地层油的高压物性 油层物理课件
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油层物理教学课件
达350-450亿立方米；从中东、非洲进口原油（含国外经营）
2000-3000万吨。为此，需要规划建设相应的输油、输气国 际管线，开通从俄罗斯西西伯利亚、远东地区至中国，以及
未来中东—土库曼斯坦至国内的油气供应战略主渠道。
三、油层物理的研究内容
颗粒 实体 岩石 胶结物 油层 孔隙（空隙） 流体：油－水、气－水、油－气－水
海洋石油总公司原油生产正处于上升期，1996年产油 量已达1500万吨，预计本世纪末仍可保持在1500万吨左 右。2001-2010年预计可新增探明储量10亿吨左右，2010 年原油产量可达2000万吨左右。这样，2010年全国原油
产量大致可达17000～19000万吨。
中国陆上油田的主体是60-70年代投入生产的，进入80 年代以后油田普遍进入高含水采油期，依靠加密钻生产井才 维持产量的稳定。1981-1995年期间通过钻加密井所增加的 可采储量占新增可采总储量的46.2%；其新建生产能力占新 建总生产能力的53.8%。
1桶(bbl)＝0.158988m3
至1995年底，全国已发现油田454个，其中海域24个， 已投入开发油田342个，其中海域16个。
中国石油天然气总公司已投入开发油田320个，动用石油
地质储量129.57亿吨，其中可采储量43.11亿吨，最终采收
率33.3%；各类井共有103423口，其中，采油井72255口，注
1933年，美国人G.H.法奇等人首先进行了油层物 理方面的研究，研究了流体性质和测试技术； 1934年，R.D.乌索夫和M.马斯盖特等在达西定律 基础上研究了测量岩样渗透率的方法；
1935年，R.J.薛尔绍斯研究了井底取样器和测量 样品物理性质的方法。测量项目包括：压力-体积 -温度之间的关系，饱和度、饱和压力、油中的溶 解气量、原油由于气体的分离而导致的伸缩等。
油层物理1-6 第六节 地层原油的高压物性
Rs
●当压力大于饱和压力以 后，溶解油气比与原始溶 解油气比相等，其值与压 力无关。
●当地层压力降至小于饱和
Pb
Pi
P
压力后，地层内原油便有气 体逸出，溶解于原油中的气 量减少，故溶解油气比减少。
● Rsi=Rb
典型地层油接触脱气溶解油气比曲线
4
三、地层油的体积系数
定义: 原油在地下的体积（地层油体积）与其在地面 脱气后的体积之比。 Bo=Vor/Vos
第六节 地层原油的高压物性
一、地层油的密度和相对密度
1.地层油的密度 地层油的密度是指单位体积地层油的质量，kg/m3。
o
1.我国和前苏联：
2.欧州国家(γo)：
• 水的API值是10
mo Vo
• 原油的相对密度（d20）：20℃时原油的密度与4℃时水的密度之比。 • 1atm、60oF（15.6oC）原油与纯水的密度之比。
1 Co Vf
Vf p 1 Vb Vf Vf p b p
1 ΔVf Vf Δp T
同除以地面脱气原油体积Vos：
1 Bob Bo Co Bo p b p
9
四、地层油的压缩系数
地层原油压缩系数的影响因素 溶解气油比（Rs）：地层溶解气油比大，压缩系数也大。 温度（P）：温度越高，石油越轻，密度越小，压缩系数 也越大。 压力（T）：在不同的压力区间，压缩系数不同。 不同压力区间的平均压缩系数
大岗M层西区44井
大庆油田P层 玉门油田L层
37.3
48.2 68.5
13.30
9.30 3.20
胜利油田营4井
70.1
1.88
13
●当压力大于饱和压力以 后，溶解油气比与原始溶 解油气比相等，其值与压 力无关。
●当地层压力降至小于饱和
Pb
Pi
P
压力后，地层内原油便有气 体逸出，溶解于原油中的气 量减少，故溶解油气比减少。
● Rsi=Rb
典型地层油接触脱气溶解油气比曲线
4
三、地层油的体积系数
定义: 原油在地下的体积（地层油体积）与其在地面 脱气后的体积之比。 Bo=Vor/Vos
