧化碳（CO2）含量精度较低，经统计，气层气体含量与测试取样分析结果绝对误差高达50％以上，给天然气开发生产带来很大困难。
发明内容
针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是提供一种能提高高温高压气层中甲烷与二氧化碳含量定量计算结果精度的石油天然气气层成分含量测定方法。
为了克服现有技术不足，本发明采用的技术方案是：一种石油天然气气层成分含量测定方法，用于测定石油天然气中甲烷与二氧化碳的含量，所述石油天然气气层成分含量测定方法包括以下步骤：
S1、高温高压气层井下气体采样：利用取样仪器从高温高压气田井场选取多组气体样品，同时测定取样位置的压力和温度；
S2、获取多组测试实验数据：根据气体取样气层段实际的温度及压力值设定实验条件，对气体样品进行体积密度与甲烷与二氧化碳含量的测定试验，得到由体积密度参数、甲烷与二氧化碳含量、温度参数和压力参数构成的多组数据；
S3、构建初级计算模型：利用数学统计范畴中的数据拟合分析方法，对上述多组数据进行参数拟合，分别得到甲烷与二氧化碳含量随气体体积密度、温度及压力变化的初级计算模型；
S4、获取高温高压气层段甲烷与二氧化碳含量：在高温高压气层段录取地层测压资料，对所获取的气层段地层压力数据进行处理，选取不同深度进行测量所得到的地层压力数据，计算压力相对深度的直线斜率作为压力梯度，并换算得到气层段气体体积密度值；对高温高压气层的温度进行实际检测，得到气层段的温度值，将气体体积密度、温度、地层压力值代入到甲烷与二氧化碳含量计算模型中，得到高温高压气层中甲烷与二氧化碳含量。
作为本发明石油天然气气层成分含量测定方法的技术方案的一种改进，在步骤3中，所述初级计算模型为：X=146.5*xep(-5.51*(den*log(T/P)/log(P)))，Y=64.782*ln(den*log(T/P)/log(P))+142.35；其中，X为实验分析得到的甲烷含量，单位为%，Y为实验分析得到的二氧化碳含量，单位为%；den为实验分析得到气体体积密度值，单位为g/cm3；T为温度值，单位为℃；P为压力值，单位为MPa。
作为本发明石油天然气气层成分含量测定方法的技术方案的一种改进，在步骤2中，使用流体体积密度测量仪测量气体样品的体积密度；通过气体组分光谱分析仪测定甲烷与二氧化碳的含量。
作为本发明石油天然气气层成分含量测定方法的技术方案的一种改进，在步骤2中，总共获取40~50组测试实验数据。
本发明的有益效果是：本发明在利用地层测压资料定量计算前述两种气体含量时，避免了常规测井曲线如密度、中子资料容易受岩性、井眼条件、泥浆侵入等因素影响而导致气体含量计算精度偏低的问题，使高温高压气层甲烷（CH4）与二氧化碳（CO2）含量定量计算结果与测试取样分析结果绝对误差由现有的50％降低到了10％以内。
附图说明
图1为本发明一种石油天然气气层成分含量测定方法的流程示意图。
图2为本发明中甲烷含量初级计算模型图。
图3为本发明中二氧化碳含量初级计算模型图。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式进行具体描述。
参考图1所示的流程图，图中展示了本发明一种石油天然气气层成分含量测定方法，用于测定石油天然气中甲烷与二氧化碳的含量，所述石油天然气气层成分含量测定方法包括以下步骤：
S1、高温高压气层井下气体采样：利用取样仪器从高温高压气田井场选取多组气体样品，同时测定取样位置的压力和温度。
S2、获取多组测试实验数据：根据气体取样气层段实际的温度及压力值设定实验条件，对气体样品进行体积密度与甲烷与二氧化碳含量的测定试验，得到由体积密度参数、甲烷与二氧化碳含量、温度参数和压力参数构成的多组数据。
S3、构建初级计算模型：利用数学统计范畴中的数据拟合分析方法，对上述多组数据进行参数拟合，分别得到甲烷与二氧化碳含量随气体体积密度、温度及压力变化的初级计算模型。
