油藏流体的物理性质教学课件PPT
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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
油藏描述第8章油藏流体描述精品PPT课件
├──┼──────┼───┼─────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼───┤
│干气│无色气体 │无液体│0.6～0.65 │
│96 │2.7 │0.3 │0 │0.l │0.4 │
├──┼──────┼───┼─────┼────┼──┼──┼──┼──┼──┼───┤
│湿气│无色气体， │>17810│0.65～0.85│0.739～ │91.6│3.6 │1.1 │0.5 │0.2 │0.74 │
1 n
n i 1
—第i个样品粘度值； μ ——i个样品粘度平均值；
(2)突进系数(非均质系数) 最大粘度值与平均粘度值的比值。
(3)级差 最大粘度值与最小粘度值的比值。
(4)非均质性分类
非均质性 弱 中 强
C <0.5 0.5~1 >1
突进系数
1~1.5 1.5~3
│ 硫化氢型气│ ＞70
│微硫化氢型气│>O，＜0.5 │
│高硫化氢型气│ 2～70
│无硫化氢型气│ 不 含
│
│低硫化氢型气│ 0.5～2
│
│
│
└──────┴───────┴──────┴───────┘
(3) 根据相态分类： 游离气：呈气态，能独立运移、聚集。 溶解气：天然气溶解于液相的石油或水中，液相是气
│
│
│
│
│0．909 │ │ │ │ │ │ │
├────┼────┼────┼────┼────┼─┼──┼──┼──┼──┼──┤
│柏 油 │黑色物质│ 粘 度 │
│＞1．000│ │ │ │ │ │90 │
│
│
│>10000CP│
│
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 /
2油藏流体的物理性质
Bg
V地下 V地面
Bg
VR Vsc
ZnRT / p nRTsc / Psc
ZTp sc Tsc p
Z
273 t 293
psc p
注：在油藏开发过程中：T基本不变，P不断变化
273 t Z Z Bg ( 293 psc ) p C p
四、天然气的压缩系数
定义：在等温条件下，当压力变化1MPa时的天然气的体积 变化率。
③ 油藏温度 T↗，Bo↗ ④ 油藏压力 当P<Pb时， P↗, Bo↗ 当P>Pb时， P↗, Bo↘ 当P=Pb时，Bo＝ Bomax
体积系数与压力的关系
两相体积系数：
油藏压力低于泡点压力时，在给定压力下地层油和其 释放出气体的总体积(两相体积)与它在地面脱气后的体 积(地面原油体积)之比。
因为：
密度：
g
m V
相对密度：
g
g 空气
Mg 28.97
二、天然气的物理性质
3. 天然气的压缩因子
理想气体状态方程： PV＝nRT
理想气体的假设条件： 1.气体分子无体积，是个质点； 2.气体分子间无作用力；
压缩 因子
天然气处于高温、高压状态多组分混合物，不 是理想气体
压缩因子： 一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有的 体积与在相同条件下理想气体占有的体积之比。
②溶解气油比 Rs↗, μ o↘
μ o ～P、T 关系
③温度 T↗，μ o↘
④压力 当P<Pb时， P↗, μo ↘ 当P>Pb时， P↗,μo↗
世界某些油田原油物性参数
油田名称
大庆油田某层 华北油田某层 胜利油田某层 中原油田某层 罗马什金(俄)
油藏及流体物理性质ppt课件
通过曲线可以确定注水油层最终采收率
A
B
ER
Soi Sor Soi
100 %
0.8 0.15 0.8
100 %
81.3%
11
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
ER
Soi Sor Soi
100 %
0.75 0.1100% 0.75
86.7%
12
3、溶解
Rs p
亨利定律
4、分离 接触分离
微分分离
3
上节内容回顾
二、地层原油高压物性
1、溶解气油比（Rs）
每立方米地面原油在地下所溶解的天然气在标准状况下的立方米数
2、体积系数（Bo）
原油在地下的体积与在地面脱气后的体积之比 3、粘度（μ） 当速度梯度为1时单位面积上流体的内摩擦力
三、地层水高压物性
