2油藏流体的物理性质
油藏及流体物理性质2
N Ah 1 Swc o / Bo
例题
例题2
某油藏含油面积为 14.4k ㎡,油层有效厚度 10m,孔隙度 20%,束缚水饱和度为 30%,原油 地下体积系数1.2(地下体积与地面脱气后体积 比 ),原油密度为 860kg/m ³,计算油藏的原始 含油储量。 So 1 Swc
实质是指油层压力每降低单位值时,单位体积岩石 内孔隙体积的变化量
1.2 储集层岩石的物理性质
三、岩石的渗透率
达西定律
Ap qK L
qL K Ap
例题
P1
P2
A
L
例题1
有一块砂岩岩心,长度为3cm,横截面积2c㎡ 其中只有水通过(百分之百含水)。水的粘度 1mPa〃s,在压差0.2mPa下通过岩心流量为 0.5cm³/s,求砂岩渗透率
二、岩石的压缩系数
pf
岩石骨架颗粒 岩石孔隙
岩石受压缩使孔隙体积减小的数值,用压缩系数 C f 表示
1.2 储集层岩石的物理性质
岩石的压缩系数 岩石受压缩使孔隙体积减小的数值,用压缩系数 C f 表示
dVp 1 Cf V f dp
dVp —油层压力降低 dp 时,孔隙体积的缩小值 V f —岩石表观体积
qL K Ap
1.2 储集层岩石的物理性质
四、岩石中的流体饱和度
油相饱和度 气相饱和度 水相饱和度 油水两相共存 三相共存
So
油相体积
Vo V 100% o 100% VP V f 气相体积
Sg
Sw
Vg VP
100%
Vg
V f
100%
水相体积
Vw V 100% w 100% VP V f
油藏流体的物理性质
3. 单、双和多组分体系的相图
饱和蒸汽压:是指在一个密闭容器内,液体与其蒸汽处于 平衡状态时,液体上面的蒸汽所产生的压力。 该压力是温度的函数,标志了液体挥发的难 易程度。
露点:温度一定,压力增加,开始从气相中凝结出第一批 液滴的压力。
泡点:温度一定,压力降低,开始从液相中分离出第一批 气泡的压力。
3)单组分烃P-T相图特点
▪ 饱和蒸汽压线为单一上 升的曲线。
▪ 划分为三个区:液相区、 气相区和两相区
▪ C点为临界点,是两相 共存的最高压力和最高 温度点。
▪ 随分子量的增加,曲线 向右下方偏移。
单组分烃的相图 (Standing, 1952)
相图应用:根据P和T,判断单组分烃所处的相态
3)单组分烃P-T相图特点
常见流体的饱和蒸汽压曲线
3)单组分烃P-T相图特点
烷烃的饱和蒸汽压曲线 1-CH4;2-C2H6;3-C3H8;4-iC4H10;5-nC4H10;6-iC5H12; 7-nC5H12;8-C6H14;9-C7H16;10-C8H18;11-C9H20;12-C10H22
3.2 两组分烃相图
特点: ▪ 为一开口的环形曲线 ▪ C点为临界点,是泡点
分。如地层油和气为不同的两相。 组分:体系中物质的各个成分,如天然气 组成:体系中物质的各个成分及其相对含量。 P-T相图:表示体系压力、温度与相态的关系图
如果一个体系的 组成一定,则压 力(p)、温度 (T)、比容(V) 等都是该体系组 成中相状态的函 数。因此,对于 任一特定的体系, 其状态方程表示 为:F(p,T,V) =0。
低收缩原油:指在地下溶有的气量小,采到地面后体积收缩 较小的原油
线与露点线的交汇点 ▪ 泡点压力≠露点压力 ▪ CT:临界凝析温度 ▪ CP:临界凝析压力
油层物理学 第二章 油气藏流体的物理特性
§2.1 油气藏烃类的相态特征 1、石油的组成
★
烷烃 环烷烃 芳香烃
C5~C16
★
含氧化合物:
★
苯酚、脂肪酸 硫醇、硫醚、噻吩 吡咯、吡啶、喹啉、吲哚 胶质、沥青质
含硫化合物:
★
其它化合物
含氮化合物:
Hale Waihona Puke 高分子杂环化合物:§2.1 油气藏烃类的相态特征 石油的分类
少硫原油 含硫量 含硫原油 >0.5% 少胶原油 胶质沥青质含量 胶质原油 多胶原油 < 8% 8~25% >25% <0.5%
三区:液相区、气相区、气液两相区
乙烷(占96.83%摩尔)-正庚烷的P-T图
三线:泡点线、露点线、气液等条件线 三点:临界点、临界凝析压力点、临界凝析温度点
§2.1 油气藏烃类的相态特征
双组分烃相图 (P-T图)
戌烷和正庚烷(占总重量的52%)的P-V图
