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1、PROPS 部 分流 体 属 性205Eclipse 100 用户教程 流体属性的作用图63 流体属性数据的作用 此部分用于定义流体PVT属性和岩石压缩系数。 此部分数据用来通过黑油状态方程计算在油藏和存储罐条件下的相密度。 提供的数据必须能够评价任何时候任何流体的PVT属性。 包括地层体积系数、粘度、GOR和（或）OGR。 必须给出在参考面条件下的PVT特征。 可以指出初始条件下的GOR和（或）OGR。 饱和度函数、相对渗透率和端点平衡在此书的其它部分讨论。 如果流体属性在油藏范围内是变化的，则可以有多个流体属性表。流体属性的作用ECLIPSE在模拟过程中的每一运算步都进行物质平衡计算。为了
2、实现这一点，必须计算出各相的密度。由于各相的密度取决于压力及各相中溶解成分的多少，所以给出相的PVT属性是指定各相特征的最佳方式。最终，这些数据都来自于实验室试验和油田测试结果的综合。这类数据需要各相的地面密度作为参考条件。注 意：ECLIPSE是一个恒温模拟器，它假设模拟的所有部分都在恒温条件下，各部分、各属性随着温度的变化并没有被显式考虑在内。黑油模型概述图 64 一般性的两相PVT相图 严格的说，黑油模型在地面条件下不含溶解气 黑油模拟器在远离临界点（Pc,Tc）的单项区域里的运算结果是最好的 跨越两相区域包含着组分的改变 黑油模拟器不能够直接模拟组分的变化，因为在黑油的近似中，流体属性
3、只依赖于压力 溶解气油比和挥发油气比只能用来近似模拟两相区域内很小的组分变化，对于很大的组分变化就不适用了。 PROPS部分是数据文件中必须有的，用于给出流体的PVT数据 标准条件下的PVT数据（参考数据）必须在PROPS部分指定 最小数据量取决于实际的相和组分黑油模型概述图64中的不同区域是组成典型相图的不同部分。线AA-HH代表在生产过程中油和（或）气 的轨迹。在压力和温度处于临界点左边的区域里，限制相图的曲线是泡点线；在其右边区域里的曲线则叫露点线。A区：代表我们通常所说的黑油，它可能穿过泡点线，同时是远离临界点的。黑油区域并没有明显的界限。其油相可以是，其实在通常情况下都是含有溶解气成
4、分的。实际上，黑油的严格定义是在储油罐条件下不含溶解气的油。线AA：代表泡点以上的油。当油藏压力等温下降时，流体粘度和压缩系数会发生变化，但仍然保持单相。溶解气的浓度并没有发生变化。但是在井口处，气体会从油中分离出来从而产出自由气。这在ECLIPSE术语中称为黑油。线BB：代表初始时高于泡点的黑油。在压力下降的过程中，当保持在泡点之上时，只有油的粘度和压缩系数会发生变化，溶解气油比GOR保持不变。组分保持不变，直到达到泡点后，溶解气体会从油中分离出来。当这个过程在油藏中发生时，就会形成气顶。如果这个过程发生在井筒中时，在井口处就会产出自由气。在这两种情况中，当压力沿着线BB下降时，流体会穿过等
5、液量线而进入相图内部，同时越来越多的气体会从油中分离出来。此时，产出油的溶解气油比GOR会比地层油低很多。这在ECLIPSE术语中称为活油live oil。线CC：代表油气两相混合状态。在油水界面（GOC）之上，油藏压力低于泡点压力，气体是作为自由气相（气顶）存在的。在油气界面（GOC）以下，油藏压力高于泡点压力；油相中包含自由气的成分。这在ECLIPSE术语中称为live oil。线DD：代表一种初始状态接近于临界点的流体。因为在初始状态时，流体的状态在临界点以上并与临界点很接近，因此很难说此时流体到底是液体还是气体。当流体沿着线DD穿过临界点（Pc，Tc）时，它会变为油气两相混合体，但是这
