油層物理-儲層流體的物理性質(zhì)ppt課件

1、儲層流體的物理性質(zhì)儲層流體的物理性質(zhì) 所謂儲層流體是指儲存于地下的石油、天然氣所謂儲層流體是指儲存于地下的石油、天然氣和地層水。其特點是處于地下的高溫高壓條件下，和地層水。其特點是處于地下的高溫高壓條件下，特別是其中的石油溶解有大量的氣體，從而使處于特別是其中的石油溶解有大量的氣體，從而使處于地下的油藏流體的物理性質(zhì)與其在地面的性質(zhì)有很地下的油藏流體的物理性質(zhì)與其在地面的性質(zhì)有很大的差別。大的差別。 第一節(jié)第一節(jié) 油藏?zé)N類的相態(tài)特征油藏?zé)N類的相態(tài)特征本節(jié)重點：本節(jié)重點：1 1、油氣藏的分類；、油氣藏的分類；2 2、多組分相圖的特征；、多組分相圖的特征；3 3、反凝析氣藏的特點及合理開發(fā)方式；、

2、反凝析氣藏的特點及合理開發(fā)方式；本節(jié)難點：本節(jié)難點：1 1、多組分相圖的特征；、多組分相圖的特征；2 2、反凝析現(xiàn)象；、反凝析現(xiàn)象；一、油藏?zé)N類的化學(xué)組成和分類一、油藏?zé)N類的化學(xué)組成和分類油氣藏流體組成及常油氣藏流體組成及常P、T相態(tài)相態(tài) C1,C4,C5C16,C17CnH2n+2,N2,CO2及及N、S、O化合物化合物 氣態(tài)氣態(tài)液態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)n 石油和天然氣的化學(xué)組成主要是復(fù)雜的碳氫化合物的混合石油和天然氣的化學(xué)組成主要是復(fù)雜的碳氫化合物的混合物，主要是烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴及烴類與氧、硫、氮的物，主要是烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴及烴類與氧、硫、氮的化合物。化合物。 1 1、油藏流體的化學(xué)組成及

3、分類、油藏流體的化學(xué)組成及分類按礦藏：按礦藏：氣藏氣、油藏氣、凝析氣氣藏氣、油藏氣、凝析氣按汽油蒸汽的含量：按汽油蒸汽的含量：濕氣：汽油含量大于濕氣：汽油含量大于100g/m100g/m3 3 干氣：汽油含量小于干氣：汽油含量小于100g/m100g/m3 3 按含硫量的多少：按含硫量的多少：酸氣：每酸氣：每1 1m3天然氣中含硫量大于天然氣中含硫量大于1g1g凈氣：每凈氣：每1 1m3天然氣中含硫量小于天然氣中含硫量小于1g1g2、天然氣的分類、天然氣的分類一、油藏?zé)N類的化學(xué)組成和分類一、油藏?zé)N類的化學(xué)組成和分類1 1）比重（）比重（中國煉油中國煉油）輕質(zhì)油輕質(zhì)油 0.963 3 3、石油的

4、分類、石油的分類2）含硫量）含硫量（影響設(shè)備）（影響設(shè)備） 少硫油少硫油 含硫含硫0.5% 一、油藏?zé)N類的化學(xué)組成和分類一、油藏?zé)N類的化學(xué)組成和分類4）含蠟量）含蠟量少蠟油少蠟油 含蠟量含蠟量 1% 含蠟油含蠟油 含蠟量含蠟量 1-2% 高含蠟油高含蠟油 含蠟量含蠟量 2%3）含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)量（影響開采方法）含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)量（影響開采方法） 少膠油少膠油 膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量8% 膠質(zhì)油膠質(zhì)油 膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量 8-25% 多膠油多膠油 膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量 25%5）原油粘度）原油粘度 輕質(zhì)油輕質(zhì)油 粘度粘度5-10mpa.s 一般原油一般原油 粘度粘

5、度30-50mpa.s 重質(zhì)原油重質(zhì)原油 粘度粘度 50mpa.s一、油藏?zé)N類的化學(xué)組成和分類一、油藏?zé)N類的化學(xué)組成和分類（6 6）天然瀝清礦：）天然瀝清礦： 11， 10000cp 10000cp 4、油氣藏分類、油氣藏分類 （1 1）氣藏：以）氣藏：以C C1 1為主，占為主，占85%85%以上，以上，C C2 2-C-C4 4較少，地面為氣態(tài)較少，地面為氣態(tài) （2 2）凝析氣藏：）凝析氣藏：C C1 1-C-C8 8, , 地下為氣態(tài)，地面有液態(tài)，地下為氣態(tài)，地面有液態(tài)， =0.6-0.7 =0.6-0.7 （3 3）臨界凝析氣藏：）臨界凝析氣藏：T T地地=T=TC C，油氣間無明顯界

6、限，油氣間無明顯界限， =0.7-0.8 =0.7-0.8 （4 4）油藏：液態(tài)烴為主，可帶有氣頂，油中溶有氣，）油藏：液態(tài)烴為主，可帶有氣頂，油中溶有氣， =0.8-0.94=0.8-0.94（5 5）重質(zhì)油藏：）重質(zhì)油藏： 大，大，0.940.94以上以上; ; 高，高，100-10000cp100-10000cp一、油藏?zé)N類的化學(xué)組成和分類一、油藏?zé)N類的化學(xué)組成和分類二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法1 1、幾個物理化學(xué)概念、幾個物理化學(xué)概念 水水 單組分體系單組分體系H2O油油多組分體系多組分體系C3、C7、C20 水水 H2O（1 1）體系）體系 指一定范圍內(nèi)一種或

7、幾種定量物質(zhì)構(gòu)成的整體。體系可分為單指一定范圍內(nèi)一種或幾種定量物質(zhì)構(gòu)成的整體。體系可分為單組分和多組分體系。組分和多組分體系。（2 2）相）相 水水 油油 體系內(nèi)部物理性體系內(nèi)部物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全均質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全均勻的一部分稱為勻的一部分稱為“相相”。通常有氣、液、固三通常有氣、液、固三相。相與相之間有明相。相與相之間有明顯的界面。顯的界面。二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法（3 3）組分）組分 形成體系的各種物質(zhì)稱該體系的組分，可以是單質(zhì)或化合物。形成體系的各種物質(zhì)稱該體系的組分，可以是單質(zhì)或化合物。 （4 4）飽和蒸汽壓力）飽和蒸汽壓力 在一個密閉抽空的容器里，部分