具体步骤如下：为了更好、更精确的表述甲烷（CH4）与二氧化碳（CO2）含量与体积密度、温度及压力之间的变化规律，采取优化数据拟合分析，首先对温度、压力参数进行处理分析，分别得到以甲烷（CH4）与二氧化碳（CO2）含量以及体积密度、温度及压力三参数组合为X坐标的散点图。在具体的实施方式中，对实验数据进行处理，以体积密度、温度及压力三参数组合为横坐标、甲烷（CH4）与二氧化碳（CO2）含量为纵坐标建立散点图，如图2与图3所示，其中，X为实验分析得到的甲烷（CH4）含量，单位为（%），Y为实验分析得到的二氧化碳（CO2）含量，单位为（%）；den为实验分析得到气体体积密度值，单位为（g/cm3）；T为温度值，单位为（℃）；P为压力值，单位为（MPa）；图中，R2表示各拟合公式相关系数的平方，该值越大表示公式的相关性越好。
S4、获取高温高压气层段甲烷与二氧化碳含量：在高温高压气层段录取地层测压资料，对所获取的气层段地层压力数据进行处理，选取不同深度进行测量所得到的地层压力数据，计算压力相对深度的直线斜率作为压力梯度，并换算得到气层段气体体积密度值。在压力与深度剖面上，对同一压力***、不同深度进行测量所得到的地层压力数据，理论上呈线性关系，直线的斜率即为该压力***的压力梯度，压力梯度通过简单的换算即可得到储层流体体积密度值。对高温高压气层的温度进行实际检测，得到气层段的温度值，将气体体积密度、温度、地层压力值代入到甲烷与二氧化碳含量计算模型中，得到高温高压气层中甲烷与二氧化碳含量。
更佳地，步骤3，初级计算模型为：X=146.5*xep(-5.51*(den*log(T/P)/log(P)))，Y=64.782*ln (den*log(T/P)/log(P))+142.35；其中，X为实验分析得到的甲烷含量，单位为%，Y为实验分析得到的二氧化碳含量，单位为%；den为实验分析得到气体体积密度值，单位为g/cm3；T为温度值，单位为℃；P为压力值，单位为MPa。
更佳地，在步骤2中，使用流体体积密度测量仪测量气体样品的体积密度；通过气体组分光谱分析仪测定甲烷与二氧化碳的含量，获取比较准确的含量数据，从而为后续建立模型和顶点测定提供依据。
更佳地，在步骤2中，总共获取40~50组测试实验数据，使得建立的模型更加精确，更加贴近实际，从而提升准确度。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (4)
1.一种石油天然气气层成分含量测定方法，用于测定石油天然气中甲烷与二氧化碳的含量，其特征在于，所述石油天然气气层成分含量测定方法包括以下步骤：
S1、高温高压气层井下气体采样：利用取样仪器从高温高压气田井场选取多组气体样品，同时测定取样位置的压力和温度；
S2、获取多组测试实验数据：根据气体取样气层段实际的温度及压力值设定实验条件，对气体样品进行体积密度与甲烷与二氧化碳含量的测定试验，得到由体积密度参数、甲烷与二氧化碳含量、温度参数和压力参数构成的多组数据；
S3、构建初级计算模型：利用数学统计范畴中的数据拟合分析方法，对上述多组数据进行参数拟合，分别得到甲烷与二氧化碳含量随气体体积密度、温度及压力变化的初级计算模型；
S4、获取高温高压气层段甲烷与二氧化碳含量：在高温高压气层段录取地层测压资料，对所获取的气层段地层压力数据进行处理，选取不同深度进行测量所得到的地层压力数据，计算压力相对深度的直线斜率作为压力梯度，并换算得到气层段气体体积密度值；对高温高压气层的温度进行实际检测，得到气层段的温度值，将气体体积密度、温度、地层压力值代入到甲烷与二氧化碳含量计算模型中，得到高温高压气层中甲烷与二氧化碳含量。
2.根据权利要求1所述的石油天然气气层成分含量测定方法，其特征在于：在步骤3中，所述初级计算模型为：X=146.5*xep(-5.51*(den*log(T/P)/log(P)))，Y=64.782*ln (den*log(T/P)/log(P))+142.35；其中，X为实验分析得到的甲烷含量，单位为%，Y为实验分析得到的二氧化碳含量，单位为%；den为实验分析得到气体体积密度值，单位为g/cm3；T为温度值，单位为℃；P为压力值，单位为MPa。
3.根据权利要求1所述的石油天然气气层成分含量测定方法，其特征在于：在步骤2中，使用流体体积密度测量仪测量气体样品的体积密度；通过气体组分光谱分析仪测定甲烷与二氧化碳的含量。
4.根据权利要求1所述的石油天然气气层成分含量测定方法，其特征在于：在步骤2中，总共获取40~50组测试实验数据。
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