§2.1 油气藏烃类的相态特征
双组分烃相图 (P-T图)
1.天然气的化学组成 低分子烃:甲烷(CH4)占绝大部分(70%—80%),乙烷(C2H6)、丙 烷(C3H8)、丁烷(C4H10)和戊烷(C5H12)的含量不多。 非烃类气体:硫化氢(H2S)、硫醇(RSH)、硫醚(RSR)、二氧化碳 (CO2)、一氧化碳(CO)、氮气(N2)及水气(H2O)。
油气藏类型
低收缩原油
液态烃比重
>0.802
原始油气比 (标准米3/米3)
<178
高收缩原油
凝 析 气 湿 干 气 气
0.802—0.739
0.780—0.739 >0.739 /
178—1425
1425—12467 10686—17810 /
油气藏流体性质
油气藏流体性质油气藏是地球上一种特殊的储存形式,其对应储存的是石油和天然气等能源。
而油气藏的流体特性则极为重要,直接决定了储油储气能力以及开采方式等因素。
下面将就油气藏流体性质进行详细探讨。
1. 性质(1)物理性质:油气藏储存的主要是石油和天然气这两种化学物质,在常温下,二者都属于液态和气态物质。
天然气的密度约为空气的1/5,比石油轻,即石油的密度约为水的0.8倍。
而且,石油和天然气的比热容和热传导率都十分低,因此容易受到温度的影响。
此外,石油和天然气都具有极强的不可压缩性,这使得油气藏在地层中能够保持较为稳定的储存状态。
(2)化学性质:石油和天然气都属于有机化合物,具有较强的多态性和化学反应性。
其中,石油主要由碳、氢、氧、硫、氮等元素组成,而天然气则主要由甲烷等气态烷烃组成,具有较高的可燃性。
此外,在地层中,石油和天然气常常受到各种化学反应的影响,如与地层矿物、水等进行反应,从而产生了不同的化学物质。
这些化学反应也会对油气藏的开采和利用造成不同程度的影响。
(3)流动性和渗透性:油气藏的流体特性主要表现为其流动性和渗透性。
在油气藏中,石油和天然气都是通过孔隙、裂隙等细小空间流动和传输的。
但由于油气藏中的孔隙、裂隙等空间结构通常是非均匀的,因此其流动和传输性能也表现出明显的非均质性。
此外,油气藏的流体性态也受到地层温度、压力、降雨等因素影响,进而影响了油气流动的速率和方向。
2. 影响因素(1)地层性质:油气藏的流体性质与其所在的地层性质息息相关。
地层参数如压力、温度、孔隙度和渗透率等都能影响油气藏中流体的行为。
当地层渗透率高、孔隙度大、流通性好时,油气就能钻井开采,同时也由此排放部分流体到地表。
(2)地震活动:地震活动会对油气藏中的流体状态产生影响。
通过地震波向地下传播过程,可以促进油气藏中流体的流动。
但地震波作用也有可能破坏或改变油气藏中的地质结构,从而影响油气藏的储存和开采。
(3)化学反应:油气藏中的流体会通过各种化学反应,产生一些可燃气体和液体,这对油气藏的开采和利用具有很大的影响。
油藏流体的物理性质教学课件PPT
—
—
9.6 11.8 9.5 89
5
21.8
0.15 0.26 6.4 —
—
—
——— —
—
—
— 2.35 — 148
—
—
第二节 油气的相态
相: 某一体系或系统中具有相同成分,相同物理、 化学性质的均匀物质部分。
相态:物质在一定条件(温度和压力)下所处的状态。 油藏烃类一般有气、液、固三种相态
相图
油藏烃类的相态通常用P-T图研究。
亨利定律的物理意义 温度一定,气体在单位体积液体中的溶解量与压力成正比。
适用条件 ①分子结构差异较大的气液体系。 ②单组分气体在液体中的溶解。
40℃时不同气体在相对密度为0.873的石油中的 溶解度(卡佳霍夫,1956)
1—氮气 2—甲烷 3—天然气
2. 影响天然气在原油中溶解的因素
天然气的溶解曲线不是线性的
沥青 含硫 残碳
馏分组成(质量百分数)
%
%
% 初馏点 <200℃ <300℃
— 0.15 2.5 88
14
28
3.1 0.47 5.5 79.5
9
20
6.6 2.25 8.95 15.8 1.9
11.2
6.27 0.13 4.81 97
4.0
20.5
0.01 0.13 3.7 58
18
35
——— —
液相区 AC线以上 气相区 BC线右下方 气液两相区 ACB线包围的区域 反常凝析区 PCT线包围的阴影部分
油藏 气藏 油气藏 凝析气藏