8、充有液體，容器溫度保持一定，在一個密閉抽空的容器里，部分充有液體，容器溫度保持一定，處于氣液相平衡時氣相所產(chǎn)生的壓力稱為飽和蒸氣壓，體現(xiàn)為處于氣液相平衡時氣相所產(chǎn)生的壓力稱為飽和蒸氣壓，體現(xiàn)為氣相分子對器壁的壓力。氣相分子對器壁的壓力。二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法 對于一個組成固定的體系，壓力、溫度和比容都是該體系對于一個組成固定的體系，壓力、溫度和比容都是該體系組成中相狀態(tài)的函數(shù)。因此，對任一特定體系其狀態(tài)方程可寫組成中相狀態(tài)的函數(shù)。因此，對任一特定體系其狀態(tài)方程可寫成：成：F（P、V、T）=0。將狀態(tài)方程以圖示法表示就是相圖，即相圖是以圖形將狀態(tài)方程以圖示法表示就是

9、相圖，即相圖是以圖形方式表示體系的相狀態(tài)。方式表示體系的相狀態(tài)。（5） 相圖相圖二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法相圖相圖 二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法 （b b）平面相圖）平面相圖 V VL LT Tp pC C二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法固定一個參變量，固定一個參變量，改變其它兩個參數(shù)，改變其它兩個參數(shù)，即可得到即可得到 平面相圖。平面相圖。 （c c）三角相圖）三角相圖 適用于溫度、壓力一定，而組成變化的情況。適用于溫度、壓力一定，而組成變化的情況。CC2C6 C1 C7+ 23130603060二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法

10、二、油藏?zé)N類的相態(tài)表示方法1.1.單組分體系的相態(tài)特征單組分體系的相態(tài)特征CFG液體液體蒸蒸汽汽A 曲線的終點曲線的終點C C為臨界為臨界點，該點的溫度和壓力點，該點的溫度和壓力分別稱為這種物質(zhì)的臨分別稱為這種物質(zhì)的臨界溫度（界溫度（T TC C）和臨界壓）和臨界壓力（力（P PC C），），三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征ACT液液氣氣特點：特點： 無兩相共存區(qū)：縮小為兩無兩相共存區(qū)：縮小為兩相共存線，稱為飽和蒸汽壓相共存線，稱為飽和蒸汽壓線；線； 臨界點是兩相能夠共存的臨界點是兩相能夠共存的最高溫度點和最高壓力點最高溫度點和最高壓力點 TTTTc c, p, p 也不會產(chǎn)生液也

11、不會產(chǎn)生液相；相； Tc pc p三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征a.a.泡點：泡點：在一定溫度下，開始從液相中分離出第一在一定溫度下，開始從液相中分離出第一批氣泡的壓力點；或在一定壓力下，開始從液相中批氣泡的壓力點；或在一定壓力下，開始從液相中分離出第一批氣泡的溫度點。泡點連線即為泡點線。分離出第一批氣泡的溫度點。泡點連線即為泡點線。b.b.露點：露點：在一定溫度下，從氣相中凝結(jié)出第一批液在一定溫度下，從氣相中凝結(jié)出第一批液滴的壓力。露點連線即為露點線。滴的壓力。露點連線即為露點線。 2 2、主要概念、主要概念三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征3.3.單組分相圖分析單組

12、分相圖分析a.a.飽和蒸汽壓線是兩相共存的軌跡，即泡點線和露點線的共同飽和蒸汽壓線是兩相共存的軌跡，即泡點線和露點線的共同軌跡，單組分體系的飽和蒸汽壓線、泡點線、露點線三線合一，軌跡，單組分體系的飽和蒸汽壓線、泡點線、露點線三線合一，即溫度一定時，氣相凝結(jié)為液相和液相蒸發(fā)為氣相的壓力相等。即溫度一定時，氣相凝結(jié)為液相和液相蒸發(fā)為氣相的壓力相等。b.b.飽和蒸汽壓曲線是氣液狀態(tài)的分界線，上部為液相，下部飽和蒸汽壓曲線是氣液狀態(tài)的分界線，上部為液相，下部為氣相。為氣相。c.c.臨界點是氣液共存的最高溫度和最高壓力點。臨界點是氣液共存的最高溫度和最高壓力點。三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特

13、征d.d.飽和蒸汽壓反應(yīng)了液體揮發(fā)的難易程度，飽和蒸汽壓反應(yīng)了液體揮發(fā)的難易程度，蒸汽壓越高，說明越容易揮發(fā)。蒸汽壓越高，說明越容易揮發(fā)。三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征e. e. 幾種純物質(zhì)的飽和蒸汽壓曲線和常見的壓力、溫度范圍。幾種純物質(zhì)的飽和蒸汽壓曲線和常見的壓力、溫度范圍。三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征4.4.雙組分相圖雙組分相圖C C2 2H H6 6C C7 7H H1616C7C2CTCPC0%20%40%60%80%100%FE三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征C C2 2H H6 6C C7 7H H1616C7C2CTCPC0%40%60

14、%80%100%FE20%(1)雙組分相圖的構(gòu)成FCPC為泡點線；ECTC為露點線；泡點線與露點線的交點為系統(tǒng)的臨界點C；但C 點已不是兩相共存的最高溫度和壓力，而兩相共存的最高溫度和最高壓力分別為CT、CP點所對應(yīng)的溫度、壓力，分別稱為臨界凝析溫度和臨界凝析壓力。泡點線的上部為液相區(qū)；露點線的下部和外部為氣相區(qū)；泡點線和露點線所包圍的區(qū)域為兩相區(qū)；兩相區(qū)內(nèi)的細線為等液量線。C C2 2H H6 6C C7 7H H1616C7C2CTCPCFE（2 2）兩組分相圖的特點）兩組分相圖的特點三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征a.a.臨界點的特征臨界點的特征 泡點線和露點線的交點泡點線和

15、露點線的交點為臨界點，該點并非兩相共為臨界點，該點并非兩相共存的最高點；存的最高點； 臨界凝析壓力為兩相共臨界凝析壓力為兩相共存的最高壓力，臨界凝析溫存的最高壓力，臨界凝析溫度為兩相共存的最高溫度。度為兩相共存的最高溫度。 重組分增加，臨界點右移。重組分增加，臨界點右移。三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征臨臨界界點點的的位位置置取取決決于于組組分分的的性性質(zhì)質(zhì)三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征b.b.兩相區(qū)的特征兩相區(qū)的特征兩種組分的差別越大，兩兩種組分的差別越大，兩相區(qū)面積越大。相區(qū)面積越大。（2 2）雙組分相圖的特點）雙組分相圖的特點（3 3）相圖總結(jié)）相圖總結(jié)a.三點

16、三點 臨界點臨界點C C臨界凝析溫度臨界凝析溫度C CT T臨界凝析壓力臨界凝析壓力C CP Pb.兩線兩線泡點線泡點線露點線露點線c.三區(qū)三區(qū)液相區(qū)液相區(qū)氣相區(qū)氣相區(qū)兩相區(qū)兩相區(qū)d.兩反常區(qū)兩反常區(qū)等壓反常凝析區(qū)等壓反常凝析區(qū) : :煉油中發(fā)生煉油中發(fā)生等溫反常凝析區(qū)等溫反常凝析區(qū) : :油田開發(fā)中發(fā)生油田開發(fā)中發(fā)生5 5、多組分相圖、多組分相圖(1) (1) 多組分相圖特征多組分相圖特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征溫度，溫度，T T壓力，壓力，P PC CP PC CT TC CA AB B75%75%50%50%25%25%H HD D1 12 23 34 45 56 6