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。
Ko Kw Kg K
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
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、天然气高压物性
1、压缩因子（Z）
一定温度和压力条件下，一定质量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。
2、粘度（μ）
表征气体或液体流动时分子之间摩擦力大小的参数
A
B
ER
Soi Sor Soi
100 %
0.8 0.15 0.8
100 %
81.3%
11
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
ER
Soi Sor Soi
100 %
0.75 0.1100% 0.75
86.7%
12
3、溶解
Rs p
亨利定律
4、分离 接触分离
微分分离
3
上节内容回顾
二、地层原油高压物性
1、溶解气油比（Rs）
每立方米地面原油在地下所溶解的天然气在标准状况下的立方米数
2、体积系数（Bo）
原油在地下的体积与在地面脱气后的体积之比 3、粘度（μ） 当速度梯度为1时单位面积上流体的内摩擦力
三、地层水高压物性
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。
Ko Kw Kg K
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
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、天然气高压物性
1、压缩因子（Z）
一定温度和压力条件下，一定质量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。
2、粘度（μ）
表征气体或液体流动时分子之间摩擦力大小的参数
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。
油层物理学
把以前关于油藏岩石、流体物性方面的概念与研究成果系统化和理 论化。
•1956年，苏联Φ.И.卡佳霍夫撰著“油层物理基础”
该书是“油层物理”从采油工程中单独分科的起点，随后得到了广 泛而深入的发展。
•60年代末，洪世铎在卡佳霍夫课本的基础上，首次在国
内编著中文版“油层物理基础”。从此油层物理在国内成 为一门独立的学科。 •98年编写了目前使用的课本，目前已经过三次修订，在 全国各油田及部分石油院校使用。
(4)提高原油采收率的机理。
Fundamentals of Enhanced Oil Recovery
特点：概念多、实验性强、较抽象。
最后成绩：考试70%＋平时10%＋实验20%。 考试形式：闭卷,以基本概念及其应用为主。
参考书： 1、洪世铎 «油层物理基础»； 2、何更生 «油层物理»； 3、杨胜来、魏俊之 «油层物理学»；
等压液化
P2
P2＝P泡 P3(液)
等压汽化
露点(Dew point)：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(Bubble point)：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。
2)单组分烃p-v相图特点:
临界点C处：气、液的一 切性质(如密度、粘度等) 都相同。
组成(Composition)：体系中物质的各个成分及其相对含量。
P－T相图(phase diagram)：表示体系压力、温度与 相态的关系图。
3. 单、双、多组分体系的相图 3.1 单组分烃相图
Phase behavior of one component system
1)单组分烃相态特点
•1956年，苏联Φ.И.卡佳霍夫撰著“油层物理基础”
该书是“油层物理”从采油工程中单独分科的起点，随后得到了广 泛而深入的发展。
•60年代末，洪世铎在卡佳霍夫课本的基础上，首次在国
内编著中文版“油层物理基础”。从此油层物理在国内成 为一门独立的学科。 •98年编写了目前使用的课本，目前已经过三次修订，在 全国各油田及部分石油院校使用。
(4)提高原油采收率的机理。
Fundamentals of Enhanced Oil Recovery
特点：概念多、实验性强、较抽象。
最后成绩：考试70%＋平时10%＋实验20%。 考试形式：闭卷,以基本概念及其应用为主。