泡点 AC线上的点,也称饱和压力点 露点 BC线上的点 临界点 C点,泡点线与露点线的交点 临界凝析压力点 P点,两相共存的最高压力点 临界凝析温度点 T点,两相共存的最高温度点
2油藏流体的物理性质
①气体的粘度随压力的增加而增加; ②气体的粘度随温度的增加而减小; ③气体的粘度随气体分子量的增加而增加。 高压下,气体的粘度具有类似于液态粘度的特点。
第六节 地层水的高压物性
地层水:
油层水(与油同层)和外部水(与油不同层)的总称。
◆
三线
◆
◆
四区
六点
等液量线
露点线
第二节 油气的相态
多 组 分 双 参 数 相 图 液相区
反常凝析区
◆
三线
◆
◆
四区
六点
气液两相区 气相区
第二节 油气的相态
临界点
多 组 分 双 参 数 相 图 泡点
临界凝析温度点
临界凝析压力 点
◆ 三线 第二露点
◆
◆
四区
六点
露点
第二节 油气的相态
各 类 油 气 藏 的 开 发 特 点 未饱和油藏 凝析气藏
(1)高温高压,且石油中溶解有大量的烃类气体;
(2)随温度、压力的变化,油藏流体的物理性质 也会发生变化。同时会出现原油脱气、析蜡、地层 水析盐或气体溶解等相态转化现象。 原 因 烃类物质的组成是内因;
温度、压力是外因。
第一节
储层烃类的化学组成
组成: 研究混合物体系中各个成分或组分及其相对含量。 一、天然气的组成及表示方法、分类
饱和油藏 纯气藏
过饱和油藏
第三节 油气的溶解与分离
易溶解于石油的气体组分,不容易从石油中分 离出来 难溶解于石油的气体,容易从石油中分离出来 分离方式 接触分离(闪蒸脱气,一次脱气) 微分分离(多级脱气) 矿场常用 一次脱气 多级脱气 气少 气多
油藏及流体物理性质
1.3 油藏流体的物理性质
石油的组成
烷烃(alkane):C5~C16 塔顶:炼厂气(C1~C4)
蒸馏 分馏塔
上部:汽油(C5~C9)
中部:煤油(C10~C15)
热 裂
下部:柴油(C11~C20)
法
底部:重油(C16~C45)
1.3 油藏流体的物理性质
一、天然气的高压物性
天然气在高温高压下的物理特性
天然气的摩尔质量
n
M yiM i i 1
组分i的摩尔分数 组分i的摩尔质量
1.3 油藏流体的物理性质
1.天然气的状态方程
理想气体状态方程
pV nRT
pV ZnRT
P-气体压力,Pa; V-在压力P下的气体体积,m³; T-绝对温度,K; n-气体摩尔数; R-通用气体常数,通常为8.314J/(mol·K)
Vo -地面脱气原油体积,m³
1.3 油藏流体的物理性质
溶解气油比
油藏原始压力下的溶解气 油比与泡点压力下溶解气 油比相等。
当压力降低至泡点压力, 随着压力的降低,溶解气 油比减小
油藏条件下,温度升高,溶解气油比降低
1.3 油藏流体的物理性质
地层油体积系数
原油在地下的体积与在地面脱气后的体积之比
•油藏流体
石油(petroleum) 天然气(gas)
储层烃类:C、H
(reservoir fluid)
地层水(stratumtous water)
•油藏流体的特点(the characteristic of reservoir fluid ):
高温高压,且石油中溶解有大量的烃类气体; 随温度、压力的变化,油藏流体的物理性质也会发生变化。 烃类流体的密度小,比水轻。
油藏及流体物理性质
率与绝对渗透率的比值。
K rl
Kl K
KroKrwKrg1
多相流体共存时,各 相流体相对渗透率之 和总是小于1。
1.4 流体在地层中的渗流规律
相对渗透率曲线
定义:相对渗透率与流体饱和度关系曲线
含水饱和度为20%(A点)水不参与流 动,只有油在流动——A点对应饱和 度为束缚水饱和度
随着含水饱和度的进一步增加,油相渗 透率急剧降低,含水饱和度达到85%(B 点),只有水在流动——B点对应饱和 度为残余油饱和度
通过曲线可以确定注水油层最终采收率
A
B
E RS oS o iS o i r1% 00 0 .8 0 .8 0 .1 1 5% 0 8 0 .3 % 1
1.4 流体在地层中的渗流规律
根据下图相对渗透率曲线求注水油层最终采收率
0.25
0.9
E RS oS o iS o i r1% 00 0 .7 0 .7 0 5 .1 5 1% 0 8 0 .7 % 6
K qL
Ap