第六节 地层原油的高压物性
一、地层油的密度和相对密度
1.地层油的密度 地层油的密度是指单位体积地层油的质量，kg/m3。
o
1.我国和前苏联：
2.欧州国家(γo)：
• 水的API值是10
mo Vo
• 原油的相对密度（d20）：20℃时原油的密度与4℃时水的密度之比。 • 1atm、60oF（15.6oC）原油与纯水的密度之比。
1 Co Vf
Vf p 1 Vb Vf Vf p b p
1 ΔVf Vf Δp T
同除以地面脱气原油体积Vos：
1 Bob Bo Co Bo p b p
9
四、地层油的压缩系数
地层原油压缩系数的影响因素 溶解气油比（Rs）：地层溶解气油比大，压缩系数也大。 温度（P）：温度越高，石油越轻，密度越小，压缩系数 也越大。 压力（T）：在不同的压力区间，压缩系数不同。 不同压力区间的平均压缩系数
大岗M层西区44井
大庆油田P层 玉门油田L层
37.3
48.2 68.5
13.30
9.30 3.20
胜利油田营4井
70.1
1.88
13
地层原油的高压物性
§1 地层油的溶解气油比
溶解气油比——通常把地层油在地面进行一次脱气，将分 离出的气体标准体积（20℃，0.101MPa）体积与地面脱气后 原油体积的比值称为溶解气油比，其单位是m3/m3或m3/t。 一般通过实验室或地面分离器进行脱气后得到脱气后原油 体积Vos以及地面脱气气量Vg，则地层油溶解气油比为：
地层油相对密度的计算例题（秦积舜p68）
已知某井地面脱气原油的相对密度为0.876，溶解气油比为138（标） m3/m3，天然气的相对密度为0.75，泡点压力时原油体积系数为1.42，试计算 泡点压力下地层油的相对密度。
§4 油层石油体积系数
地层石油以饱和压力为界，分为单相石油体积系数和两相石油体积系数。
1、与溶解气量有关
表7-4
油田名称
某些油田的溶解气量和体积系数
油层温度 油层压力 饱和压力 溶解气量 体积系数 收缩率（%） （℃） （ata） (ata) (m3/m3) 赫列布诺夫卡（苏） 23 72 72 50.5 1.12 10.7 罗马什金（苏） 40 170 85 50.0 1.15 13.0 阿赫蒂尔卡（苏） 58 162 152 96.7 1.28 21.8 新季米特里耶夫劳动保护克（苏） 103 345 238 216.7 1.68 40.5 爱尔克-茜齐（美） 82 307 238 506.0 2.62 61.9 大庆萨尔图 45 70-120 64-110 45 1.09-1.15 8.3-13.0
饱和压力的影响因素
1、石油的重组分越多，密度越大，其饱和压力就越高；
2、饱和压力随温度升高而升高；
3、天然气的不同组分在同一石油中溶解时，饱和压力是 不同的。 饱和压力是油藏开发的基本参数，必须在第一探批井 中就认真取样分析。 在油田开发时，应注意保持地层压力高于饱和压力，
2.4 地层油的高压物性
34 R= = 38.55m3 / m3 0.882
2.溶解油气比与压力的关系 溶解油气比与压力的关系
Rs
●当压力大于饱和压力以后，溶 当压力大于饱和压力以后， 解油气比与原始溶解油气比相等， 解油气比与原始溶解油气比相等， 其值与压力无关。 其值与压力无关。
●当地层压力降至小于饱和压力
Pb
Pi P
二、地层油的溶解油气比（solution gas-oil ratio） 地层油的溶解油气比（ ）
1.定义：某一压力、温度下的地下含气原油， 某一压力、温度下的地下含气原油，
在地面进行一次脱气， 在地面进行一次脱气，将分离出的气体标准体积 与地面脱气油体积的比值就称为该压力、 与地面脱气油体积的比值就称为该压力、温度下 的地层油溶解油气比。单位， 的地层油溶解油气比。单位，标米3/米3
2.地层油的相对密度: 2.地层油的相对密度: 地层油的相对密度 定义:地层条件下油的密度与 水的密度之比。 定义:地层条件下油的密度与4oC水的密度之比。 水的密度之比 水的密度为1g/cm 4oC水的密度为1g/cm3.