参考书： 1、洪世铎 «油层物理基础»； 2、何更生 «油层物理»； 3、杨胜来、魏俊之 «油层物理学»；
等压液化
P2
P2＝P泡 P3(液)
等压汽化
露点(Dew point)：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(Bubble point)：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。
2)单组分烃p-v相图特点:
临界点C处：气、液的一 切性质(如密度、粘度等) 都相同。
组成(Composition)：体系中物质的各个成分及其相对含量。
P－T相图(phase diagram)：表示体系压力、温度与 相态的关系图。
3. 单、双、多组分体系的相图 3.1 单组分烃相图
Phase behavior of one component system
1)单组分烃相态特点
2-1油藏流体的物理性质
(2)温度的影响：温度↗粘度↘ (3)溶解气的影响： Rs↗粘度↘ (4)压力的影响：P<Pb，P ↗粘度↘ P>Pb，P ↗粘度↗
P=Pb，粘度最小
§2-4 天然气的高压物性
一、天然气的压缩因子 二、天然气的体积系数 三、天然气的压缩系数 四、天然气的粘度
一、天然气的压缩因子
不计分子的体积
（1） 理想气体状态方程：
CnH2n+2 环烷烃：碳链：单键、环状链；分子式：CnH2n 芳香烃：分子中具有苯环结构。 少量其它化合物，如氧、硫、氮等的化合物：沥青、 脂肪酸、环烷酸等。
2. 石油馏分：
汽油（C4～C10）； 煤油（C ～C12）； 柴油（C13～C20）；
11
润滑油（C21～C40）；残渣（C41以上）；
3. 石油的分类
不计分子间作用力 分子间为弹性碰撞
PV理想 nRT
（2） 实际气体状态方程
PV实际＝ZnRT
Z＝ V实际 V理想
Z－压缩因子
压缩因子的物理意义？
二、天然气的体积系数Bg
（Formation volume factor of natural gas）
定义：一定质量天然气在地下的体积与其 在地面标准状况(20℃，0.1MPa)下的体积 之比。 V
u Boi Bo
Pb
P
地面
Vs =1m3
Vs Rs
Vs Rsi
三、地层油等温压缩系数Co： (Isothermal Compressibility of oil)
定义：温度一定，单位体积地层油的体积随 压力的变化率。 1 Vof Co 1 MP a V P
of
一般用某一压力区间的平均压缩系数表示， 如Pi与Pb之间： 1 Vob Vof 1 Bob Boi Co Vof Pb Pi Boi Pi Pb Vof—高压下体积
P=Pb，粘度最小
§2-4 天然气的高压物性
一、天然气的压缩因子 二、天然气的体积系数 三、天然气的压缩系数 四、天然气的粘度
一、天然气的压缩因子
不计分子的体积
（1） 理想气体状态方程：
CnH2n+2 环烷烃：碳链：单键、环状链；分子式：CnH2n 芳香烃：分子中具有苯环结构。 少量其它化合物，如氧、硫、氮等的化合物：沥青、 脂肪酸、环烷酸等。
2. 石油馏分：
汽油（C4～C10）； 煤油（C ～C12）； 柴油（C13～C20）；
11
润滑油（C21～C40）；残渣（C41以上）；
3. 石油的分类
不计分子间作用力 分子间为弹性碰撞
PV理想 nRT
（2） 实际气体状态方程
PV实际＝ZnRT
Z＝ V实际 V理想
Z－压缩因子
压缩因子的物理意义？
二、天然气的体积系数Bg
（Formation volume factor of natural gas）
定义：一定质量天然气在地下的体积与其 在地面标准状况(20℃，0.1MPa)下的体积 之比。 V
u Boi Bo
Pb
P
地面
Vs =1m3
Vs Rs
Vs Rsi
三、地层油等温压缩系数Co： (Isothermal Compressibility of oil)
定义：温度一定，单位体积地层油的体积随 压力的变化率。 1 Vof Co 1 MP a V P
of
一般用某一压力区间的平均压缩系数表示， 如Pi与Pb之间： 1 Vob Vof 1 Bob Boi Co Vof Pb Pi Boi Pi Pb Vof—高压下体积
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。
油藏工程基础ppt课件