17、液液氣氣2 2 點點4 4 ：反凝析氣藏。投產(chǎn)后，壓力降至上露點線（第二露點線）：反凝析氣藏。投產(chǎn)后，壓力降至上露點線（第二露點線）開始出現(xiàn)液滴。出現(xiàn)范圍開始出現(xiàn)液滴。出現(xiàn)范圍T TC C T T T TN N 。點點1 1：油藏（單一液相），未飽和油藏（低飽和油藏），位于泡：油藏（單一液相），未飽和油藏（低飽和油藏），位于泡點線上方，溫度低于臨界溫度。點線上方，溫度低于臨界溫度。點點2 2 ：飽和油藏，：飽和油藏，2 2 點所對應(yīng)的壓力即為油藏的原始飽和壓力，點所對應(yīng)的壓力即為油藏的原始飽和壓力，點點2 2：有原始氣頂?shù)挠筒兀ㄟ^飽和油藏：有原始氣頂?shù)挠筒兀ㄟ^飽和油藏 ）點點3 3：易揮發(fā)油藏

18、，溫度接近臨界溫度，泡點線上方。：易揮發(fā)油藏，溫度接近臨界溫度，泡點線上方。點點5 5 ：氣藏，等溫降壓無液體出現(xiàn)。：氣藏，等溫降壓無液體出現(xiàn)。T T T TN N，臨界凝析溫度右側(cè)。，臨界凝析溫度右側(cè)。點點6 6 ：帶有反轉(zhuǎn)凝析氣頂?shù)挠筒?。位于反凝析區(qū)內(nèi)。：帶有反轉(zhuǎn)凝析氣頂?shù)挠筒亍Ｎ挥诜茨鰠^(qū)內(nèi)。(2) (2) 判斷油氣藏類型判斷油氣藏類型等溫反凝析區(qū)相圖等溫反凝析區(qū)相圖6 6、等溫反凝析現(xiàn)象、等溫反凝析現(xiàn)象隨著地層流體的隨著地層流體的采出，可視為地采出，可視為地層溫度不變（等層溫度不變（等溫）而壓力在不溫）而壓力在不斷降低，故研究斷降低，故研究等溫反凝析區(qū)。等溫反凝析區(qū)。溫度，溫度，TC氣

19、液兩相區(qū)氣液兩相區(qū)液液氣氣CpFAJGp三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征對對AF(T=const) AB，單一氣相，單一氣相BD，凝析量，凝析量 (兩相兩相,反常反常) DE，凝析量，凝析量 (兩相，蒸發(fā)兩相，蒸發(fā)) EF，單一氣相，單一氣相反凝析現(xiàn)象：因反凝析現(xiàn)象：因p 而凝析液而凝析液量反而量反而 的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。ABDECFTCT （1 1）等溫反凝析過程）等溫反凝析過程 （2） 反凝析現(xiàn)象的本質(zhì)反凝析現(xiàn)象的本質(zhì)a.a.等溫降壓，系統(tǒng)兩次經(jīng)過同一等液量線；等溫降壓，系統(tǒng)兩次經(jīng)過同一等液量線； 三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征b.b.臨界點附近，烴類體處于高溫、高壓

20、下臨界點附近，烴類體處于高溫、高壓下, ,氣多、油少，且氣多、油少，且油質(zhì)輕，氣重油質(zhì)輕，氣重, ,所以液體溶于氣中所以液體溶于氣中, ,呈霧狀存在；呈霧狀存在；c.c.當(dāng)當(dāng)p p降低時降低時, ,氣分間距增大氣分間距增大, ,引力不斷下降，氣體分子對油引力不斷下降，氣體分子對油分子的引力減弱分子的引力減弱, ,所以氣體分子托不住液體分子，液體分子所以氣體分子托不住液體分子，液體分子分離出來，凝析成液滴分離出來，凝析成液滴; ;d.d.當(dāng)凝析物（液量）達到一定數(shù)量時，隨著壓力進一步降當(dāng)凝析物（液量）達到一定數(shù)量時，隨著壓力進一步降低低, ,凝析物的分子間距增大凝析物的分子間距增大, ,則出現(xiàn)正

21、常蒸發(fā)現(xiàn)象。則出現(xiàn)正常蒸發(fā)現(xiàn)象。（2） 反凝析現(xiàn)象的本質(zhì)反凝析現(xiàn)象的本質(zhì)三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征三、油藏?zé)N類的相態(tài)特征C1含量占含量占70-98%,70-98%,且無液烴析出且無液烴析出的氣藏，的氣藏，C C2 2-C-C4 4的含量的含量5%,5%,天然氣天然氣中中C C5 5以上的組分幾乎沒有。以上的組分幾乎沒有。b.b.露點線右側(cè)的氣相區(qū)很大，地層露點線右側(cè)的氣相區(qū)很大，地層條件點和油氣分離器條件點均在露條件點和油氣分離器條件點均在露點線外側(cè)，連線不穿過兩相區(qū)點線外側(cè)，連線不穿過兩相區(qū) 。p地,T地 p分,T分 （1 1）干氣氣藏）干氣氣藏 四、典型油氣藏的相圖四、典型油氣藏的相圖1 1、

22、典型油氣藏的相圖、典型油氣藏的相圖p地,T地 p分,T分 。（2 2）濕氣氣藏）濕氣氣藏 四、典型油氣藏的相圖四、典型油氣藏的相圖p地,T地 p分,T分 （3 3）凝析氣藏）凝析氣藏特點：特點：地層壓力高于露點壓力，地層溫地層壓力高于露點壓力，地層溫度介于臨界溫度和臨界凝析溫度度介于臨界溫度和臨界凝析溫度之間。之間。在地層原始條件下，流體以單相在地層原始條件下，流體以單相氣體存在。氣體存在。 壓力下降后，凝析出液態(tài)烴，在壓力下降后，凝析出液態(tài)烴，在分離器會有更多烴液析出分離器會有更多烴液析出R Rs s=534-=534-26700, 26700, =0.74 =0.74 四、典型油氣藏的相圖

23、四、典型油氣藏的相圖p地,T地 p分,T分 （4 4）輕質(zhì)油藏）輕質(zhì)油藏特點：特點：地層條件點位于泡點線上方、臨界地層條件點位于泡點線上方、臨界點的左側(cè)。點的左側(cè)。油藏流體在地層原始條件下以單相油藏流體在地層原始條件下以單相液體存在。液體存在。等液量線比較系稀疏，密集于泡點等液量線比較系稀疏，密集于泡點線。線。 R Rs s=360-530=360-530， 0.78(0.78(地下地下溶氣油溶氣油) )，原油顏色淺。，原油顏色淺。 四、典型油氣藏的相圖四、典型油氣藏的相圖p分,T分 p地,T地 p分,T分 （5 5）重質(zhì)油藏）重質(zhì)油藏 四、典型油氣藏的相圖四、典型油氣藏的相圖稠油資源（摘自第