按石油行业标准,地面油相对密度定义为:20oC时 按石油行业标准,地面油相对密度定义为: 的地面油密度与4 时的水密度之比,用符号γ 的地面油密度与4oC时的水密度之比,用符号γo表 示
K+ + Na+ 的毫克当量=阴离子毫克当量数的和- 除钾、钠 的毫克当量=阴离子毫克当量数的和- 除钾、
以外的阳离子的毫克当量数的和。 以外的阳离子的毫克当量数的和。
三、地层水的高压物性
1.天然气在地层水中的溶解度 天然气在地层水中的溶解度
1)定义：在地层压力和温度条件下，单位体积地面水所溶解的 定义：在地层压力和温度条件下， 定义
2.溶解油气比与压力的关系 溶解油气比与压力的关系
Rs
●当压力大于饱和压力以后，溶 当压力大于饱和压力以后， 解油气比与原始溶解油气比相等， 解油气比与原始溶解油气比相等， 其值与压力无关。 其值与压力无关。
●当地层压力降至小于饱和压力
Pb
Pi P
二、地层油的溶解油气比（solution gas-oil ratio） 地层油的溶解油气比（ ）
1.定义：某一压力、温度下的地下含气原油， 某一压力、温度下的地下含气原油，
在地面进行一次脱气， 在地面进行一次脱气，将分离出的气体标准体积 与地面脱气油体积的比值就称为该压力、 与地面脱气油体积的比值就称为该压力、温度下 的地层油溶解油气比。单位， 的地层油溶解油气比。单位，标米3/米3
2.地层油的相对密度: 2.地层油的相对密度: 地层油的相对密度 定义:地层条件下油的密度与 水的密度之比。 定义:地层条件下油的密度与4oC水的密度之比。 水的密度之比 水的密度为1g/cm 4oC水的密度为1g/cm3.
按石油行业标准,地面油相对密度定义为:20oC时 按石油行业标准,地面油相对密度定义为: 的地面油密度与4 时的水密度之比,用符号γ 的地面油密度与4oC时的水密度之比,用符号γo表 示
K+ + Na+ 的毫克当量=阴离子毫克当量数的和- 除钾、钠 的毫克当量=阴离子毫克当量数的和- 除钾、
以外的阳离子的毫克当量数的和。 以外的阳离子的毫克当量数的和。
三、地层水的高压物性
1.天然气在地层水中的溶解度 天然气在地层水中的溶解度
1)定义：在地层压力和温度条件下，单位体积地面水所溶解的 定义：在地层压力和温度条件下， 定义
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
油层物理 地层油的高压物性 课件
影响因素：
1)组成: 轻组分↗， ρ o ↘ T↗， ρ o ↘；
2)溶解气油比： Rs↗，ρ o↘；
3)温度: 4)压力: P<Pb： P↗， ρ o↘； P＝Pb： ρ o最小； P>Pb： P↗， ρ o↗。
2.地面油的相对密度
20℃时的地面油密度与4℃时水密度之比。
o o 4 w
Bo
一般地，Bo>1。
Vof Vos
Байду номын сангаас
影响因素分析：
① 组成 轻烃组分所占比例↗，Bo ↗ Rs↗, Bo↗ T↗，Bo↗
② 溶解气油比 ③ 油藏温度 ④ 油藏压力 当P<Pb时， 当P=Pb时， 当P>Pb时，
P↗, Bo↗ Bo＝ Bomax P↗, Bo↘
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
平均等温压缩系数×10-4MPa-1 24.7 30.2 36.0 38.9 Pb=19.0
五、地层油的粘度
根据牛顿内摩擦定律：
影响因素分析：
①组成 ③温度 ④压力
P<Pb： P↗， μ o↘； P＝Pb： μ o最小；
u x ＝－ xy / y
轻烃组分所占比例↗, μ o↘
②溶解气油比
Rs↗, μ o↘
第五节 地层油的高压物性
地层油： 高温，高压，溶解有大量的天然气
一、地层油的溶解气油比Rs
1.定义
①地层油在地面进行一次脱气，分离出的气体标 准体积与地面脱气油体积的比值，标m3/m3。 ②单位体积地面油在油藏条件下所溶解的气体 的标准体积，标m3/m3。
Rs
Vgs Vos
油层物理
