本發(fā)明涉及一種溶解度的測定方法，尤其涉及一種甲烷在石油中的溶解度的測定方法，屬于石油開采技術領域。

背景技術：

天然氣是重要的油氣地質(zhì)參數(shù)之一，對于認識油氣資源量和成藏規(guī)律，確定勘探方向起著十分重要的作用。但是天然氣在石油中的溶解度受溫度、壓力、天然氣的組分和原油性質(zhì)等的影響，使得其溶解度的測定存在一定的問題。

甲烷是天然氣的重要組成部分，掌握甲烷在石油中的溶解度特征對于加深天然氣在石油中溶解情況的認識具有重要作用。

目前，有關學者在分析甲烷在石油中溶解度上進行了較多工作，主要是通過定性分析或定量計算分析甲烷在石油中的溶解情況。

定性分析：在實驗室條件下測定溶解度隨溫度、壓力的變化情況，分析影響甲烷溶解度的外在因素。該方法僅能對采樣區(qū)甲烷在石油中的溶解度變化趨勢進行定性預測，分析范圍小。

定量計算：定量計算常見分三種類型，一種是把溶解看成一種表觀化學反應，通過推導熱平衡方程建立溶解度的定量計算關系式，該方法求取的量比較多，平衡常數(shù)、校正因子等求取過程較為繁瑣，建立化學平衡的過程中易受人為因素的影響；另一種是建立實驗室條件下溫度、壓力、溶解度回歸方程，定量給出了在不同溫度、壓力下溶解度具體數(shù)值大小，該方法的實驗數(shù)據(jù)較易獲取，但僅限于實驗室條件下進行溶解度分析，對于原始地層條件下甲烷在石油中的溶解度大小無法給出定量化的數(shù)值和具體的計算方法；還有一種方法是根據(jù)測井曲線間的關系建立定量方程組，但需要相關測井數(shù)據(jù)，若無鉆井或無相應的測井曲線，則無數(shù)據(jù)進行定量計算，且需要測量的量較多，應用范圍小。

綜上所述，提供一種可以定量和定性的對甲烷在石油中的溶解度進行分析的方法成為了本領域亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種甲烷在石油中的溶解度的測定方法，該方法可定量估算出儲層中甲烷在石油中的溶解情況。

為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明提供了一種甲烷在石油中的溶解度的測定方法，該甲烷在石油中的溶解度的測定方法包括以下步驟：

獲得多組研究區(qū)儲層的溫度、壓力及對應的深度數(shù)據(jù)；

實驗室條件下，測得甲烷在研究區(qū)不同產(chǎn)出層位石油中的溶解度；

根據(jù)甲烷在研究區(qū)不同產(chǎn)出層位石油中的溶解度，建立溶解度數(shù)學模型；

根據(jù)研究區(qū)儲層的溫度、壓力及對應的深度數(shù)據(jù)，建立地層溫度隨深度變化模型，以及地層壓力隨深度變化模型；

獲得待測點的地層溫度和地層壓力，根據(jù)溶解度數(shù)學模型，確定儲層中甲烷在石油中的溶解度。

在本發(fā)明的甲烷在石油中的溶解度的測定方法中，優(yōu)選地，通過鉆井試油數(shù)據(jù)獲得研究區(qū)儲層的溫度、壓力及對應的深度數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方式，通過鉆井試油數(shù)據(jù)獲得研究區(qū)儲層的溫度、壓力及對應的深度數(shù)據(jù)時，直接在鉆井現(xiàn)場測得的不同海拔處的原始地層溫度和地層壓力數(shù)據(jù)，要求數(shù)據(jù)對應的井位于研究區(qū)范圍內(nèi)且不是異常數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)越多后續(xù)擬合的結果越準確，即點數(shù)越多越好。

在本發(fā)明的甲烷在石油中的溶解度的測定方法中，選擇合適的測量方法測量在不同溫度、不同壓力時甲烷在研究區(qū)不同層位石油中的溶解度，具體選擇什么測量方法，本領域技術人員可以自行確定。

在本發(fā)明的甲烷在石油中的溶解度的測定方法中，優(yōu)選地，建立溶解度數(shù)學模型時，是將甲烷在不同層位石油中的溶解度與實驗溫度、實驗壓力進行擬合，建立溶解度數(shù)學模型。

在本發(fā)明的甲烷在石油中的溶解度的測定方法中，優(yōu)選地，建立地層溫度隨深度變化模型時，根據(jù)儲層的溫度與深度的散點圖，擬合得到地層溫度隨深度變化的關系式。

在本發(fā)明的甲烷在石油中的溶解度的測定方法中，優(yōu)選地，建立地層壓力隨深度變化模型時，根據(jù)儲層的壓力與深度的散點圖，擬合得到地層壓力隨深度變化的關系式。