24、七屆重油及瀝青砂國際論文集）稠油資源（摘自第七屆重油及瀝青砂國際論文集） 四、典型油氣藏的相圖四、典型油氣藏的相圖瀝青資源分布（摘自第七屆重油及瀝青砂國際論文集）瀝青資源分布（摘自第七屆重油及瀝青砂國際論文集） 四、典型油氣藏的相圖四、典型油氣藏的相圖2 2、典型油氣藏變化規(guī)律、典型油氣藏變化規(guī)律a.a.兩相區(qū)面積大小不同，區(qū)兩相區(qū)面積大小不同，區(qū)內(nèi)等液量線分布不同；內(nèi)等液量線分布不同；b.b.包絡(luò)線上臨界點的位置不包絡(luò)線上臨界點的位置不同，隨重組分含量增加，臨同，隨重組分含量增加，臨界點由左向右偏移。界點由左向右偏移。c.c.重?zé)N組分增加、密度、粘重?zé)N組分增加、密度、粘度增加，顏色加深。度增

25、加，顏色加深。思考：油氣藏開采過程穿過兩相區(qū)時，地層中流體的相態(tài)變化思考：油氣藏開采過程穿過兩相區(qū)時，地層中流體的相態(tài)變化 四、典型油氣藏的相圖四、典型油氣藏的相圖五、試說明油氣藏相圖的應(yīng)用五、試說明油氣藏相圖的應(yīng)用1.1.判斷油藏的類型；判斷油藏的類型；2.2.選擇合理的開發(fā)條件；選擇合理的開發(fā)條件；3.3.預(yù)測地層油的飽和壓力；預(yù)測地層油的飽和壓力；4.4.提出提高原油采收率的方法。提出提高原油采收率的方法。第二節(jié) 天然氣的物理性質(zhì)本節(jié)重點：本節(jié)重點：1 1、天然氣的狀態(tài)方程、對應(yīng)狀態(tài)原理、天然氣的狀態(tài)方程、對應(yīng)狀態(tài)原理2 2、天然氣的高壓物性參數(shù)及影響因素、天然氣的高壓物性參數(shù)及影響因素

26、本節(jié)難點：本節(jié)難點：1 1、對應(yīng)狀態(tài)原理、對應(yīng)狀態(tài)原理2 2、壓縮因子的求解、壓縮因子的求解第二節(jié)第二節(jié) 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì) 天然氣是指從地下采出的，常溫常壓下為氣態(tài)的天然氣是指從地下采出的，常溫常壓下為氣態(tài)的烴類和少量非烴類氣體的混合物。烴類和少量非烴類氣體的混合物。 天然氣所包含的烷烴系列從天然氣所包含的烷烴系列從CHCH4 4C C5 5H H1212，其中甲烷，其中甲烷含量可高達含量可高達70%70%98%98%，乙烷含量小于，乙烷含量小于10%10%，以及少量，以及少量丙烷、丁烷、戊烷等（一般僅占百分之幾），非烴類丙烷、丁烷、戊烷等（一般僅占百分之幾），非烴類氣體有：氣

27、體有：SOSO2 2、N N2 2、H H2 2S S、O O2 2、H H2 2、COCO2 2等。等。一、常溫常壓下天然氣的物理性質(zhì)一、常溫常壓下天然氣的物理性質(zhì)1.天然氣組成的表示方法天然氣組成的表示方法（1 1）摩爾組成）摩爾組成( (摩爾分數(shù)）摩爾分數(shù)）（2 2）體積組成）體積組成n n1 1i ii ii ii iN Ny yNn n1 1i ii ii ii iV VV Vy y符合阿佛加德羅定律的氣體摩爾組成與體積組成相等符合阿佛加德羅定律的氣體摩爾組成與體積組成相等（3 3）重量組成）重量組成n n1 1i ii ii ii iW WW WG Gn n1 1i ii ii i

28、i iG GG GY YiiMM/（4 4）重量組成可換算為摩爾組成）重量組成可換算為摩爾組成原油的組成如何表示？原油的組成如何表示？一、常溫常壓下天然氣的物理性質(zhì)一、常溫常壓下天然氣的物理性質(zhì)2.天然氣的分子量、密度和相對密度天然氣的分子量、密度和相對密度（1 1）分子量）分子量分子量：在分子量：在0 0 C,0.1MPaC,0.1MPa壓力下壓力下, ,體積為體積為22.4L22.4L天然氣的重量。天然氣的重量。 niiiMyM1 天然氣的分子量隨組成不同而變化，無固定值，人們引天然氣的分子量隨組成不同而變化，無固定值，人們引入了入了“視分子量視分子量”的概念來解決混合物的分子量問題的概念

29、來解決混合物的分子量問題,亦可亦可稱為平均分子量或分子量。稱為平均分子量或分子量。一、常溫常壓下天然氣的物理性質(zhì)一、常溫常壓下天然氣的物理性質(zhì)公式：公式：（2 2）密度）密度 在相同溫度和壓力下，天然氣的密度與干燥空氣密度之比。在相同溫度和壓力下，天然氣的密度與干燥空氣密度之比。已知已知 時，求天然氣的分子量。時，求天然氣的分子量。（3 3）相對密度（比重）相對密度（比重）Vgmag29gM（0.5-0.70.5-0.7，比空氣輕），比空氣輕）一、常溫常壓下天然氣的物理性質(zhì)一、常溫常壓下天然氣的物理性質(zhì)理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體的狀態(tài)方程: :二、天然氣的狀態(tài)方程和對應(yīng)狀態(tài)原理二、天然氣的狀態(tài)

30、方程和對應(yīng)狀態(tài)原理1 1. .理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體的狀態(tài)方程 所謂所謂理想氣體是一種假想氣體，該氣體分子理想氣體是一種假想氣體，該氣體分子無體積且氣體分子之間無相互作用力。無體積且氣體分子之間無相互作用力。適用條件：分子無體積，且分子間無相互作用力。適用條件：分子無體積，且分子間無相互作用力。PV=nRT2.2.真實氣體的狀態(tài)方程真實氣體的狀態(tài)方程 概況：概況：范德華范德華(van der waals)1873年提出的硬球模型：年提出的硬球模型：2VVabRTp)1 (V2VCVBRTp維里維里 (virial)1901年提出：年提出：二、天然氣的狀態(tài)方程和對應(yīng)狀態(tài)原理二、天然氣的狀態(tài)方