油层物理第一章油气在储层空隙中的特点P4典型油气藏划分及其特点P12油气藏的分类P13有关烃类相态的基本概念P15露点和泡点概念P16单组分体系的P-T相图P17-22典型油气藏相态特征：低收缩原油相图P23 高收缩原油相图P24 反常凝析其相图湿气相图干气相图P25天然气在原油中的溶解度天然气在是有种的溶解及其影响因素P27 油气分离的方式P38天然气的高压物性P46SK图版法P56天然气的等温压缩系数P67天然气的体积系数P70天然气粘度的定义P72地层原油的高压物性P85地层油体积系数P87地层油两相体积系数P88地层油的密度和相对密度P90地层油密度与压力关系P91地层水矿化度和硬度的定义P113苏林分类P114天然气在地层水中的溶解度P116第二章沉积岩分为碎屑岩和碳酸盐岩P126砂岩的力度组成的定义以及粒度组成的测定方法P127粒度组成的表示方法及其评价指标P130岩石比面的定义P135岩石比面的影响因素P137储层岩石的孔隙度的定义P145储层岩石的孔隙结构的定义P142岩石孔隙度的实验室方法P152储层岩石的压缩性P157岩石压缩系数P158孔隙压缩系数油藏的综合压缩系数弹性采油量定义P159储层岩石的渗透性P161达西定律P161Klinkenberg效应气体滑动效应的定义P167气体渗透率特点P168储层流体饱和度P187岩石的胶结物及胶结物类型P200-204第三章油藏流体的界面张力P234界面的吸附P241润湿的概念P244润湿的规律P245-246储层岩石润湿性的测定方法P251-253油水在岩石孔道中的分布P254油藏岩石的毛管力P257贾敏效应P264油水相对渗透率曲线P293绝对渗透率不同时相对渗透率曲线的形式P295 过渡带内饱和度分布示意图P317第四章采收率及其影响因素P328一次采油二次采油三次采油P329驱动方式及相应的驱油能量P329-330影响采收率的因素P335提高原油采收率方法简介P342。
《油层物理学》PPT课件
PTP课件
11
学科的发展历史
20－30年代——美国前苏联注意到油藏流体特性及影响， 初步形成了流体性质的测试方法。 49年——M.麦盖特的《采油物理原理》汇总了20世纪上半 叶关于储油岩石和油、气、水流体性质的研究实践资料， 概括并提升到物理学角度予以描述和解释，指导了各种驱 动类型油气田的科学开发。 56年——苏联莫斯科石油学院卡佳霍夫出版了《油层物理 基础》，把油层物理从采油工程中独立出来，形成一个新 的学科分支。
4．吴迪祥，张继芬等，《油层物理》，石油工业 出版社，1994年4月。
5、杨胜来，魏俊之，《油层物理学》，石油工业 出版社，2004
6、沈平平，《油水在多孔介质中的运动理论与实 践》，石油工业出版社，2000
PTP课件
15
第一大部分 储层屑颗粒、胶结物 岩石空隙——孔隙、裂隙、溶孔、溶洞等
25
浊流
辫状河
曲流河 三角洲和障壁坝 浅滩
风成沙丘
A:：悬浮为主
B：悬浮和跳跃
C：跳跃和悬浮
D：跳跃、滚动和悬浮
E：跳跃、滚动和悬浮
F：跳跃 PTP课件
26
2、参数法
不均匀系 a数 d60 分选系数 S d75
d10
d25
平均 M z 值 163 5084
标准 偏 (84 差 1)6(95 5)
研究储油气层内与油气运动有关的问题，
包括：
1、影响油气储集与渗流的介质特征
2、储油气岩石介质中的流体特征
3、储油气岩石中油气的流动特征及其与
介质的相互作用
PTP课件
6
课程主要内容——渗流力学部分
1、渗流力学的基本理论、基本概念和基本规律
2、表征流体渗流过程的基本能量方程、流体势方程、达
油藏物理第一章
Co Bo ×10—4MPa—1
大庆油田 P 层
48.2
1.13
7.7
大港西区 44 井 M 层
37.3
1.09
7.3
胜利油田营 一4井
70.1
1.22
—
孤 岛 渤 26—18
27.5
1.10
7.3
井G层
任丘油田 Ps 层
7.0
1.10
10.35
玉门油田 L 层
65.8
1.16
9.6
国外油田名称
Rsi
111
四、地层原油的压缩系数
所谓原油压缩系数是指地层油体积随压力的变化的变化率。 在等温条件下原油的压缩系数：
