油藏流體的物理性質(zhì).ppt

1、第二章 油藏流體的物理性質(zhì),（1）高溫高壓，且石油中溶解有大量的烴類(lèi)氣體；,油藏流體,石油,天然氣,地層水,油藏流體的特點(diǎn)：,儲(chǔ)層烴類(lèi)：C、H,（2）隨溫度、壓力的變化，油藏流體的物理性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化。同時(shí)會(huì)出現(xiàn)原油脫氣、析蠟、地層水析鹽或氣體溶解等相態(tài)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。,第一節(jié) 油氣的化學(xué)組成,一、天然氣的組成,石蠟族低分子飽和烷烴（主要）,CH4,7098,非烴氣體（少量）,C5,天然氣組成的表示方法,摩爾組成,質(zhì)量組成,體積組成,礦藏,汽油蒸汽含量,硫含量,凝析氣,油藏氣,氣藏氣,天然氣的分類(lèi),環(huán)烷烴,芳香烴,其它化合物,含氧化合物,含硫化合物,含氮化合物,高分子雜環(huán)化合物,苯酚、脂肪酸,硫醇、

2、硫醚、噻吩,吡咯、吡啶、喹啉、吲哚,膠質(zhì)、瀝青質(zhì),二、石油的組成,商品性質(zhì)指標(biāo)：,餾分組成,含硫量,瀝青質(zhì),膠質(zhì),含蠟量,凝固點(diǎn),粘度,相對(duì)密度,第二節(jié) 油氣的相態(tài),相態(tài)：物質(zhì)在一定條件（溫度和壓力）下所處的狀態(tài)。,油藏?zé)N類(lèi)的相態(tài)通常用PT圖研究。,相： 某一體系或系統(tǒng)中具有相同成分，相同物理、 化學(xué)性質(zhì)的均勻物質(zhì)部分。,油藏?zé)N類(lèi)一般有氣、液、固三種相態(tài),相圖,多組分烴類(lèi)系統(tǒng)相圖,四區(qū),三線,五點(diǎn),各類(lèi)油氣藏的開(kāi)發(fā)特點(diǎn),四區(qū),液相區(qū),反常凝析區(qū),氣液兩相區(qū),氣相區(qū),PCT線包圍的陰影部分,三線,泡點(diǎn)線,AC線，液相區(qū)與兩相區(qū)的分界線,露點(diǎn)線,BC線，氣相區(qū)與兩相區(qū)的分界線,等液相線,虛線，線上

3、的液量的含量相等,AC線以上,BC線右下方,ACB線包圍的區(qū)域,五點(diǎn),泡點(diǎn),AC線上的點(diǎn)，也稱(chēng)飽和壓力點(diǎn),露點(diǎn),BC線上的點(diǎn),臨界點(diǎn),C點(diǎn)，泡點(diǎn)線與露點(diǎn)線的交點(diǎn),臨界凝析壓力點(diǎn),P點(diǎn)，兩相共存的最高壓力點(diǎn),臨界凝析溫度點(diǎn),T點(diǎn)，兩相共存的最高溫度點(diǎn),油藏,氣藏,油氣藏,凝析氣藏,各類(lèi)油氣藏的開(kāi)發(fā)特點(diǎn),1點(diǎn)油藏,液態(tài),壓力下降,泡點(diǎn)線(飽和壓力),壓力下降,氣液兩相,4點(diǎn)凝析氣藏,氣態(tài),壓力下降,氣液兩相,壓力下降,氣態(tài),2點(diǎn)飽和油藏,液態(tài),壓力稍微下降,氣液兩相,3點(diǎn)氣藏,氣態(tài),壓力下降,氣態(tài),第三節(jié) 油氣的溶解與分離,一、天然氣在原油中的溶解,1.亨利定律：,適用條件,單組分氣體在液體中的溶

4、解。,溶解系數(shù)，其值反映了氣體在液體中溶解能力的大小，標(biāo)m3/MPa,亨利定律的物理意義,溫度一定，氣體在單位體積液體中的溶解量與壓力成正比。,分子結(jié)構(gòu)差異較大的氣液體系。,Rs 溶解度， 壓力為P時(shí)單位體積液體中溶解的氣量,標(biāo)m3/m3；,天然氣在原油中溶解度典型曲線,2. 影響天然氣在原油中溶解的因素,天然氣的溶解曲線不是線性的,先溶解重?zé)N，曲線較陡；再溶解輕烴，曲線較直，斜率小。, 天然氣的組成,天然氣中重質(zhì)組分愈多，相對(duì)密度愈大，其在原油中的溶解度也愈大。, 石油的組成,相同的溫度和壓力下，同一種天然氣在輕質(zhì)油中的溶解度大于在重質(zhì)油中的溶解度。,隨著溫度的升高，天然氣的溶解度下降。,

5、溫度, 壓力,隨著壓力的升高，天然氣的溶解度增大。, 脫氣方式, 在溶解過(guò)程中，天然氣和石油的接觸時(shí)間和接觸面的大小，影響氣體的溶解度。,一次脫氣測(cè)得的溶解度大，微分脫氣小。,二、油氣分離,易溶解于石油的氣體組分， 不容易從石油中分離出來(lái),難溶解于石油的氣體，容易從石油中分離出來(lái),分離方式,接觸分離(閃蒸脫氣，一次脫氣),微分分離（多級(jí)脫氣）,多級(jí)脫氣,礦場(chǎng)常用,氣多,氣少,一次脫氣示意圖,多級(jí)脫氣示意圖,第四節(jié) 地層油的高壓物性,地層油：,高溫高壓，溶解有大量的天然氣,一、地層油的溶解氣油比Rs,1. 定義,在油藏溫度和壓力下地層油中溶解的氣量，標(biāo)m3/m3。,單位體積地面油在油藏條件下所溶