31、程和對應(yīng)狀態(tài)原理2.2.真實氣體的狀態(tài)方程真實氣體的狀態(tài)方程 （1）低溫、低壓下：）低溫、低壓下： ( (視為理想氣體視為理想氣體) ) PV=nRT（2）高溫、高壓下：）高溫、高壓下：（分子間力不可忽略）分子間力不可忽略） PV=ZnRT （引入校正系數(shù)（引入校正系數(shù)Z）Z：壓縮因子（偏差因子、偏差系數(shù)壓縮因子（偏差因子、偏差系數(shù)）Z=PV/nRT二、天然氣的狀態(tài)方程和對應(yīng)狀態(tài)原理二、天然氣的狀態(tài)方程和對應(yīng)狀態(tài)原理（3 3）壓縮系數(shù)）壓縮系數(shù)Z Z 的物理意義的物理意義Z=V實實 / V理理 給定溫度和壓力下，相同摩爾數(shù)的實際氣體所給定溫度和壓力下，相同摩爾數(shù)的實際氣體所占體積與理想氣體所占

32、體積之比，反映了氣體壓縮占體積與理想氣體所占體積之比，反映了氣體壓縮的難易程度。的難易程度。實際氣體較理想氣體易于壓縮，體積較??；實際氣體較理想氣體易于壓縮，體積較?。?Z=1Z 1Z 1實際氣體相當(dāng)于理想氣體；實際氣體相當(dāng)于理想氣體；實際氣體較理想氣體難于壓縮，體積更大；實際氣體較理想氣體難于壓縮，體積更大；A.單組分氣體單組分氣體Z=Z(P,T),可按氣體所處的可按氣體所處的P、T由圖版查得。如由圖版查得。如教材教材P7981的甲烷、乙烷、丙烷的的甲烷、乙烷、丙烷的Z值圖版。值圖版。a.a.實驗法實驗法 B.內(nèi)插法內(nèi)插法 已知已知T,P,但但T不在曲線上，可查不在曲線上，可查T1TT2，對

33、應(yīng)的，對應(yīng)的Z1，Z2，然后內(nèi)插求然后內(nèi)插求Z；b.b.圖版法圖版法C.多組分氣體壓縮因子求法多組分氣體壓縮因子求法 按對應(yīng)狀態(tài)原理求。按對應(yīng)狀態(tài)原理求。(4) (4) 壓縮因子壓縮因子Z Z的求法的求法二、天然氣的狀態(tài)方程和對應(yīng)狀態(tài)原理二、天然氣的狀態(tài)方程和對應(yīng)狀態(tài)原理（1）對應(yīng)狀態(tài)原理（范德華）對應(yīng)狀態(tài)原理（范德華） 3.3.對應(yīng)狀態(tài)原理對應(yīng)狀態(tài)原理對比壓力、對比溫度相同的兩種氣體，它們的對比體對比壓力、對比溫度相同的兩種氣體，它們的對比體積也近似相同，則稱這兩種氣體處于對應(yīng)狀態(tài)。積也近似相同，則稱這兩種氣體處于對應(yīng)狀態(tài)。 當(dāng)兩當(dāng)兩種氣體處于對應(yīng)狀態(tài)時，氣體的許多內(nèi)涵（與體積大種氣體處于對

34、應(yīng)狀態(tài)時，氣體的許多內(nèi)涵（與體積大小無關(guān)）性質(zhì)（如壓縮系數(shù)、粘度）也近似相同。小無關(guān)）性質(zhì)（如壓縮系數(shù)、粘度）也近似相同。PCTTPCppPCVV對比溫度對比溫度對比壓力對比壓力對比體積對比體積二、天然氣的狀態(tài)方程和對應(yīng)狀態(tài)原理二、天然氣的狀態(tài)方程和對應(yīng)狀態(tài)原理（2 2）對應(yīng)狀態(tài)原理的應(yīng)用）對應(yīng)狀態(tài)原理的應(yīng)用式中：式中：Pci，Tci分別為組分分別為組分i i的的臨界壓力臨界壓力和和臨界溫度臨界溫度； Ppc，Tpc 分別為該氣體的分別為該氣體的視臨界壓力視臨界壓力和和視臨界視臨界溫度溫度； yi 組分組分i的摩爾分數(shù)。的摩爾分數(shù)。ciipcciipcTyTpyp定義為：定義為：a.a.視臨界

35、參數(shù)求解視臨界參數(shù)求解若已知天然氣比重，可直接計算或查表求的視臨界參數(shù)：若已知天然氣比重，可直接計算或查表求的視臨界參數(shù)：098. 0)5 . 0( 1 .327 .46182)5 . 0(171pcpcpTb.b.計算天然氣的視對比壓力和溫度計算天然氣的視對比壓力和溫度ciipcprciipcprTyTTTTpypppp具體計算步驟如下：具體計算步驟如下： 計算某一天然氣的視臨界溫度、壓力；計算某一天然氣的視臨界溫度、壓力； 計算視對比溫度、視對比壓力；計算視對比溫度、視對比壓力； 按視對比溫度、視對比壓力查圖版。按視對比溫度、視對比壓力查圖版。 由于引入視對應(yīng)溫度、壓力，這樣就可以把混合氣

36、體由于引入視對應(yīng)溫度、壓力，這樣就可以把混合氣體（天然氣）視為純氣體對待，故只要作出某一天然氣的壓（天然氣）視為純氣體對待，故只要作出某一天然氣的壓縮因子縮因子Z Z 圖版，即可由此圖查出另一些天然氣的圖版，即可由此圖查出另一些天然氣的Z Z值。值。c.c.查圖求查圖求Z Z值值二、天然氣的狀態(tài)方程和對應(yīng)狀態(tài)原理二、天然氣的狀態(tài)方程和對應(yīng)狀態(tài)原理組分組分摩爾分數(shù)摩爾分數(shù)臨界溫度臨界溫度yiTCi臨界壓力臨界壓力yipCiCH40.85190.516245.438.6C2h60.0930627.548.24.3C3H80.04369.614.8421.7n-C4H100.024258.537.5

37、0.8合計合計1iy4 .45ciiPy8 .212ciiTy例：已知天然氣的組成，求例：已知天然氣的組成，求49和和102MPa下的壓縮因子下的壓縮因子及及1mol所占體積所占體積 ？（1）求視臨界參數(shù)）求視臨界參數(shù)（2）求對比參數(shù)）求對比參數(shù)解：解：51. 18 .21249273PCprTTT25. 254. 42 .10pcprppPLpZnRTV2 . 02 .10)49273(0082. 01813. 0（3）查表求得）查表求得 Z0.813（4）根據(jù)天然氣的狀態(tài)方程）根據(jù)天然氣的狀態(tài)方程例例2：參看教材：參看教材84頁頁三、天然氣的體積系數(shù)和壓縮系數(shù)三、天然氣的體積系數(shù)和壓縮系數(shù)