油藏工程基础ppt课件contents •油藏工程概述•油藏地质基础•油藏流体性质与渗流规律•油藏开发方式与开采特征•油藏动态监测与资料分析•油藏评价与开发方案设计目录01油藏工程概述油藏工程定义与任务定义油藏工程是研究油藏（包括气藏）开发过程中油、气、水的运动规律和驱替机理，以及相应的工程调整措施，以求合理地提高开采速度和采收率的一门综合性技术科学。
任务油藏工程的主要任务是研究油藏（包括气藏和水驱油藏）的地质特征和开发过程中的动态特征，确定油田开发方案，编制油田开发计划，进行油田动态监测，提出改善油田开发效果的措施，预测油田开发趋势等。
油藏工程发展历程初始阶段20世纪初至40年代，以试井和油田动态分析为主要内容。
发展阶段20世纪50年代至70年代，以渗流力学和油层物理为基础，形成了系统的油藏工程理论和方法。
成熟阶段20世纪80年代至今，随着计算机技术的发展和应用，油藏工程实现了由定性到定量、由静态到动态、由单一到综合的转变。
油藏工程研究内容与方法研究内容主要包括油藏描述、渗流力学、试井分析、油田动态监测、油田开发方案设计与优化、提高采收率技术等。
研究方法综合运用地质、地球物理、钻井、测井、试油试采等多方面的资料和信息，采用数值模拟、物理模拟和现场试验等手段进行研究。
同时，注重与其他相关学科的交叉融合，如地球科学、石油工程、化学工程等。
02油藏地质基础沉积环境与沉积相沉积环境包括海洋、湖泊、河流、风成等不同类型的沉积环境，每种环境都有其特定的沉积物来源、搬运方式、沉积作用和保存条件。
沉积相指在一定沉积环境中形成的沉积物或岩石特征的综合，包括岩性、结构、构造、古生物等。
常见的沉积相有河流相、湖泊相、三角洲相、海滩相等。
沉积相与油气藏的关系不同沉积相带发育不同类型的储集层，控制着油气藏的分布和类型。
例如，河流相砂体常发育在古河床和河漫滩，是油气聚集的有利场所。
储层特征与类型储层特征01包括物性特征（如孔隙度、渗透率）、岩石学特征（如岩石类型、矿物组成）、储集空间类型（如孔隙、裂缝）等。
油藏及流体物理性质课件
mPa.s。
小结
一、天然气高压物性
1、压缩因子（Z）
2、体积系数（Bg） 3、天然气压缩系数（Cg）
4、粘度（μ）
三、地层水高压物性
二、地层原油高压物性
1、溶解气油比（Rs）
2、体积系数（Bo） 3、压缩系数（Co）
4、粘度（μ）
1. 地层水矿化度
2、体积系数（Bw） 3、压缩系数（Cw）
4、粘度（μ）
地层水主要为NaHCO3和CaCl2两种类型，而我 们的地面水主要为Na2SO4型。
地层水的高压物性对于压力、温度、溶解气等具 有一定的稳定性。
1.3 油藏流体的物理性质
地层水硬度
地层水硬度是指地层水中所含Ca2+、Mg2+的量。通常 以1L地层水中含10mg的CaO或7.2mg的MgO为一度。
体积系数（BW）
❖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。
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)
He、Ar
1.3 油藏流体的物理性质
油藏 储集其中的流体(fluid)
(reservoir） 储集流体的岩石(rock)
•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 )：
油藏工程第二章油气藏流体NPPT课件
第二章 油气藏流体
油气藏中存在油、气、水三种流体，油和 气的性质比较接近，在一定条件下，油气之间 可以互相溶解，相态之间也可以互相转换。但 地层水与油气为非互溶流体。
油气藏流体的性质随环境条件的变化而变 化。
14.08.2020
《油藏工程原理》讲义 1
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前言
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14.08.2020
《油藏工程原理》讲义 7
思考题
Z 值等于1，大于1，小于1的物理含义？
i) 气体分子有体积，真实气体较理想气体难压缩； ii) 气体分子间引力，真实气体较理想气体易压缩；
Z 的大小反应 i) ii)综合作用效果。
Z >1 真实气体比理想气体难压缩，i)起主要作用； Z <1 真实气体比理想气体易压缩，ii)起主要作用; Z =1 真实气体与理想气体接近，i)与ii)平衡；
一般在20～200oC之间，因此热膨胀系数在 50~500104 oC-1
之间变化。
14.08.2020
《油藏工程原理》讲义 17
六、热膨胀系数(续)
真实气体状态方程 由上式得：
P V nRZT (1 )
VnRT Z
(2)
p
微分得：
T vPnPR(ZT T Z) (3)
