油藏流體的物理性質.ppt

1、第二章 油藏流體的物理性質,（1）高溫高壓，且石油中溶解有大量的烴類氣體；,油藏流體,石油,天然氣,地層水,油藏流體的特點：,儲層烴類：C、H,（2）隨溫度、壓力的變化，油藏流體的物理性質也會發(fā)生變化。同時會出現原油脫氣、析蠟、地層水析鹽或氣體溶解等相態(tài)轉化現象。,第一節(jié) 油氣的化學組成,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,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、瀝青質,二、石油的組成,商品性質指標：,餾分組成,含硫量,瀝青質,膠質,含蠟量,凝固點,粘度,相對密度,第二節(jié) 油氣的相態(tài),相態(tài)：物質在一定條件（溫度和壓力）下所處的狀態(tài)。,油藏烴類的相態(tài)通常用PT圖研究。,相： 某一體系或系統中具有相同成分，相同物理、 化學性質的均勻物質部分。,油藏烴類一般有氣、液、固三種相態(tài),相圖,多組分烴類系統相圖,四區(qū),三線,五點,各類油氣藏的開發(fā)特點,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,泡點線,AC線，液相區(qū)與兩相區(qū)的分界線,露點線,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,泡點,AC線上的點，也稱飽和壓力點,露點,BC線上的點,臨界點,C點，泡點線與露點線的交點,臨界凝析壓力點,P點，兩相共存的最高壓力點,臨界凝析溫度點,T點，兩相共存的最高溫度點,油藏,氣藏,油氣藏,凝析氣藏,各類油氣藏的開發(fā)特點,1點油藏,液態(tài),壓力下降,泡點線(飽和壓力),壓力下降,氣液兩相,4點凝析氣藏,氣態(tài),壓力下降,氣液兩相,壓力下降,氣態(tài),2點飽和油藏,液態(tài),壓力稍微下降,氣液兩相,3點氣藏,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，其值反映了氣體在液體中溶解能力的大小，標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。,分子結構差異較大的氣液體系。,Rs 溶解度， 壓力為P時單位體積液體中溶解的氣量,標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,先溶解重烴，曲線較陡；再溶解輕烴，曲線較直，斜率小。, 天然氣的組成,天然氣中重質組分愈多，相對密度愈大，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油中的溶解度大于在重質油中的溶解度。,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, 在溶解過程中，天然氣和石油的接觸時間和接觸面的大小，影響氣體的溶解度。,一次脫氣測得的溶解度大，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,難溶解于石油的氣體，容易從石油中分離出來,分離方式,接觸分離(閃蒸脫氣，一次脫氣),微分分離（多級脫氣）,多級脫氣,礦場常用,氣多,氣少,一次脫氣示意圖,多級脫氣示意圖,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m3/m3。,單位體積地面油在油藏條件下所溶

6、解的標準狀況下的氣體體積，標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,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.地面油的相對密度,20時的地面油密度與4時水密度之比。,？,三、地層油的體積系數,又稱原油地下體積系數，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P=Pb時，Bo Bomax,體積系數與壓力的關系,兩相體積系數：,油藏壓力低于泡點

7、壓力時，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。,因為：,所以：,四、地層油的等溫壓縮系數,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,根據牛頓內摩擦定律：,影響因素分析：,溫度,T，o,壓力,o P、T 關系,當P=Pb時，o omin,一、天然氣的壓縮因子方程,理想氣體的假設條件：,1.氣體分子無體積，是個質點；,2.氣體分子間無作用力；,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,壓縮系數,粘度,壓縮因子,壓縮因子,壓縮因子：,一定溫度和壓力條件下，一定質量氣體實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：,實際氣體與理想氣體的差別。,二、天然氣的體積系數,地面標準狀態(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,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，氣體的粘度幾乎與壓力無關。,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，氣體層間產生單位速度梯度所需的層面剪切應力很大。,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，氣體的粘度具有類似于液態(tài)粘度的特點。,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,油層水,底水,邊水,層間水,束縛水,外部水,上層水,下層水,構造水,地層水長期與巖石和地層油接觸,地層水中含有大量的無機鹽,一、地層水的礦化度,1、地層水中的離子,2、礦化度,水中礦物鹽的質量濃度，通常用mg/l表示,地層水的總礦化度表示水中正負離子的總和,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2m3,2. 地層水的體積系數,溶解有天然氣的地層水,純水,地層水體積系數與壓力、溫度關系,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大些；,Bw隨壓力的增加而減??；,綜合分析：,3. 等溫壓縮系數,無溶解氣地層水壓縮系數,隨壓力上升,地層水壓縮系數下降；,隨溫度上升地層水壓縮系數先下降后上升