38、1.1.體積系數(shù)體積系數(shù)B Bg g定義：氣體在油層條件下所占體積與在標(biāo)準(zhǔn)狀況定義：氣體在油層條件下所占體積與在標(biāo)準(zhǔn)狀況 （ 0 C ，0.1MPa）下所占體積之比。）下所占體積之比。 地面標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積：地面標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積： V Vsc sc = = nRTnRTscsc/ /p pscsc油藏條件下體積：油藏條件下體積： V V = Z= ZnRTnRT/ /p pBg = V / Vs c所以所以 B Bg g描述了當(dāng)氣體質(zhì)量不變時，從地下到地面，由描述了當(dāng)氣體質(zhì)量不變時，從地下到地面，由于壓力、溫度的改變所引起的體積膨脹大小于壓力、溫度的改變所引起的體積膨脹大小。pptZpTZTpVV

39、Bscscscscg273273三、天然氣的體積系數(shù)和壓縮系數(shù)三、天然氣的體積系數(shù)和壓縮系數(shù)2.2.壓縮系數(shù)壓縮系數(shù)C Cg g 定義：在等溫條件下，天然氣隨壓力變化的體積變化率。定義：在等溫條件下，天然氣隨壓力變化的體積變化率。TgpVVC1三、天然氣的體積系數(shù)和壓縮系數(shù)三、天然氣的體積系數(shù)和壓縮系數(shù)2)()(pZnRTpZpnRTpVTTpnRTZV TgpZZpC11ppZnRTpZZpZnRTT1)(1ppZZpVVTT1)(1)(1由由得得方程兩邊同除以體積得方程兩邊同除以體積得三、天然氣的體積系數(shù)和壓縮系數(shù)三、天然氣的體積系數(shù)和壓縮系數(shù)3.壓縮系數(shù)的計算壓縮系數(shù)的計算例例2-3)0

40、01551. 0)(89. 01(68111TgpZZpC)/1 (1016455大氣壓大氣壓）/1 (001551. 0,89. 0pZZ求求20和和6.8MPa下甲烷的壓縮系數(shù)下甲烷的壓縮系數(shù)查圖得查圖得 三、天然氣的體積系數(shù)和壓縮系數(shù)三、天然氣的體積系數(shù)和壓縮系數(shù)多組分天然氣的壓縮系數(shù)如何求？多組分天然氣的壓縮系數(shù)如何求？見例見例2-4111TprprpcgpZZppC三、天然氣的體積系數(shù)和壓縮系數(shù)三、天然氣的體積系數(shù)和壓縮系數(shù)四、天然氣的粘度四、天然氣的粘度F氣體內(nèi)摩擦阻力；氣體內(nèi)摩擦阻力；dv/dx速度梯度；速度梯度；流體粘度，又稱動力粘度（絕對粘度）流體粘度，又稱動力粘度（絕對粘度

41、）dxdAF1.1.天然氣粘度的計算公式天然氣粘度的計算公式2.2.天然氣粘度的影響因素天然氣粘度的影響因素 粘度與溫度、壓力和氣體組成有關(guān)，且高壓與粘度與溫度、壓力和氣體組成有關(guān)，且高壓與低壓下天然氣的粘度變化規(guī)律不同。低壓下天然氣的粘度變化規(guī)律不同。（1 1）低壓下（接近大氣壓）低壓下（接近大氣壓） 應(yīng)用分子運動學(xué)原理解釋：應(yīng)用分子運動學(xué)原理解釋：v31四、天然氣的粘度四、天然氣的粘度隨溫度增加，粘度增加；隨溫度增加，粘度增加；壓力變化對粘度幾乎無影響。壓力變化對粘度幾乎無影響。1 1）已知天然氣組成時，在）已知天然氣組成時，在1atm1atm不同溫度下的天不同溫度下的天然氣粘度按下式計算

42、然氣粘度按下式計算2/12/11iiiigigMYMY2 2）當(dāng)非烴類氣體含量大時須根據(jù)含量大小、）當(dāng)非烴類氣體含量大時須根據(jù)含量大小、M M及天及天然氣比重查圖然氣比重查圖2-272-27，對天然氣在一個大氣壓下粘度，對天然氣在一個大氣壓下粘度圖版進行校正。圖版進行校正。 低壓天然氣粘度計算：低壓天然氣粘度計算：四、天然氣的粘度四、天然氣的粘度隨溫度增加，粘度減?。浑S溫度增加，粘度減??；隨壓力增加，粘度增加隨壓力增加，粘度增加; ;類似于液體的粘度。類似于液體的粘度。 （2 2）高壓下的變化規(guī)律）高壓下的變化規(guī)律原因：原因： 高壓下氣體的粘度取決于分子間作用力。高壓下氣體的粘度取決于分子間作

43、用力。四、天然氣的粘度四、天然氣的粘度利用對應(yīng)狀態(tài)原理求，計算步驟：利用對應(yīng)狀態(tài)原理求，計算步驟：1 1）由比重、）由比重、M M、T T查出天然氣的低壓下的粘度，或已知組成用查出天然氣的低壓下的粘度，或已知組成用下式求。下式求。2 2）求天然氣視臨界參數(shù)）求天然氣視臨界參數(shù)PpcPpc，TpcTpc；3 3）求天然氣視對比參數(shù)）求天然氣視對比參數(shù)PprPpr，TprTpr；4 4）查圖）查圖2-282-28得得5 5）求該壓力、溫度下的氣體粘度。）求該壓力、溫度下的氣體粘度。2/12/11iiiigigMYMY12/gg1212/gggg高壓下天然氣粘度計算：高壓下天然氣粘度計算：第三節(jié)第三

44、節(jié) 氣體在石油中的溶解和分離氣體在石油中的溶解和分離本節(jié)重點：本節(jié)重點：1 1、天然氣的溶解度、天然氣的溶解度2 2、一次脫氣、多次脫氣的特點、一次脫氣、多次脫氣的特點3 3、相態(tài)方程的建立、求解、應(yīng)用、相態(tài)方程的建立、求解、應(yīng)用本節(jié)難點：本節(jié)難點：1 1、相態(tài)方程的建立、相態(tài)方程的建立2 2、平衡常數(shù)的求解、平衡常數(shù)的求解一、天然氣在原油中的溶解一、天然氣在原油中的溶解（2）享利定律：溫度一定時，單組分氣體在液體中的溶解度與壓力成正比。即Rs=p一定溫度和壓力下，單位體積液體中溶解的氣量，(標(biāo))米3/米3。表示液體中溶解氣量的多少。：溶解系數(shù)，溫度一定時，每增加單位壓力時，單位體積液體中溶解

45、的氣量，表示液體溶解氣體的能力（1 1）溶解度）溶解度R Rs s：Rs p1. 1. 單組分在石油中的溶解規(guī)律單組分在石油中的溶解規(guī)律 單組分氣體分子中碳數(shù)越多，溶解度越高。單組分氣體分子中碳數(shù)越多，溶解度越高。（3 3）單組分在石油中的溶解特點）單組分在石油中的溶解特點單組分在石油中的溶解符合亨利定律。單組分在石油中的溶解符合亨利定律。天然氣在原油中的溶解與單組分的溶解規(guī)律是否一致？天然氣在原油中的溶解與單組分的溶解規(guī)律是否一致？ 一、天然氣在原油中的溶解一、天然氣在原油中的溶解2.天然氣在原油中的溶解天然氣向原油中溶解不符合亨利定律溶解曲線如圖，OA段為曲線，P， ，但較大，重?zé)N分子依次