1.4 流体在地层中的渗流规律
二、多相流体的渗流规律
绝对渗透率:指单相流体在多孔介质中流动,不与之发生物理化学 作用的渗透率。大小只取决于岩石本身,而与实验流体无关。
有效渗透率:当岩石中有两种以上流体共存时,岩石对某一相流体的 通过能力,又称相渗透率。
KoKwKgK
相对渗透率:当岩石中有多种流体共存时,每一种流体的有效渗透
o
Bo
பைடு நூலகம்ln
re rw
)
供给边缘压力 供油半径
原油体积系数
井眼半径
井底压力
1.4 流体在地层中的渗流规律
例题
某圆形储层,半径200m,储层厚度为10m,渗透率为 2μ㎡(平方微米),储层中心处一口井半径10㎝,油 的粘度1mPa·s(毫帕·秒),原油体积系数1.2,边缘 压力为30MPa,井底流动压力20MPa,求这口井产量。 (ln2000≈7.6)
油藏流体力学
油藏流体力学油藏流体力学是石油工程中的重要领域,研究油气藏中流体运动的行为及其影响因素。
在油藏开发和生产过程中,了解油藏流体力学的基本原理和特性对于优化采收率、提高产能至关重要。
一、油藏流体性质油藏中的流体主要包括油、水和天然气。
这些流体在岩石介质中的运动以及相互作用对于油藏的动态行为具有显著的影响。
以下是涉及到的一些重要性质:1. 渗透率:指的是岩石介质对流体运动的阻力程度,通常用单位面积上的流体通过速率来表示。
2. 孔隙度:指的是油气藏中矿物颗粒之间的孔隙空间占总体积的比例,决定流体的储存能力和流动性。
3. 饱和度:指的是岩石孔隙中的某种流体在孔隙总体积中的比例,如水饱和度、气饱和度和油饱和度等。
二、流体流动油藏中的流体流动遵循达西定律,即流体的速度与流体受到的压力梯度成正比。
在油藏开采过程中,常用的两种流动模式是线性流动和非线性流动。
1. 线性流动(Darcy流动):在低渗透率的油气藏中,当压力梯度较小、流动速度较慢时,流体流动符合达西定律,并且与孔隙介质的性质相关。
2. 非线性流动:在高渗透率的油气藏中,流体的速度和压力梯度之间的关系不再呈线性,流动模式更为复杂,例如油藏中的高速水环绕或气推驱动。
三、渗流方程油藏流体力学中的渗流方程是描述流体流动的基本方程,常用的有连续性方程和达西方程。
1. 连续性方程:用于描述油、水和气在油藏中的质量守恒关系,即流入等于流出。
2. 达西方程:描述油藏中流体速度与压力梯度之间的关系,是油藏流体力学中最重要的方程之一。
四、渗透率对油藏流体力学的影响渗透率是决定油气流体运动能力的重要参数,直接影响着油藏的开采效果和产能。
以下是渗透率对油藏流体力学的影响:1. 渗透率大小决定了流体在岩石介质中的运动能力,高渗透率油藏更容易获取更大的产量。
2. 渗透率对流体的渗流路径和分布具有重要影响,低渗透率油藏通常需要采用增产技术来提高产能。
3. 渗透率也影响着流体通过岩石孔隙的速度和温度分布,其中流体速度与渗透率成反比。
第五章 油藏流体的物理性质
2.原油地下体积系数和压力的关系
体 积 系 数 , Bo
原油地下体积系数和压力的关系
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
(三)地层油的压缩系数
定义: 指压力变化1Pa时单位体积地层油的体积变化量 。
1 Co Vf
Vf p T
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
接触胶结
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
1.基底胶结
胶结物含量最高。碎屑颗粒孤立地分布于胶结物之中, 彼此不相接触或少有颗粒接触。 孔隙类型全为胶结物内的微孔,其储油、气物性很差。
2.孔隙胶结
胶结物含量不多,充填于颗粒之间的孔隙中颗粒呈支 架状接触。
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
yi
M ——天然气的视摩尔质量。
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
(二)天然气的状态方程
1.理想气体状态方程 表征理想气体的体积、压力及温度关系的状态方程为下式:
pV nRT
