油层物理

第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 1.油气藏烃类的化学组成和分类 1.1 石油的化学组成 石油=烷烃+环烷烃+芳香烃+少量烃类的氧、硫、 氮化合物。 其中：CnH2n+2最多。 原油中的胶质、沥青质：是高分子杂环烃的氧、硫、 氮化合物。 对原油的颜色、密度、粘度影响较大。 油井中的蜡=石蜡+原油+胶质沥青质+泥沙 含蜡量越高，结蜡温度越高，凝固点越高。
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 3.单、双、多组分体系的相图 ⑶单组分烃P-T相图的特点
①单一上升的曲线（饱和蒸气压线）； ②曲线上方为液相区，右下方为气相 区，曲线上任意点为两相区； ③C点为临界点，是两相共的最高压力 和最高温度点。 ④随分子量的增加，曲线向右下方偏 移。
第二章 储层流体的物理特性
2. 相态方程
第二节 油气系统的溶解与分离
用途：可以从数量上确定某一压力、温度下从油中分出的油、气量 的多少及油、气组成；判断油气藏的相态。
2.1 推导：
混合物组成已知，且 在某一压力温度下达到 平衡：
第二章 储层流体的物理特性
2. 相态方程
第二节 油气系统的溶解与分离
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 3.单、双、多组分体系的相图 ⑵单组分烃p-v相图的特点
随温度升高，由气→液时， 体积变化减小； 临界点C处：由气→液，体 积没有明显的变化。
临界点处：气、液的一切性 质（如密度、粘度等）都相同 。其压力、体积、温度记为： Pc、Vv、tc。 当t＞tc时，气体不再液化。
取1mol油气混合物，使其在 某一温度t、压力p下达到平衡：
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2. 相态方程
第二节 油气系统的溶解与分离
⑴Xi与NL的关系：
令yi/Xi=ki，即平衡常数，则：
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2. 相态方程
第二节 油气系统的溶解与分离
⑴yi与Ng的关系：
令yi/Xi=ki，即平衡常数，则：
第一节 油气藏烃类的相态特征 3.单、双、多组分体系的相图
⑷两组分的相对分子质量差别 越大，临界点的轨迹线包围的 面积越大。
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第一节 油气藏烃类的相态特征 3.单、双、多组分体系的相图 3.2 多组分烃相图 测定原理
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 相图的特点：
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 反常凝析现象：
B→D： 压力降低，凝析出来的 液量增加。
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第一节 油气藏烃类的相态特征 4.典型油气藏的相态特征
低收缩原油：指在地下溶有的气量少，采到地面后体积收缩较小 的原油。 高收缩原油：指在地下溶有大量的气体，采到地面后体积收缩较 大的原油。 低收缩原油：含重烃较多 ，地面气油比较小，通常 小于90m3/m3.原油相对 密度较高，常≥0.876.颜 色呈黑色和深褐色。
根据不同的标准及划分界限对油气藏的分类也不尽相同。 一般所讲的油田开发，不包括天然沥青矿的开发。本章中讨论的流 体性质、相态转化等也主要是以前面五类油气藏中的流体为研究对象。
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 2.油藏烃类的相态特性 体系：一定种类和数量的物质组成的整体。 相：体系中具有相同成分、相同物理化学性质的均匀 部分。如地层油和气为不通的两相。 组分：体系中物质的各个成分。如天然气（C1、 C2、C3、C4……）。 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。
相图的应用：根据P、t判断单组分烃所 处的状态。
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第一节 油气藏烃类的相态特征 3.单、双、多组分体系的相图 3.2 两组分烃相图 特点： ①为一开口的环形曲线； ②C点为临界点，是泡点线与露点 线的碰头点； ③泡点压力≠露点压力
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第一节 油气藏烃类的相态特征 3.单、双、多组分体系的相图
平衡常数的特点：
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第二节 油气系统的溶解与分离
平衡常数的特点：
⑴同一系统中,各组分平衡常数都收敛于Ki=1的点,该点压 力称为”收敛压力”P收; ⑵同一系统中,各组分的P收相同,不同系统的P收不同; ⑶低压下(＜0.7MPa),各组分的平衡常数k几乎与系统的 组成无关;高压下,不同系统各组分的ki相差较大.