C o V 1 f ( V P f)T V 1 f V P f V 1 f V P b b V P f
Co
1 Bo
BobBo Pb P
我国油田名称
Rsi (标) M3／m3
密度减小；当压力高于饱和压力时，天然气已全部溶解，随压力增加原油受 压缩，因而原油密度增大 。
地层油密度（g/cm3 ）
0.75 0.70
1
70 o C
0.65
84 o C
2
0
5
10
15
20
25
30 35
压力（MPa）
二. 地层原油的溶解气油比（ Rs ）
1、 Rs定义：地层油的溶解气油比Rs是指
粘度，mPa.s
10000 1000
相对密度0.9861原油
100 10
相对密度 0.8762原油
1
水
0.1
0
50
100 150 200 250
温度，℃
地层油的高压物性 油层物理课件
随温度的升高，C0增大 。
5 地层油的粘度
在油田开发过程中，地层油的粘度决定其在地层 中的渗流能力，也影响其在管道中的流动能力。
原油的粘度取决于它的化学组成、溶解气油比、 温度、压力等条件。
5.1 原油粘度与压力、温度关系
§1.4
5.2 地层油粘度的特点
§1.4
(1).T一定
p<pb，随p的增大，μo降低； p>pb，随p的增大，μo增大；
1.4 溶解气油比曲线
1.5 原始溶解气油比Rsi
§1.4
在油藏原始温度和原始压力下，地层油的溶解气油比
1.6 生产气油比Rp
累积产气量与累积产油量之比
2 地层油的密度和相对密度
2.1 地层油的密度
单位体积地层油的质量
o
mo Vo
3.1.2 体积系数－压力关系
随p的增加， Bo增大
Bo最大
§1.4
§1.4 地层油的高压物性
1 地层油的溶解气油比 1.1 定义
在油藏温度和压力下，单位体积地面原油中溶 解的气量，记作Rs
Rs＝Vg/Vos 1.2 规定
由于地层油的溶解油气比与油气分离方式有关，因 此规定以单次脱气为准
1.3 溶解气油比与溶解度
§1.4
溶解气油比表示在某一温度和压力下，地层油中 溶解气量的多少，而溶解度则表示在某一温度和压力 下，地层油中能够溶解的气量大小。
6.1.3 Lazater公式
§1.4
6.2 地层油体积系数的计算 6.2.1 Standing公式 6.2.2 Glaso 公式
6.2.3 Vazques和Beggs 公式
§1.4
6.3 溶解气油比的计算 Vazques和Beggs 公式
5 地层油的粘度
在油田开发过程中，地层油的粘度决定其在地层 中的渗流能力，也影响其在管道中的流动能力。
原油的粘度取决于它的化学组成、溶解气油比、 温度、压力等条件。
5.1 原油粘度与压力、温度关系
§1.4
5.2 地层油粘度的特点
§1.4
(1).T一定
p<pb，随p的增大，μo降低； p>pb，随p的增大，μo增大；
1.4 溶解气油比曲线
1.5 原始溶解气油比Rsi
§1.4
在油藏原始温度和原始压力下，地层油的溶解气油比
1.6 生产气油比Rp
累积产气量与累积产油量之比
2 地层油的密度和相对密度
2.1 地层油的密度
单位体积地层油的质量
o
mo Vo
3.1.2 体积系数－压力关系
随p的增加， Bo增大
Bo最大
§1.4
§1.4 地层油的高压物性
1 地层油的溶解气油比 1.1 定义
在油藏温度和压力下，单位体积地面原油中溶 解的气量，记作Rs
Rs＝Vg/Vos 1.2 规定
由于地层油的溶解油气比与油气分离方式有关，因 此规定以单次脱气为准
1.3 溶解气油比与溶解度
§1.4
溶解气油比表示在某一温度和压力下，地层油中 溶解气量的多少，而溶解度则表示在某一温度和压力 下，地层油中能够溶解的气量大小。
6.1.3 Lazater公式
§1.4
6.2 地层油体积系数的计算 6.2.1 Standing公式 6.2.2 Glaso 公式
6.2.3 Vazques和Beggs 公式
§1.4
6.3 溶解气油比的计算 Vazques和Beggs 公式
第一章__油层物理性质及渗流规律
第一章 油层物理性质及渗流规律