R——通用气体常数,等于8.314J/(mol· K)。 理想气体——分子则假设是无体积大小和质量的质点,而且 分子之间不存在作用力。 真实气体——分子有一定的体积和质量,而且分子之间有作 用力;
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
2.多组分气体 影响因素:外界压力、温度及气体与液体的成分, 以及气体与液体接触方式和时间。
石油工业概论
第五章 油藏流体与储层岩石的物理性质
二、地层油的高压物性
(一)地层油的溶解气油比
1. 定义(Rs):每立方米地面原油在地下所溶解的标准状 态下气体的立方米数。 2. 单位:m3/m3。 3.原始溶解气油比 (Rsi):在油藏温度和原始压力下的溶 解气油比。
油气藏中流体成分和性质
• (2)含氮化合物 石油中含氮较为少见,平均 含量小于0.1%。目前从石油中分离出来的含氮化 合物有30多种,主要是含氮杂环化合物形式存在。
左旋物质,右旋物质,天然原油多为右旋。0.1度—几 十分。
原因:分子中具有不对称分子结构。 原油中的胆甾醇和植物性甾醇分子为不对称结构。胆甾
醇存在于动物的胆汁、鱼肝油和蛋黄中,而植物性甾醇存 在于植物油和脂肪中。所以,原油的旋光性是原油有机成 因的一个有力的佐证。
7、导电性 原油电阻率高达109—1016Ω·m。可利用此性质,用电
• 石油的含氧量在0.1%~4.5%之间,主要与其氧 化变质程度有关。
• 除上述5种元素之外,还从石油灰分(石油燃烧 后的残渣)中发现有50多种元素。这些元素虽 然种类繁多,但总量仅占石油重量的十万分之几 到万分之几,在石油中属于微量元素。
• (二)石油的化合物组成
• 1.烃类化合物:指全部由氢和碳原子构成的化合 物——烷烃、环烷烃、芳香烃.在化学上,烃类 可以分为两大类:饱和烃和不饱和烃。
1、烷烃:
1)正构烷烃 属直链烃 在原油中正构烷烃的含量是较高的,其含量一般为15%~20%。原
油中已检测出C1~C60的各种正构烷烃。 正构烷烃含量随碳原子数增加有规律地减少。
(不同碳原子正烷烃相对含量的分布曲线)
管线中的结蜡(C33+)
2)异构烷烃 ——属侧链烃
C10内的异构烷烃含量较高,在C5~C8范围内,最常见的构型是具 有一个叔碳原子(2-甲基或3-甲基),其次是两个叔碳原子的构型。 在中等分子量范围内最重要的异构烷烃是异戊二烯类烷烃,含量常占 原油的1%。
油层物理(第二章
1、基本概念
u饱和蒸汽压(vapor pressure)
p 蒸汽 在一个密闭抽空的容器里, 部分充有液体,容器温度 保持一定,处于气液相平 衡时气相所产生的压力称 为饱和蒸气压,体现为气 相分子对器壁的压力。
液 体
1、基本概念
u泡点(bubble point)
开始从液相分离出第一个气泡的气液共存态 u泡点压力(bubble point pressure) 在温度一定的情况下,开始从液相中分离出第 一个气泡的压力。 u露点(dew point) 开始从气相中凝结出第一滴液滴的气液共存态
二、油藏烃类相态表示方法
2、相态的表示方法
(1)物系状态与性质之间的关系 据热力学观点,物系的状态(state)是用物系所 有的性质properties(如组成、温度、压力等)进 行描述的。
物系各性质确定→物系有完全确定的状态
物系状态确定→物系各性质有完全确定的值 →物系的性质又称为“状态函数”(state function)
3、相图的类型
(1)立体相图:三维空间中,描述p、V、T三个状 态变量与相态变化关系的图形。 在油气流体相态研究中,pV-T三维立体相图用于描述 油气藏平面区域上和纵向上 流体相态变化特征的分布规 律,很详尽地表示出各参数 间的变化关系。
3、相图的类型
(2)平面相图 在油气烃类流体相态研 究中,不同的平面相图用 于描述不同的相态参数和 相态特征。
水
H2 O
1、基本概念
u组分(component)
形成体系的各种物质称该体系的各组分,也即物系 中所有同类的分子。
油
C3、C7、C20
拟组分(pseudo-component):
用于工程计算的一种假想组分, 由物系中几种组分合并成。
油层物理-储层流体的物理性质
02
储层流体的基本性质
流体分类
原油
由地下的烃类气体和液态烃混合而成,是 石油开采的主要目标。