将上面(2)、(3)代入气体热膨胀系数定义式，即得：
14.08.2020
《油藏工程原理》讲义 8
三、相对密度
在地面标准条件下，天然气密度与空气密度的比 值，定义为天然气的相对密度，并用符号 g 表示。
g
gs air
天然气的相对密度可以实验仪器测量，但更常用 的方法是计算得到。
14.08.2020
油气藏中存在油、气、水三种流体，油和 气的性质比较接近，在一定条件下，油气之间 可以互相溶解，相态之间也可以互相转换。但 地层水与油气为非互溶流体。
油气藏流体的性质随环境条件的变化而变 化。
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《油藏工程原理》讲义 7
思考题
Z 值等于1，大于1，小于1的物理含义？
i) 气体分子有体积，真实气体较理想气体难压缩； ii) 气体分子间引力，真实气体较理想气体易压缩；
Z 的大小反应 i) ii)综合作用效果。
Z >1 真实气体比理想气体难压缩，i)起主要作用； Z <1 真实气体比理想气体易压缩，ii)起主要作用; Z =1 真实气体与理想气体接近，i)与ii)平衡；
一般在20～200oC之间，因此热膨胀系数在 50~500104 oC-1
之间变化。
14.08.2020
《油藏工程原理》讲义 17
六、热膨胀系数(续)
真实气体状态方程 由上式得：
P V nRZT (1 )
VnRT Z
(2)
p
微分得：
T vPnPR(ZT T Z) (3)
将上面(2)、(3)代入气体热膨胀系数定义式，即得：
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《油藏工程原理》讲义 8
三、相对密度
在地面标准条件下，天然气密度与空气密度的比 值，定义为天然气的相对密度，并用符号 g 表示。
g
gs air
天然气的相对密度可以实验仪器测量，但更常用 的方法是计算得到。
14.08.2020
《油藏物理》PPT课件
2、原油的密度与相对密度
原油的密度是指单位体积原油的质量
o
=
mo Vo
地面原油的相对密度定义为原油的密度与某一温度和压力
下的水的密度之比。我国习惯上是指1atm、20ºC时的原油与 1atm、4ºC纯水的密度之比，用 d420 表示。
14.51
AP=I o _13.51
10
3、凝固点 原油的凝固点是指原油冷却时由流动态到失去流动性的临界温度点。 原油凝固点一般在-56~50 °C之间，凝固点高于40 ºC的原油称为高凝油。 4、原油的粘度 原油流动时内部摩擦而引起的阻力大小的度量。 5、闪点 闪点或闪火点是只指可燃液体的蒸汽同空气的混合物在接近火焰时能短 暂闪火时的温度。 原油的闪点一般在30~180 º之间 6、荧光性
的氧、硫、氮化合物，对石油的性质影响较大 四、原油的分子量、含蜡量及胶质、沥青质含量 原油的分子量 含蜡量（包括石蜡和地蜡） 胶质含量：分子量约300~1000 沥青质含量：分子量大于1000， 含硫量
9
第二节 原油的物性与分类
一、原油的物理性质
1、颜色
原油颜色主要与原油中轻重组分及胶质、沥青质含量有关， 胶质沥青质含量越高原油颜色越深。
22
2.天然气组成的表示方法
天然气是组成有三种表示方法：
（1）摩尔组成 （2）体积组成
yi =
ni
N
∑ni
i=1
i =
Vi
N
∑V i
i=1
（3）质量组成
Gi =
wi
N
∑wi
i=1
事实上，原油的组成也同样可以用上述三种方法表示。
23
例1-1 天然气重量组成换算成摩尔组成
组分
油藏描述油藏流体描述95页PPT
油藏描述油藏流体描述
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
谢谢！
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
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—
9.6 11.8 9.5 89
5
21.8
0.15 0.26 6.4 —
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— 2.35 — 148
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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
比重 D204