6、种转变是不太容易看出来的。当油藏压力和井底流压在一个合适的状态时，单相流体会流入井中并在井筒中转化成油气两相。线EE：代表初始状态是单相的气体。虽然气体中含有挥发油，但是当压力沿着EE下降时它始终不会达到露点，因为它是在相图曲线之外的。这在ECLIPSE术语中称为干气。线FF：也是初始是油气两相混合状态，在相图曲线的内部。当压力沿着FF不断下降时，液相不断蒸发直到穿过露点线，此时就不存在液相了。在ECLIPSE术语中，这种气体称为湿气。线GG：代表初始状态是高于露点的挥发油。当压力不断下降时，液相不断析出。这种反常规现象称为反凝析，发生在凝析气藏中，这在ECLIPSE术语中称为湿气。线HH：代
7、表在隔热状态下，油从单相向油气两相的转化过程。这个过程通常在发生在分离器中。我们认为油藏流体在油藏中、分离器中及地面状态一直处于恒温状态，虽然在不同的条件下温度可能是不同的。例如，标准条件下的温度通常与油藏的温度是不同的。在这种情况下，油的PVT数据可以用一定的温度下，关于压力的函数属性表来表示。ECLIPSE以及其它模拟器非常适用于模拟这类油藏流体的动态表现。单相系统只包含气相，如点B所在的区域，也是很适于用ECLIPSE来模拟的。因为同黑油一样，流体远离临界点，并没有穿越露点线，所以挥发油的量（如果有的话）保持不变。这在ECLIPSE术语中称为干气。黑油模拟器，如ECLIPSE，是不能显式
8、模拟组分的变化的。如果需要模拟气体的分离或油滴的析出过程，则要间接的通过改变溶解气的GOR（Rs）和挥发油的OGR（Rv）来实现。具有这种特征的流体分别称为live oil和湿气。为了保证用黑油模型的方法准确的模拟这种流体，我们需要保证： 凝析出的油滴或释放出的气体的量只占地下碳氢化合物总量的很少的一部分 当油析出或气体释出后，剩下的碳氢化合物的组分不会有很大的改变 流体的轨迹应该远离临界点 整个过程应该是等温的如果不能满足这些条件，则必须用完全的组分模型方法。黑油及组分模拟图65 黑油模型和组分模型的模拟步骤 黑油模拟器把大部分的CPU时间用于求解流动方程。PVT是通过查找PVT表来得到的。
9、 组分模拟器需要额外的迭代计算状态方程和闪蒸方程。 对组分模型的模拟几乎总是比对黑油模型的模拟需要更多的CPU时间。 本教程专门讨论黑油模型的模拟。组分模型的模拟会在GeoQuest提供的其它培训教程中讨论。黑油及组分模拟当组分的变化不是很大而且流体远离临界点时，适合用黑油模型。此时，流体的属性相对比较稳定，可以用一系列随压力变化的PVT属性表来表示，然后通过查表就可以计算出PVT属性，其计算量是非常小的。在黑油模型模拟的过程中，CPU时间主要用于求解各网格流动方程，井注入和产出，以及保证一直保持物质平衡。当不满足黑油模型的假设时，就需要用组分模型。组分模拟器，如ECLIPSE 300，同黑油
10、模拟器一样要进行流体流动计算，但是除此之外还需要进行额外的运算。油藏的流体是用一些拟组分的形式来表示的，一般情况下是用6个左右的拟组分。每个拟组分都代表着一组单个的碳氢化合物组分。一旦计算流体流动，每一个拟组分都必须闪蒸到平衡状态，这是一个迭代的过程。然后必须为每一个拟组分计算一个三次的状态方程，这也是一个迭代的过程。对每一个时步的每一个网格块都要进行闪蒸计算和状态方程求解。在实际的组分模拟过程中，计算流动方程通常只需要小于50的CPU时间，剩余的时间都用于闪蒸计算和状态方程的求解了。油相状态方程图66 黑油模型油相状态方程 所有量都只与压力有关。 (s) 指地面条件，(r) 指地层条件。 溶