天然气
主要由甲烷组成,是石油开采过程中的伴 生气体。
地下水
储存在地下含水层中的水,对油藏的保存 和开采有一定影响。
流体物理性质
粘度
流体在流动过程中所受的 摩擦阻力,单位为帕·秒。
密度
流体的质量与体积之比, 单位为千克/立方米。
总结词
储层流体的密度和流动性对油层压力 有显著影响。
详细描述
流体的密度越大,对地层的压力作用 越强,可能导致油层压力升高。同时 ,流体的流动性也会影响压力的传递 和平衡,流动性好的流体能更快地传 递压力变化。
流体对油层温度的影响
总结词
储层流体的温度对油层温度有直接的影响,并进一步影响油层的物理性质和开采效果。
9字
不同类型油藏的储层流体物 针对性的建议和措施。
对未来研究的建议
需要进一步深入研究储层流体的微观 结构和流动特性,以揭示其流动规律 和机理。
需要开展多场耦合条件下储层流体的 流动模拟和实验研究,以揭示其在复 杂条件下的流动特性和规律。
需要加强储层流体与岩石、地层水之 间的相互作用研究,以深入了解其对 储层特性和流体流动的影响。
需要加强储层流体的采收率评价和优 化技术研究,以提高油藏的采收率和 生产效率。
谢谢您的聆听
THANKS
压缩性
流体在压力作用下体积变 小的性质,单位为立方米/ 立方米。
溶解性
流体与另一种物质混合形 成溶液的能力,单位为克 /100克。
03
油层物理特性
油层压力
静压力
由于地层岩石和流体的重 力作用产生的压力。
第一章 油藏岩石和流体的基本物理性质及其渗流特性
式中: Vof为地层油的体积,m3; P为压力,MPa。
4.地层油的粘度和密度
地层油处于高温高压下,且溶有大量的天然气,因此地层油的粘 度和密度与地面脱气原油相比,差别较大。地层油的密度要比地面脱 气油低3~10%;油的粘度对温度极其敏感,温度增加,粘度大幅度 降低,因此,地层油的粘度比地面脱气油低的多。但不同油藏的油, 由于其组成不同,粘度相差很大,重组分越多,粘度越大。
可以看出:它们的共同特点是在泡点压力Pb处,曲 线有转折点。这是由于当压力高于泡点压力时,地下 原油处于单相状态,压力增加纯粹是油的压缩,故粘 度及密度均增加;当压力低于泡点压力时,气从油中 分出,故压力越低.油的粘度和密度越高。从地层油 的各种物性与压力的关系可以看出,泡点压力是其物 性变化的分界点。
三、地层油的高压物性
地层油的高压物性主要指地层油的溶解气油比、体积系数、压缩 系数和粘度等。 1.地层油的溶解气油比 地层油的溶解气油比是指地层油进行一次脱气(20 0C),分出气 体的标准体积与脱气后原油的体积之比。即
Rs =
Vg Vos
式中:Vos为地层脱气后的体积, Vg为分出气体的标准体积。 或者Rs说是1m3的地面脱气原油在地层条件下所能溶解的气体的标准 体积。原始状态下的溶解气油比用Rsi表示。
PV= Z n RT
式中 P——气体的压力,Pa; V——压力P下气体的体积,m3; T——绝对温度,K; n——气体的摩尔数; R——通用气体常数,等于 8.314Pa· m3/K· Kmol; Z ——压缩系数。它是相同压力和温度下,实际气体的体 积与理想气体体积之比,是压力、温度和气体性质的函数。
第二章 油藏流体的物理性质
第二章油藏流体的物理性质油藏包括两个部分:油藏岩石和油藏流体。
油藏流体是指油藏岩石孔隙中的石油、天然气和地层水。
油藏流体的特点是处于高温高压下,特别是其中的石油溶解有大量的烃类气体,使其与地面的性质有较大的差别。
由于地下压力温度各油藏十分不同,因此油藏中流体处于不同的相态,可能为单一液相,也可能是单一的气相,可能处于油气两相等。
油藏流体在什么压力、温度条件下出现什么相态,各相态的物理性质和物理化学性质如何?这就是本章所要研究的内容。
第一节天然气的高压物理性质一、天然气的组成及特点1、定义:1)地下采出来的可燃气体统称为天然气。
2)是指在不同地质条件下生成,并以一定压力储集在地层中的气体。
2、组成以石碏族低分子饱和烃气体和少量非烃气体组成的混合物。
其化学组成:甲烷(CH4)占绝大部分,乙烷(C2H6),丙烷(C3H6),丁烷(C4H10)和戊烷(C5H12)含量不多。
此外天然气中还含有少量非烃气体,如硫化氢、CO2、CO、N2、He、Ar等。