0.8753 0.8845 0.9547 0.9174 0.8699 0.853 0.9744 0.9037 0.8394 0.8893
粘度(厘沱)
50℃
17.40 37.69 427.5 51.97 19.23 12.9
— 37.4 12.3 63.5
70℃
— 17.95 157.5 25.55
各类油气藏的开发特点
1点－油藏
压力下降
压力下降
液态
泡点线(饱和压力)
气液两相
各类油气藏的开发特点
2点－饱和油藏
压力稍微下降
液态
气液两相
各类油气藏的开发特点
3点－气藏 气态
气态
各类油气藏的开发特点
4点－凝析气藏
压力下降
压力下降
气态
气液两相
气态
各类油气藏的开发特点
1点－油藏
压力下降
压力下降
液态
泡点线(饱和压力)
气液两相
压力稍微下降
2点－饱和油藏 液态
气液两相
3点－气藏
压力下降
气态
气态
4点－凝析气藏
压力下降
压力下降
气态
气液两相
气态
第三节 油气的溶解与分离
一、天然气在原油中的溶解
1.亨利定律： Rs P
Rs ——溶解度， 压力为P时单位体积液体中溶解的气量,标m3/m3； 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
④ 压力 随着压力的升高，天然气的溶解度增大。 ⑤ 脱气方式 一次脱气测得的溶解度大，微分脱气小。 ⑥ 在溶解过程中，天然气和石油的接触时间和接触面 的大小，影响气体的溶解度。
二、油气分离
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
★ 其它化合物
含硫化合物 含氮化合物
硫醇、硫醚、噻吩 吡咯、吡啶、喹啉、吲哚
高分子杂环化合物 胶质、沥青质
商品性质指标： 相对密度 粘度 凝固点 含蜡量 胶质 沥青质 含硫量 馏分组成
性质
原油 大庆油田S 区Ps 层 胜利油田T 区S2 层 孤岛油田G 层 大港油田M 层 克拉玛依油田 玉门油田L 层 汉油田W 区C3 层 辽河油田C 区S1 层 川中油田 任丘油田Pz 层
油藏 气藏 油气藏 凝析气藏
五点
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
三线 四区 五点
泡点线 露点线 等液相线
AC线，液相区与两相区的分界线 BC线，气相区与两相区的分界线 虚线，线上的液量的含量相等
yi 1 wi 1 vi 1
★ 天然气的分类
矿藏
气藏气 油藏气 凝析气
（> C5H12）
富气 ≥100g/m3(湿气) 汽油蒸汽含量
干气 <100g/m3
硫含量
酸气 ≥1g/m3 净气 <1g/m3
二、石油的组成
★ 烷烃 C5～C16 ★ 环烷烃
★ 芳香烃
含氧化合物 苯酚、脂肪酸
多组分烃类系统相图
◆ 三线
◆ 四区
◆ 五点
◆ 各类油气 藏的开发特点
三线
泡点线 露点线 等液相线
AC线，液相区与两相区的分界线 BC线，气相区与两相区的分界线 虚线，线上液量的含量相等
四区
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 CT线包围的阴影部分
第二章 油藏流体的物理性质
•油藏流体
石油 天然气 地层水
•油藏流体的特点：
储层烃类：C、H
（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。
第一节 油气的化学组成
一、天然气的组成
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。
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。
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。
③ 温度 随着温度的升高，天然气的溶解度下降。
— — 62.2** — — —
凝固点 含蜡 胶质 ℃ 量% %
24 33 -12 -12 -50 -15.5 21 -7 30 33
28.6 13.3 17.9 18.3
0 27.5 6.17 13.98 2.04 12.6 8.3 22.6 3.8 51 4.73 17.6 18.1 3.4 22.6 20.7
★ 石蜡族低分子饱和烷烃（主要） CH4 70－98％ C2H6 C3H8 C4H10 >C5
★ 非烃气体（少量） H2S CO2 CO N2 H2O
惰性气体He、 Ar
★ 天然气组成的表示方法
摩尔组成 质量组成
yi
ni
ni
100 %
wi
mi
mi
100 %
体积组成Βιβλιοθήκη viViVi
100 %