§1.2 储层岩石物理性质(续) 储层岩石物理性质(
三、渗透率K 渗透率K
渗透性：在压力作用下， 渗透性：在压力作用下，岩石允许流体通过的性质 渗透率： 渗透率：用以衡量流体渗过岩石能力的大小 达西定律：q=-KAdP/(μ 达西定律：q=-KAdP/(μdL) q-流体通过岩石的稳定流量，m3/s 流体通过岩石的稳定流量， A-岩石的截面积，m2 岩石的截面积， 流体粘度，Pas μ-流体粘度，Pa s dp/dL-压力梯度， dp/dL-压力梯度，Pa/m K-岩石的渗透率，μm2 岩石的渗透率，
生产测井
长江大学 地球物理与石油资源学院
第一章 油层物理性质及渗流规律
§1.1 油层流体物性 油气藏示意
第一章 油层物理性质及渗流规律
油气藏分类
1 沥青类（4<oAPI<10） 沥青类（ ） Rsi≈0, Bo ≈1, 1000000>uo>5000cP 重油（ 重油（10<oAPI<20） ） Rsi<50, 1<Bo <1.1, 5000>uo>100cP 低收缩油（ 低收缩油（20<oAPI<30）——“黑”油 ） 黑 50<Rsi<500, 1.1<Bo <1.5, 100>uo>2~3cP 高收缩油（ 高收缩油（30<oAPI<50）——挥发 ） 挥发 500<Rsi<2000, 1.5<Bo <2.5~3.5, 2~3>uo>0.25cP 凝析气（ 凝析气（50<oAPI<70） ） 2000~6000<Rsi<15000, Bo（空）, uo ≈ 0.25cP 湿气（ 湿气（oAPI>60） ） 15000<Rsi<100000, Bo（空）, uo ≈ 0.25cP 干气
第四章 储层流体的高压物性
P<Pb
Vgf Vf
地面
Vgs Vos
Rs＝Vgs／Vos Bg=Vgf／Vgs
Vof Vs
Vgf ＝（地层油在原始Pi下溶解的气量 -目前P下溶解的气量)折算到目前地层P
RsiVs
＝（Rsi－Rs）Vs×Bg
RsVs 将Vgf 带入Bt 式中有： 地层油气两相体积系数
Bt Bo
( Rsi Rs )Vs Bg Vs
Bt Bo ( Rsi Rs ) Bg
三、地层原油的体积系数
(3) Bt－P 曲线特点
Bt 在P≤Pb时才存在
P↓→Bt 快速↑ P＝Pb时，Rs= Rsi Bt 最小：Btmin＝Bob
两相体积系数最小值等于单相体积系数最大值
P=1atm，Rs=0，Bg=1，Bo=1 →Bt=Bo+Rsi=1+Rsi（最大）
查图版确定无溶解气时Cw； 查图版确定溶解气量Rw；
对Cw校正
根据溶解气量Rw查图版确定Cw 的校正系数，对Cw校正
' Cw Cw
四、地层水的粘度
μw 反映地层水流动的难易程度
① 主要受温度影响：T↑粘度↓ ② 压力对影响不大 ③ 矿化度↑，粘度略有↑ 一般取地层水的粘度 =1mPa.s(20-30℃)
B t B o ( R si R s ) B g
四、地层原油的压缩系数
1. 定义
Co：温度一定时，当压力改变单位压力时，单位体积地层原油的 体积变化率
1 Vof Co ( )T Vof P
Co－压缩系数，1／MPa Vf－地层原油体积
★Co表示每降低单位压力，单位体积原油膨胀具有的驱 油能力；定量描述了地层油的弹性能大小 ★在地层P＞Pb时，Co才有意义
油层物理第二章(new)
（据Brown等，1948）
三、双组分烃的相态特征
双组分混合物的相图 aC：泡点线； bC：露点线； ☆ 等液量线； 液相区、气相区、两相区。
C点：临界点，泡点线和露点线 的交点。
P 点：临界凝析压力点，它是两 相共存的最高压力点； T 点：临界凝析温度点，它是两 相共存的最高温度点。
M ( yi M i )
i 1
n
3.天然气的分类
矿藏分类: 气藏气、油藏气和凝析气藏气。
按井口流出物中C5或C3以上液态烃含量划分:
单组分烃的p—V图
泡点A：少量分子首次从液体中 逸出，形成小气泡的点。
露点B：仅有无限少量液体存留。
对于单组分烃，泡点和露点压力 等于在相应温度下该组分的饱和 蒸汽压。
随着温度的变化可绘出若干条等 温线；且随着温度的升高，两相 共存段减少；露点和泡点最后重 合与C点。