3、天然气分类1)按矿藏特点气藏气、油藏凝析气、油藏气。
2)按组成干气:每一标准m3井口流出物中,C5以上烷液体含量<13.5cm3。
湿气:每一标准m3井口流出物中,C5以上烷液体含量>13.5cm3。
富气:每一标准m3井口流出物中,C3以上烷液体含量>94 cm3。
贫气:每一标准m3井口流出物中,C3以上烷液体含量<94 cm3。
3)按硫含量净气(洁气):每m3天然气中含硫<1g。
酸气(酸性天然气):每m3天然气中含硫>1g。
4、天然气组成的表示方法重量组成体积组成,摩尔组成。
二、天然气的分子量和比重1、分子量天然气是多组份的混合气体,本身没有一个分子式,因此不能象纯气体那样,由分子式算出其恒定的分子量。
视分子量:把0ºC,760mmHg,体积为22.4ml的天然气所具有的重量定义为天然气的分子量。
天然气的视分子量是根据天然气的组分和每种组分的含量百分数计算出来的,也就是说天然气的组成不同,其视分子量也不同,天然气的组成相同,而各组分的百分数比不同,其视分子量也不同。
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饱和油藏
过饱和油藏
泡点线
AC线,液相区与两相区的分界线
三线
露点线 BC线,气相区与两相区的分界线 等液相线 虚线,线上的液量的含量相等
液相区 气相区 AC线以上 BC线右下方 油藏 气藏
四区
气液两相区 ACB线包围的区域 油气藏 反常凝析区 PCT线包围的阴影部分 凝析气藏
泡点 AC线上的点,也称饱和压力点
组分 c1 c2 c3 c4 c5 c6 + c7
第一节
储层烃类的化学组成
气藏气 油藏气
凝析气
3、 天然气的分类
矿藏 (> C5H12)
汽油蒸汽含量 酸气 净气
富气 ≥100g/m3 干气 <100g/m3
硫含量
≥1g/m3 <1g/m3
第一节
储层烃类的化学组成
二、石油的组成、商品性质及分类
1、石油的组成
α——溶解系数,其值反映了气体在液体中溶解能力的大小,标m3/MPa
亨利定律的物理意义 温度一定,气体在单位体积液体中的溶解量与压力成正比。 适用条件 ①分子结构差异较大的气液体系。 ②单组分气体在液体中的溶解。
第三节 油气的溶解与分离
40℃时不同气体在相对密度为0.873的石油 中的溶解度(卡佳霍夫,1956) 1—氮气 2—甲烷 3—天然气
第二章 储层流体的物理性质
储层烃类的化学组成 ●油气的相态 ●油气的溶解与分离 ●天然气的高压物性 ●地层油的高压物性 ●地层水的高压物性
●
第二章 储层流体的物理性质
储层烃类
石油
储层流体 天然气
地层水
烷烃、环烷 烃和芳香烃 一些分子结构相似的 碳氢化合物和少量非 碳氢化合物的混合物
第二章 储层流体的物理性质
我国部分油田地面原油性质
性质 相对 运动粘度 馏分组成 /(cm2/s) 凝固 含蜡 胶质 沥青质 含硫量 残碳 密度 /% /% /% 初馏点 < < 300℃ 点/ ℃ 量/% /% 20 200℃ D4 50 ℃ 70℃ 原油 /% (℃ ) /% 24 28.6 13.3 0.15 2.5 88 14 28 大庆S区 0.8753 17.40 0.47 5.5 79.5 9 20 胜利T区 0.8845 37.69 17.95 33 17.9 18.3 3.1 0 27.5 6.6 2.25 8.95 15.8 1.9 11.2 孤岛G层 0.9547 427.5 157.5 -12 4.0 20.5 大港M层 0.9174 51.97 25.55 -12 6.17 13.98 6.27 0.13 4.81 97 -50 2.04 12.6 0.01 0.13 3.7 58 18 35 克拉玛依 0.8699 19.23 - -15.5 8.3 22.6 玉门L层 0.8530 12.9 3.8 51 9.6 11.8 9.5 89 5 21.8 江汉W区 0.9744 - 62.2* 21 -7 4.73 17.4 0.15 0.26 6.4 辽河C区 0.9037 37.4 30 18.1 3.4 川中油田 0.8394 12.3 33 22.6 20.7 2.35 148 任丘P层 0.8893 63.5
2.