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油层：能储集油气、并能让油气在其中流动的多孔介质。
油藏：深埋在地下的油气聚集的场所。 单一圈闭、统一的水动力系统、统一的油水界面。
油田：一个地区地下所有的油藏构成油田。
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油藏流体：油藏中的石油、天然气和地层水。
特点：处于高温、高压下，石油中溶有大量的天然气， 地层水矿化度高。 随油藏的开采→地下流体的相态发生变化→影响最终 采收率。为合理开发油藏，就必须搞清地下流体的相态、 物性随压力的变化。
试算法（trial and error)
第二章 储层流体的物理特性
2.2 相态方程的应用 ⑴求泡点压力：
第二节 油气系统的溶解与分离
液相油组成已知：
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2.2 相态方程的应用 ⑵求露点压力：
第二节 油气系统的溶解与分离
2.3 平衡常数的确定： 平衡常数：在一定的温度、压力 下，油、气系统的气液两相达到 平衡时，i组分在气相、液相中 的分配比例（mol浓度比）。
第二节 油气系统的溶解与分离
3.油气分离 ⑶微分脱气（Differential Vaporization) 分离级数无限多的多级脱气。 当压力低于泡点压力时，油藏中的油气分离过程接近于微分脱气。
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第二节 油气系统的溶解与分离
3.2 油气分离计算举例 例题：一次脱气压力:0.1MPa 多级脱气压力：3.5MPa、o.46MPa、0.1MPa 脱气温度：49℃ 地下原油组成及不同压力下的平衡常数见表所示： 解：一次脱气：设取1mol油井产物，压力降至0.1MPa时，有 N1mol液体分离出来
⑴任一两组分混合物的相图陡位于两 纯组分的饱和蒸汽压曲线之间； ⑵两组分的分配比例越接近，两相区 面积越大；若两组分中有一个组分占 绝对优势，则两相区面积相应变窄； 相图向该组分的饱和蒸汽压线迁移； ⑶两组分混合物的临界压力一般高于 两纯组分的临界压力，临界温度居于 两纯组分的临界温度之间；
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第一章 储层流体的物理特性
第二节 油气系统的溶解与分离 1.ห้องสมุดไป่ตู้然气在原油中的溶解度（Solubility)
影响天然气在原油中溶解的因素：
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第二节 油气系统的溶解与分离 1.天然气在原油中的溶解度（Solubility)
影响天然气在原油中溶解的因素：
油气性质越相近，天然气在原油中 的溶解能力越大。
第二章 储层流体的物理特性
第二节 油气系统的溶解与分离
⑴理想溶液： 分子间无特殊的作用力，混 合后无热效应，总体积=各组分 体积之和。 拉乌尔定律： 道尔顿定律： Pi=Xi· Pi0 Pi=yi· PT
Pi—气相中i组分的分压；Pi0—i组分的饱和蒸气压；PT—气体的压力。
第二章 储层流体的物理特性
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第一节 油气藏烃类的相态特征 3.单、双、多组分体系的相图 3.1 单组分烃相图
⑴单组分烃相态特点
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 3.单、双、多组分体系的相图 3.1 单组分烃相图
⑴单组分烃相态特点 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。 单组分烃特点：泡点压力=露点压力。
第二节 油气系统的溶解与分离 1.天然气在原油中的溶解度（Solubility)
1.1 单组分气体在原油中的溶解
亨利定律：
Rs=αP
Rs—溶解度，压力P时单位体积液体 中的气量；标米3/米3； P—压力，MPa； α—溶解系数，标米3/（米3· MPa）
Rs P
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第二节 油气系统的溶解与分离 1.天然气在原油中的溶解度（Solubility)
注：亨利定律适用于气液性质不相近的体系。
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第二节 油气系统的溶解与分离 1.天然气在原油中的溶解度（Solubility)
1.2 天然气在原油中的溶解 特点：α开始大，之后逐渐减小，最后为常数。
第二节 油气系统的溶解与分离
⑵实验测定法 处于平衡时，分别取少量油、气样， 测定气液相中各组分的Xi、yi。则： ki=yi/Xi
美国天然气协会（NGAA）1957年出版了一套lgk—lgp 的Ki图版。八个收敛压力下的8套图版。
应用方法：系统组成→收敛压力→图版
第二章 储层流体的物理特性
第二节 油气系统的溶解与分离
①为一开口的环形曲线； ②C点为临界点； ③PC线—泡点线， 其左上方为液相区； ④TC线—露点线， 其右下方为气相区； 环形区内为两相区。 虚线—液相所占的体积百分数； P‘、T‘点—为临界凝析压力及临界凝 析温度
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 相图的应用：
确定油气藏的相态，分析其开发过程 中相态的变化。 J点：未饱和油藏； I点：饱和油藏，可能有气顶； F点：气藏； A点：凝析气藏。 凝析气藏：温度位于临界温度和最大 临界凝析温度之间，阴影区的上方。
第一章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 2.油气藏的分类