原油狀態方程和黏度模型適應性分析

吳 昊

（1.中國海洋石油國際有限公司勘探開發技術研究院，北京 100028；2.海洋石油高效開發國家重點實驗室，北京 100028）

渤海油田與遼河油田、勝利油田、大港油田、華北油田和中原油田在一個生油盆地內，儲量規模大。截止2019 年底已發現原油地質儲量36.4×108t[1]，從2010 年起連續穩產3 000×104t 以上，是我國海上最大的產油區。渤海油田原油黏度范圍廣，從凝析氣藏到稠油油藏都有分布，由東北向西南黏度呈逐漸變小的趨勢。從儲量占比看，黏度大于50 mPa·s 的稠油比例較大，探明稠油地質儲量約占總儲量的65%。渤海稠油主要分布在1 000～2 000 m 的深度范圍，對應的地層溫度范圍為32～80 ℃，受微生物降解作用影響明顯，生物在降解原油的過程中產生的甲烷溶解于原油，提高了原油的氣油比。渤海原油具有其特殊性，傳統狀態方程和黏度模型是否適用值得探討。立方型狀態方程和黏度模型一直被廣泛用來模擬油藏流體的相態行為和黏度變化，但較少有文章描述模擬的效果。本文通過擬合某非洲油田原油和渤海原油評價狀態方程和黏度模型的適應性。

1 數學模型介紹

1.1 狀態方程

狀態方程是描述流體壓力、體積、溫度之間關系的理論公式，可用來模擬純物質或混合物的體積變化、相態平衡和熱動力學性質。在油藏專業中使用最多的一類狀態方程是范德華式立方型狀態方程。1873 年范德華（Van der Waals）在理想氣體方程基礎上引入引力因子和斥力因子形成最經典的范德華狀態方程（VdW EOS）[2]：

之后范德華式狀態方程不斷發展從模擬單一物質流體到利用混合規則模擬混合流體。……