46、溶解。AB段為直線，P，不變，=常數(shù)，主要為單組分CH4分子溶解。溶解系數(shù)的求法，isiiPR 一、天然氣在原油中的溶解一、天然氣在原油中的溶解3 3、天然氣的溶解規(guī)律、天然氣的溶解規(guī)律(1)(1)油越輕，氣越重，溶解度越大；油越輕，氣越重，溶解度越大；(2)(2)溫度越低，溶解度越大；溫度越低，溶解度越大；(3)(3)壓力越高，溶解度越大。壓力越高，溶解度越大。二、天然氣從原油中的分離二、天然氣從原油中的分離1.油氣分離方式（脫氣方式）（1 1）一次脫氣（接觸脫氣、閃蒸脫氣）的定義）一次脫氣（接觸脫氣、閃蒸脫氣）的定義 在油氣分離過程中，一次或分幾次將系統(tǒng)在油氣分離過程中，一次或分幾次將系統(tǒng)

47、的壓力降低到指定的脫氣壓力，但在油氣分離的壓力降低到指定的脫氣壓力，但在油氣分離過程中分離出來的氣體始終與油保持接觸，系過程中分離出來的氣體始終與油保持接觸，系統(tǒng)的組成不變。統(tǒng)的組成不變。（2 2）一次脫氣特點）一次脫氣特點 a. a.在油氣分離的過程中，分離出的氣體與油在油氣分離的過程中，分離出的氣體與油始終保持接觸，體系組成不變；始終保持接觸，體系組成不變；b.b.分離出的氣多，剩余油少，即測出的分離出的氣多，剩余油少，即測出的R RS S較高；較高；c.c.分出的氣體較重，含輕質(zhì)油較多，脫氣油分出的氣體較重，含輕質(zhì)油較多，脫氣油的比重較大。的比重較大。二、天然氣從原油中的分離二、天然氣從

48、原油中的分離（3）多次脫氣（微分脫氣）多次脫氣（微分脫氣）定義：指脫氣過程中逐級降壓，并將每次脫出的氣體及時排走后，液相再進行下一次脫氣，系統(tǒng)組成逐級變化。特點：特點： a.a.脫氣是在不斷降壓、不斷排氣，系統(tǒng)組成脫氣是在不斷降壓、不斷排氣，系統(tǒng)組成 不斷變化的條件下進行的；不斷變化的條件下進行的；b.b.分離出的氣少，剩余油多，即測出的分離出的氣少，剩余油多，即測出的RSRS較低；較低；c.c.分出的氣體較輕，脫氣油的比重較小。分出的氣體較輕，脫氣油的比重較小。二、天然氣從原油中的分離二、天然氣從原油中的分離（4）一次脫氣和多次脫氣的比較二、天然氣從原油中的分離二、天然氣從原油中的分離 在很

49、多情況下，人們更關(guān)心采出油量的多少。在很多情況下，人們更關(guān)心采出油量的多少。因此，為了回收更多的原油，減少輕烴的損失，礦因此，為了回收更多的原油，減少輕烴的損失，礦場上盡量采用多次脫氣方式。場上盡量采用多次脫氣方式。2.2.油田開發(fā)和生產(chǎn)過程中的脫氣油田開發(fā)和生產(chǎn)過程中的脫氣礦場通常采用二級脫氣礦場通常采用二級脫氣1.相態(tài)方程的建立相態(tài)方程的建立 建立條件是油氣烴類體系在一定的壓力、溫度下處于熱動力平衡狀態(tài)。建立條件是油氣烴類體系在一定的壓力、溫度下處于熱動力平衡狀態(tài)。設(shè)油氣系統(tǒng)中液相和氣相混合物的總量為設(shè)油氣系統(tǒng)中液相和氣相混合物的總量為1mol，在壓力為，在壓力為P、溫度、溫度為為T時兩相

50、達到熱力學(xué)平衡。時兩相達到熱力學(xué)平衡。令液相中物質(zhì)的摩爾分數(shù)為令液相中物質(zhì)的摩爾分數(shù)為NL， 氣相中物質(zhì)的摩爾分氣相中物質(zhì)的摩爾分數(shù)為數(shù)為Ng；則 NL+Ng=1 （1） 如果油氣系統(tǒng)是由n個組分組成，設(shè)任一組分i在氣相中的摩爾濃度為yi，在液相中的摩爾濃度為xi，在整個系統(tǒng)中的摩爾濃度為ni，那么 ni=xiNL+yiNg （2）NLNg三、相態(tài)方程（閃蒸方程）三、相態(tài)方程（閃蒸方程）將（1）、（2）兩式聯(lián)立可解得：) 3()1 (LiLiNxNxi ii ii ix xy yn n令 Ki=yi/xi （4） Ki即為任一壓力、溫度下，組分i在氣、液相中的分配比例，常稱為平衡常數(shù)或分配常數(shù)

51、。將（4）代入（3），可得出i組分在液相中的濃度為：)5() 1(LiiiNKKni ix x同理，可得到i組分在氣相中的濃度為：)6() 1(1giiiNKKni iy y 在平衡條件下，烴類體系在氣、液兩相中摩爾分數(shù)濃度之和必然等于1。則有：1111miimiiyx即)(N)K(KnmiLiii7111m m1 1i ii ix x)(N)K(Knmigiiimi811111i iy y 上述（5）、（6） 、（7）、（8）式即為氣液體系的相態(tài)方程或稱為閃蒸方程。2.平衡常數(shù)Ki值的求法 （1）低溫、低壓下的理想溶液（指構(gòu)成溶液的各組分分子之間無特殊作用力，混合時無熱效應(yīng)，混合前后的容積不

52、變），可用拉烏爾和道爾頓定律計算：ToioiTppp/p/Ki ii ii ii ii ip pp px xy y（2）高溫、高壓下 收斂壓力（PCV）：當(dāng)平衡常數(shù)收斂為1時的壓力為收斂壓力。 收斂壓力的作用：將原來的平衡常數(shù)Ki=f（T、P、組成）看成Ki=f（T、P、 PCV ）。3 3、相態(tài)方程的應(yīng)用、相態(tài)方程的應(yīng)用(1) 計算氣相數(shù)量Ng和液相數(shù)量NL，以及各組分在氣相中濃度yi和在液相中的濃度xi1) 1(1miLiiiNKKnm m1 1i ii ix x1) 1(111migiiimiNKKni iy y（2 2）計算泡點壓力和露點壓力）計算泡點壓力和露點壓力a.a.泡點壓力泡點