在本發(fā)明的甲烷在石油中的溶解度的測定方法中，優(yōu)選地，獲得待測點的地層溫度和地層壓力的步驟包括：

將待測點所在的埋深帶入地層溫度隨深度變化模型以及地層壓力隨深度變化模型，得到待測點的地層溫度和地層壓力。

本發(fā)明的甲烷在石油中的溶解度的測定方法，既可以獲得采樣深度處的甲烷在石油中的溶解度，也可以獲得未采樣深度處的甲烷在石油中的溶解度。

現(xiàn)有的與本發(fā)明類似的用溫度壓力數(shù)據(jù)進行定量估計是通過實驗室分析測試的數(shù)據(jù)建立數(shù)學模型，限于實驗室條件下對溶解度的定量估算。而本發(fā)明的方法是以實驗室建立的數(shù)學模型為基礎，通過建立地下的溫度、壓力模型得到儲層中未采樣點的溫度、壓力，反代入實驗室建立的數(shù)學模型中，實現(xiàn)對儲層中溶解度的計算。

本發(fā)明的甲烷在石油中的溶解度的測定方法提出了實驗室模型在地下儲層中的應用方法，實現(xiàn)了對地下儲層中未采樣深度處的溶解度計算。

本發(fā)明的甲烷在石油中的溶解度的測定方法首次提出了實驗室分析、數(shù)學模型與地質(zhì)條件相結合的方法，通過建立實際地質(zhì)條件下的溫度、壓力隨埋深變化模型，反帶入實驗室建立溶解度的模型中，可以更客觀、更快捷的獲得實際儲層條件下甲烷在石油中的溶解度，對預測天然氣在石油中的溶解情況具有重要的指導意義。

附圖說明

圖1為實施例1的甲烷在石油中的溶解度的測定方法的流程圖。

圖2為實施例1的地層溫度T與深度H的散點圖。

圖3為實施例1的地層壓力P與深度H的散點圖。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。

實施例1

本實施例提供了一種甲烷在石油中的溶解度的測定方法，應用實例區(qū)為南堡凹陷，工藝流程如圖1所示，具體包括以下步驟：

步驟1：獲得多組研究區(qū)儲層的溫度T、壓力P及對應的深度數(shù)據(jù)H；

通過鉆井試油數(shù)據(jù)統(tǒng)計獲得多組研究區(qū)油氣儲層的溫度T、壓力P、對應的深度H；

步驟2：實驗室條件下，測得甲烷在研究區(qū)不同產(chǎn)出層位石油中的溶解度；

采用的方法為平衡液體取樣法，具體為，向高壓釜內(nèi)加入石油樣品和甲烷氣體，當氣-液達到平衡8小時后，停止搖動高壓釜并靜止1小時左右。將浸沒在冰-水浴內(nèi)的取樣瓶同系統(tǒng)管線連接。打開放樣閥并控制放樣速度，同時操作手推泵使平衡釜內(nèi)的壓力保持恒定。平衡液樣送入錐形瓶中進行閃蒸，通過稱重和排水計量排出液體的質(zhì)量及溶解甲烷氣體的體積，從而得到甲烷氣體在石油樣品中的溶解度。如下表1所示，表1為南堡凹陷甲烷在石油中溶解度的實驗結果。

表1

步驟3：建立溶解度數(shù)學模型；

將測得的溶解度與實驗溫度、壓力進行擬合，建立溶解度數(shù)學模型(q_og)如下：

q_og＝0.124p²+0.003T²+4.423p-2.598T-0.249ρ_o+343.559

其中，q_og表示甲烷在油中的溶解度，單位為m³/m³；p表示壓力，單位為MPa；T表示溫度，單位為℃；ρ_o表示原油密度，單位為kg/m³。

步驟4：建立地層溫度、壓力隨深度變化模型；

根據(jù)儲層的溫度T與深度H的散點圖(如圖2所示)，擬合得到地層溫度隨深度變化的關系式如下：

y＝30.251x-8583.8R²＝0.7976

根據(jù)儲層的壓力P與深度H的散點圖(如圖3所示)，擬合得到地層壓力隨深度變化的關系式如下：

y＝76.898x+728.73R²＝0.86

步驟5：確定儲層中甲烷在石油中的溶解度；

將待測點所在的埋深帶入所述溫度、壓力隨深度變化的關系式中，得到待測點所在的地層溫度和地層壓力，如表2所示；

將得到的待測點所在的地層溫度與地層壓力帶入所述的溶解度數(shù)學模型中，得到儲層中甲烷在石油中的溶解度。如表2所示，表2為根據(jù)擬合的地層溫度、壓力數(shù)據(jù)和溶解度模型，得到的研究區(qū)甲烷在石油中的溶解度。

表2

通過以上實施例，說明本發(fā)明的甲烷在石油中的溶解度的測定方法解決了定性分析和定量預測儲層中甲烷在石油中的溶解度的問題，并首次提出了實驗室分析、數(shù)學模型與地質(zhì)條件相結合的方法，通過建立實際地質(zhì)條件下的溫度、壓力隨埋深變化模型，反帶入實驗室建立溶解度的模型中，更客觀、更快捷的獲得實際儲層條件下甲烷在石油中的溶解度，對預測天然氣在石油中的溶解情況具有重要的指導意義。