11、解气Vg(r) 是包含在油相中的。 此方程并不需要求解，而是作为内插或外插表输入的。 对于dead oil死油，Rs 是固定的，而且压力始终是高于泡点。 对于live oil活油，必须要给出低于泡点压力条件下的Rs。 油相状态方程黑油模型的状态方程把油处理为单相，而且其属性依赖于压力。黑油的PVT属性远离临界点，其组分被处理为固定不变的。因为黑油远离临界点的属性是不太复杂的，所以它的其它属性如密度和粘度描述起来是比较容易的。同时，我们假设黑油的温度保持固定不变，油藏、井筒、地面的温度也分别是固定不变的。在这种情况下，黑油的PVT属性仅用关于压力的属性函数表就可以表示出来。在实际应用中，低于泡点
12、压力的情况也经常使用黑油模型。在ECLIPSE术语中，live oil指的是压力会低于泡点压力的油，而黑油却不会。如果一个处于图64中临界点左边的油藏有气顶，则其泡点是位于油气界面GOC上的。其气相在油气界面GOC上部，压力低于泡点压力。与黑油类似，live oil在其油相中也溶解有一个气组分。要理解黑油模型，弄清楚相和组分的区别是非常重要的。黑油模型的状态方程中包含有Rs 这一项就是为了描述溶解气组分对油相属性的影响。对于dead oil 的Rs 是固定不变的，但是对于live oil 的Rs 是变化的。注 意：dead oil油藏会产出自由气，但是它并不是从油藏中分离出来的，而是在那些压力
13、低于泡点压力的地方，如井筒或地面条件，从油相中释放出来的溶解气。如果油藏包含的dead oil只有一个溶解气油比GOR和泡点，则可以用关键字RSCONST给定泡点处油的单一的Rs。但是，如果一个油藏中一些位置的dead oil是完全相分离的（如被断层或地层圈闭分割开），则可以把具有不同GOR和泡点的区域用关键字PVTNUM设定为不同的区域，同时为不同的区域给出不同的PVT表。关键字RSCONSTT则应该用来为不同PVT区域的油相指定不同的泡点GOR。对于不饱和原油，如果满足一定的条件则可以用黑油模型来进行模拟，也就是，PVT模型需满足一定的目的： 当气体分离出来以后，油组分不会发生变化。这是一
14、种理想状态，它意味着油和气的碳氢摩尔质量分布是相同的。这种情况是不可能存在的，所以工程师必须满足气体分离出来后油的属性不会发生很大的变化。 分离出来的气量只占地下碳氢化合物的很少的一部分。因为脱离的气一定会改变剩下油的组分。这实际上是上面条件的结果。 气体的分离不会使得混合物太靠近临界点。这种油通常称为灰油，但是在ECLIPSE术语中被称为live oil，它们的组分变化不能直接用ECLIPSE或其它任何一种黑油模型来模拟。然而，溶解气油比Rs 可以用来模拟气体分离时组分变化的影响。为了实现这个目的， Rs必须是变化的。对于非饱和原油，Rs用关于压力的表格的形式给出。对于live oil模型，在模型的开始阶段，初始的Rs必须指定在油气界面GOC上，并且要用RSVD或PBVD给出关于深度的关系。黑油模型对于气体的模拟也是非常相似的。在ECLIPSE术语中，干气与dead oil是类似的。干气可能包含一个用挥发油气比Rv描述的挥发油的成分。用PVDO输入dead oil的PVT属性图 67 用PVDO输入dead oil的PVT数据 关键字PVDO是用来指定泡点压力以上油（不饱和油）的属性。 它是一个地层体积系数和粘度关于压力的表格。 当油藏内有多