6、解的標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積，標(biāo)m3/m3。,地層油的溶解氣油比是用接觸脫氣的方法得到的。,2. 影響因素, 油氣性質(zhì),油氣密度差異越小，地層油的溶解氣油比越大。,二、地層油的密度和相對(duì)密度,1.地層油的密度,地層油的密度是指單位體積地層油的質(zhì)量，kg/m3。,一般，地層油的密度小于地面油的密度。,2.地面油的相對(duì)密度,20時(shí)的地面油密度與4時(shí)水密度之比。,？,三、地層油的體積系數(shù),又稱(chēng)原油地下體積系數(shù)，是指原油在地下體積(即地層油體積)與其在地面脫氣后的體積之比。,一般地，Bo1。,影響因素分析：, 油藏壓力,當(dāng)P=Pb時(shí)，Bo Bomax,體積系數(shù)與壓力的關(guān)系,兩相體積系數(shù)：,油藏壓力低于泡點(diǎn)

7、壓力時(shí)，在給定壓力下地層油和其釋放出氣體的總體積(兩相體積)與它在地面脫氣后的體積(地面原油體積)之比。,因?yàn)椋?所以：,四、地層油的等溫壓縮系數(shù),在溫度一定的條件下，單位體積地層油隨壓力變化的體積變化率，1/MPa,由于：,所以：,影響因素分析：,五、地層油的粘度,根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律：,影響因素分析：,溫度,T，o,壓力,o P、T 關(guān)系,當(dāng)P=Pb時(shí)，o omin,一、天然氣的壓縮因子方程,理想氣體的假設(shè)條件：,1.氣體分子無(wú)體積，是個(gè)質(zhì)點(diǎn)；,2.氣體分子間無(wú)作用力；,3.氣體分子間是彈性碰撞；,理想氣體狀態(tài)方程：,天然氣處于高溫、高壓狀態(tài)多組分混合物，不是理想氣體,第五節(jié) 天然氣的高壓物

8、性,體積系數(shù),壓縮系數(shù),粘度,壓縮因子,壓縮因子,壓縮因子：,一定溫度和壓力條件下，一定質(zhì)量氣體實(shí)際占有的體積與在相同條件下理想氣體占有的體積之比。,實(shí)際氣體的狀態(tài)方程：,壓縮因子Z可以由圖版查得。,壓縮因子Z的物理意義：,實(shí)際氣體與理想氣體的差別。,二、天然氣的體積系數(shù),地面標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下單位體積天然氣在地層條件下的體積。,三、天然氣的等溫壓縮系數(shù),在等溫條件下單位體積氣體隨壓力變化的體積變化率。,四、天然氣的粘度,1. 低壓下,大氣壓下天然氣的粘度曲線,氣體的粘度隨溫度的增加而增加；,氣體的粘度隨氣體分子量的增大而減??；,低壓范圍內(nèi)，氣體的粘度幾乎與壓力無(wú)關(guān)。,2. 高壓下,氣體的粘度隨壓力的

9、增加而增加；,在高壓下，氣體密度變大，氣體分子間的相互作用力起主要作用，氣體層間產(chǎn)生單位速度梯度所需的層面剪切應(yīng)力很大。,氣體的粘度隨溫度的增加而減小；,氣體的粘度隨氣體分子量的增加而增加。,高壓下，氣體的粘度具有類(lèi)似于液態(tài)粘度的特點(diǎn)。,第六節(jié) 地層水的高壓物性,地層水,油層水(與油同層)和外部水(與油不同層)的總稱(chēng),油層水,底水,邊水,層間水,束縛水,外部水,上層水,下層水,構(gòu)造水,地層水長(zhǎng)期與巖石和地層油接觸,地層水中含有大量的無(wú)機(jī)鹽,一、地層水的礦化度,1、地層水中的離子,2、礦化度,水中礦物鹽的質(zhì)量濃度，通常用mg/l表示,地層水的總礦化度表示水中正負(fù)離子的總和,不同油藏的地層水礦化度

10、差別很大,氯化鎂(MgCl2)水型,重碳酸鈉(NaHCO3)水型,硫酸鈉(Na2SO4)水型,氯化鈣(CaCl2)水型,三、地層水的高壓物性,1. 溶解氣,地層水溶解鹽類(lèi)是影響地層水高壓物性的根本原因,壓力在10MPa下，1m3地層水中溶解天然氣不超過(guò)2m3,2. 地層水的體積系數(shù),溶解有天然氣的地層水,純水,地層水體積系數(shù)與壓力、溫度關(guān)系,地層水Bw受溫度的影響大于受壓力及溶解氣的影響。,Bw隨溫度的增加而增加；,溶解有天然氣的水比純水的體積系數(shù)大些；,Bw隨壓力的增加而減小；,綜合分析：,3. 等溫壓縮系數(shù),無(wú)溶解氣地層水壓縮系數(shù),隨壓力上升,地層水壓縮系數(shù)下降；,隨溫度上升地層水壓縮系數(shù)先下降后上升