53、壓力P Pb bN Ng g=0=0，N NL L=1=1，x xi i=n=ni i。由氣相方程由氣相方程11111nigiiiniN)K(Kni iy y可得泡點時，可得泡點時，111niiiniKni iy y 計算不同的泡點壓力值，查對應(yīng)的計算不同的泡點壓力值，查對應(yīng)的K Ki i，代入上式，代入上式進行試算，若進行試算，若 ，則所選壓力為所求，則所選壓力為所求泡點壓力。否則重選泡點壓力。否則重選P Pb b再試算，直到再試算，直到 為止。為止。1iiKni iy y1iiKnb.露點壓力N NL L=0=0，N Ng g=1=1，y yi i=n=ni i。由液相方程由液相方程111

54、niLiiiN)K(Knn n1 1i ii ix x可得露點時，可得露點時，11niiiKnn n1 1i ii ix x（3）多級分離氣液平衡計算 P104107 例2-8（4）計算P-T相圖 由計算出的氣液比例及對應(yīng)的T、P，即可繪出P-T圖例：某烴類系統(tǒng)具有下述組成，試算例：某烴類系統(tǒng)具有下述組成，試算7171時的時的P Pb b值。值。組成組成 ni=xi PioC4H10 0.403 8.36C5H12 0.325 2.93C6H14 0.272 1.1075解解：粗算：粗算選選4.76atm和和4.08atm,求求Pb值。值。組成組成 xi Ki Ki xi C4H10 0.40

55、3 1.63 0.657C5H12 0.325 0.61 0.198C6H14 0.272 0.25 0.0684.76atm時，atmPxPoiib61. 4923. 0iixK4.08atm時，時，組成組成 xi Ki Ki xi C4H10 0.403 1.08 0.750C5H12 0.325 0.70 0.228C6H14 0.272 0.285 0.077內(nèi)插法，求內(nèi)插法，求Pb，解得：解得：Pb=4.36atm 055. 1iixKPb越高，則越高，則yi越小，液體不易越小，液體不易揮發(fā)，揮發(fā)， 越小。越小。iy本節(jié)重點：本節(jié)重點：1 1、地層原油高壓物性參數(shù)的概念；、地層原油高

56、壓物性參數(shù)的概念；2 2、地層原油高壓物性參數(shù)隨壓力、溫度的變化規(guī)律。、地層原油高壓物性參數(shù)隨壓力、溫度的變化規(guī)律。本節(jié)難點：本節(jié)難點：1 1、兩相體積系數(shù)的定義及推導(dǎo)；、兩相體積系數(shù)的定義及推導(dǎo)；2 2、原油高壓物性參數(shù)的分析。、原油高壓物性參數(shù)的分析。第四節(jié)第四節(jié) 地層油的高壓物性地層油的高壓物性 由于原油所處的地層條件是高溫、高壓，一般溶由于原油所處的地層條件是高溫、高壓，一般溶有大量的氣體，使其體積比地面體積大，當(dāng)原油采有大量的氣體，使其體積比地面體積大，當(dāng)原油采到地面時，原油會脫氣、體積縮小、原油變稠。原到地面時，原油會脫氣、體積縮小、原油變稠。原油化學(xué)組成不同是使原油性質(zhì)不同和產(chǎn)生

57、各種變化油化學(xué)組成不同是使原油性質(zhì)不同和產(chǎn)生各種變化的內(nèi)因，壓力和溫度則是引起各種變化的外因。的內(nèi)因，壓力和溫度則是引起各種變化的外因。 第四節(jié)第四節(jié) 地層油的高壓物性地層油的高壓物性一、原油的化學(xué)組成和分類一、原油的化學(xué)組成和分類1.組成 石油是石蠟族烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等不同烴類以及各種氧、硫、氮的化合物所組成的復(fù)雜混合物。瀝青質(zhì)、膠質(zhì)脂肪酸環(huán)烷酸含氧化合物烷烴、芳香烴碳氫化合物：烷烴、環(huán)油石2.分類1.按膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量分類2.按含蠟量分類3.按含硫量分類%252588多膠原油膠質(zhì)原油含量少膠原油%2211高蠟原油含蠟原油含量少蠟原油%.%.5050含硫原油含量少硫原油 原油中的含蠟量影

58、響凝固點，含蠟量越高，凝固點越高。 原油中含硫則對人有害、腐蝕管線，對煉油不利；污染環(huán)境。原始溶解油氣比原始溶解油氣比RsiRsi：在原始油藏條件下的溶解油氣比，也可說在原始油藏條件下的溶解油氣比，也可說是飽和壓力是飽和壓力PbPb下下的的RsRs。二、地層油的溶解油氣比二、地層油的溶解油氣比RsRs1. 定義 單位體積地面原油在地層溫度和壓力下所溶解的天然氣的標(biāo)準(zhǔn)單位體積地面原油在地層溫度和壓力下所溶解的天然氣的標(biāo)準(zhǔn)體積體積, ,（標(biāo)）米（標(biāo)）米3/3/米米3 3生產(chǎn)油氣比生產(chǎn)油氣比RsRs：把在把在某一溫度、壓力下的地下含氣原油，在地某一溫度、壓力下的地下含氣原油，在地面進行脫氣后，得到面

59、進行脫氣后，得到1m31m3原油時所分離出的標(biāo)準(zhǔn)氣量。原油時所分離出的標(biāo)準(zhǔn)氣量。RS=Vg/VS2、影響溶解油氣比的因素PbRsiPRsa. P Pb，Rs =Rsi ，為常數(shù)。（1）壓力的影響（溫度一定）（2）T的影響a. P Pb， T ， Rs 。（3）脫氣方式影響（4）油氣組成的影響R Rs(s(一次一次) ) R Rs s（多次）（多次） 。以一次脫氣的以一次脫氣的R Rs s為準(zhǔn)。為準(zhǔn)。油越輕，或氣越重，則油越輕，或氣越重，則R Rs s 。三、地層油的體積系數(shù)sfoVVB1. 地層油的體積系數(shù)Bo（1） 定義 原油在地下的體積（即地層油體積）與其在地原油在地下的體積（即地層油體積

60、）與其在地面標(biāo)準(zhǔn)狀況下脫氣后的體積之比。面標(biāo)準(zhǔn)狀況下脫氣后的體積之比。 一般情況下，由于地下溶解氣體、溫度對原一般情況下，由于地下溶解氣體、溫度對原油體積的影響遠遠超過壓力對原油體積的影響，油體積的影響遠遠超過壓力對原油體積的影響，地層油的體積總是大于它在地面脫氣后的體積，地層油的體積總是大于它在地面脫氣后的體積，所以原油的地下體積系數(shù)所以原油的地下體積系數(shù)B Bo o 一般大于一般大于1 1 。 a. P Pb， P ， Bo P的影響（油氣組成和T一定）（2）BO的影響因素PbPBoBobBoP關(guān)系曲線三、地層油的體積系數(shù) （2）T的影響B(tài)o(Bo(一次一次) ) Bo Bo（多次）（多次