影响天然气在原油中溶解的因素
天然气的溶解曲线不是线性的
天然气在原油中溶解度典型曲线
先溶解重烃,曲线较陡;再溶解轻烃,曲线较直,斜率小。
第三节 油气的溶解与分离
① 天然气的组成
天然气中重质组 分愈多,相对密度 愈大,其在原油中 的溶解度也愈大。
第三节 油气的溶解与分离
② 石油的组成
相同的温度和压 力下,同一种天然 气在轻质油中的溶 解度大于在重质油 中的溶解度。
四区 五点
等液量线Βιβλιοθήκη ◆露点线第二节 油气的相态
液相区
反常凝析区
◆
◆
多 组 分 双 参 数 相 图
三线
四区 五点
气液两相区
◆
气相区
第二节 油气的相态
临界凝析压力 点
临界点
◆
多 组 分 双 参 数 相 图
泡点
临界凝析温度点
三线
◆
◆
四区
五点
露点
第二节 油气的相态
未饱和油藏 凝析气藏 纯气藏
多 组 分 双 参 数 相 图
>0.9500 >0.9800
注
注 注
蒸
蒸 蒸
汽
汽 汽
注:①指油层条件下粘度,其它指油层温度下脱气油粘度。
第二节 油气的相态
相态: 物质在一定条件(一定温度、压力和比容
条件)下所处的状态。
F ( p, T , v) 0
相态方程 油藏烃类一般有气、液、固三种相态。
油藏烃类的相态通常用相图研究,最常用的是 P-T 相图。
yi
n
i 1
k
1 00%
y
i 1
k
k
i
1
i
i
mi
m
i 1
k
100%
i 1
i
1
i
vi
Vi
V
i 1
k
100%
v
i 1
k
i
1
i
yi vi
yi
i M i
i 1
k
i
Mi
i
yi M i
y M
i 1 i i
k
相对分子量
第二节 油气的相态
单 组 分 立 体 相 图
第二节 油气的相态
单 组 分 双 参 数 相 图 临界点 液相区 三 三 三 H 区 点 线 泡点 饱和蒸汽压线 露点
E 气液两相区 F
G
气相区
临界点:体系中两相共存的最高压力和最高温度点
第二节 油气的相态
泡点线
多 组 分 双 参 数 相 图
◆
◆
三线
第二章 储层流体的物理性质
储层流体的特点:
(1)高温高压,且石油中溶解有大量的烃类气体; (2)随温度、压力的变化,油藏流体的物理性质 也会发生变化。同时会出现原油脱气、析蜡、地层 水析盐或气体溶解等相态转化现象。 原 因
烃类物质的组成是内因;
温度、压力是外因。
第一节
储层烃类的化学组成
一、天然气的组成及表示方法、分类 混合物体系中各
相对密度
中质油 0.855~0.934 重质油 >0.934
第一节
3、石油的分类
储层烃类的化学组成
低粘油 μo油层 < 5mPa∙s
地 层 原 油 分 类
中粘油 5<μo油层 <20mPa∙s
粘 度
高粘油 20<μo油层 < 50mPa∙s
稠油
μo油层 > 50mPa∙s,γo > 0.92
凝析油 γo < 0.82,凝析气藏析出的液态烃 挥发油 相态接近临界点,γo < 0.825, Bo>1.75,210<Rs<1200m3/m3 高凝油 凝固点>40℃
个成分或组分及 1、天然气的组成 其相对含量 ★ 石蜡族低分子饱和烷烃(主要)
CH4 C2H6 70-98% C3H8 C4H10 >C5
★
非烃气体(少量)
H2S CO2 CO N2 H2O 惰性气体He、Ar
第一节
储层烃类的化学组成
ni
2、天然气组成的表示方法
摩尔组成 质量组成 体积组成 理想气体
第一节
储层烃类的化学组成
气藏气 油藏气
凝析气
3、 天然气的分类
矿藏
汽油蒸汽含量
硫含量
第一节
储层烃类的化学组成
典型天然气组成(体积%)数据
干气 凝析气 油田伴生气 96.00 75.00 27.52 2.00 7.00 16.34 0.60 4.50 29.18 0.30 3.00 22.55 0.20 2.00 3.90 0.10 2.50 0.47 0.80 6.00 0.04 100.00 100.00 100.00 Mg=17.584 Mg =27.472 Mg =38.568 合计 γg=0.607 γg=0.948 γg=1.331 注:Mg 表示天然气的视分子量,γg 为天然气的相对密度。
第一节
3、石油的分类
含硫量
储层烃类的化学组成
低硫原油 含硫原油 高硫原油 <0.5% 0.5~2.0% >0.5%
地 面 原 油 分 类
胶质沥青质含量 含蜡量 关键组分 相对密度
第一节
3、石油的分类
含硫量
储层烃类的化学组成
地 面 原 油 分 类
胶质沥青质含量 含蜡量 关键组分 相对密度
少胶原油 胶质原油 多胶原油
第一节
3、石油的分类
储层烃类的化学组成
中国稠油分类
稠油分类
名称 级别 Ⅰ-1 主要指标 粘度(mPa.s) 50①~150① 辅助指标 相对密度 >0.9200
开采方式
常规或注蒸汽
普通稠油
特稠油 超稠油(天然沥青)
Ⅰ
Ⅰ-2
Ⅱ Ⅲ
150①~10000
10000~50000 >50000
>0.9200
气体实际占有的体积与在相同条件
下理想气体占有的体积之比。
V实 际 Z= = V理想 nRT p 实际气体的压缩因子状态方程:
V实际
pV ZnRT
第四节 天然气的高压物性
三、天然气的等温压缩系数
定义:在等温条件下单位体积气体随压力变化的体
积变化值。
或:在等温条件下气体随压力变化的体积变化率。