图2-1-6 乙烷的P-V关系图
油层物理学
成都理工大学
能源学院
第二章 储油气层中流体的 物理性质
主要内容
第一节 油层烃类的相态特征
第二节 天然气的物理性质
第三节 地层原油的物理性质 第四节 油层水的物理性质 第五节 油层流体的高压物性研究 第六节 油层烃类的相态方程
储集岩孔隙空间中储集的流体：天然气，石油，以 及地层水。 油层流体的特点：处于高温、高压条件下，石油中 常溶解有大量的烃类气体，地下的油层流体的物理
,
气+液
,
多组分烃体系的P-T图
逆行区：图中的阴影部分，逆 行指的是与正常变化相反。 , 等温逆行区：Tc＜T＜T , 等压逆行区：Pc＜P＜P 相变过程分析： 等温降压，正常相变为蒸发； , 当Tc＜T＜T 等温降压时， A气相—B少量液相—D液量增 加（D为最大值）—E液量减少， 气量增加—F气相 B—D 气—液 等温反凝析 D—B 液—气 等温反蒸发 在等压逆行区则有： 等压反凝析 等压反蒸发
三、双组分烃的相态特征
双组分混合物的相图 aC：泡点线； bC：露点线； ☆ 等液量线； 液相区、气相区、两相区。
C点：临界点，泡点线和露点线 的交点。
P 点：临界凝析压力点，它是两 相共存的最高压力点； T 点：临界凝析温度点，它是两 相共存的最高温度点。
M ( yi M i )
i 1
n
3.天然气的分类
矿藏分类: 气藏气、油藏气和凝析气藏气。
按井口流出物中C5或C3以上液态烃含量划分:
单组分烃的p—V图
泡点A：少量分子首次从液体中 逸出，形成小气泡的点。
露点B：仅有无限少量液体存留。
对于单组分烃，泡点和露点压力 等于在相应温度下该组分的饱和 蒸汽压。
随着温度的变化可绘出若干条等 温线；且随着温度的升高，两相 共存段减少；露点和泡点最后重 合与C点。
图2-1-6 乙烷的P-V关系图
油层物理学
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第二章 储油气层中流体的 物理性质
主要内容
第一节 油层烃类的相态特征
第二节 天然气的物理性质
第三节 地层原油的物理性质 第四节 油层水的物理性质 第五节 油层流体的高压物性研究 第六节 油层烃类的相态方程
储集岩孔隙空间中储集的流体：天然气，石油，以 及地层水。 油层流体的特点：处于高温、高压条件下，石油中 常溶解有大量的烃类气体，地下的油层流体的物理
,
气+液
,
多组分烃体系的P-T图
逆行区：图中的阴影部分，逆 行指的是与正常变化相反。 , 等温逆行区：Tc＜T＜T , 等压逆行区：Pc＜P＜P 相变过程分析： 等温降压，正常相变为蒸发； , 当Tc＜T＜T 等温降压时， A气相—B少量液相—D液量增 加（D为最大值）—E液量减少， 气量增加—F气相 B—D 气—液 等温反凝析 D—B 液—气 等温反蒸发 在等压逆行区则有： 等压反凝析 等压反蒸发
《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
油层物理1-6 第六节 地层原油的高压物性
单位： 1Pa · s =1000mPa·s= 1000cp
石油工程中：1泊（P）=100厘泊（cp）=106微泊(μP)
11
地层原油的粘度影响因素
石蜡族烃类粘度与分子量的关系
•原油的化学组成
粘 度 厘 泊
/
分子量
12
地层原油的粘度影响因素
溶解气油比
溶解气油比与地层油粘度关系
油层 孤岛G层渤26-18井 原始溶解油气比m3/m3 27.5 地层原油粘度 mpa.s 14.20
第六节 地层原油的高压物性
一、地层油的密度和相对密度
1.地层油的密度 地层油的密度是指单位体积地层油的质量，kg/m3。
o
1.我国和前苏联：
2.欧州国家(γo)：
• 水的API值是10
mo Vo
• 原油的相对密度（d20）：20℃时原油的密度与4℃时水的密度之比。 • 1atm、60oF（15.6oC）原油与纯水的密度之比。
Rs
Vg Vs
2
2.原油收缩系数
地层油从地下至地面脱气后，其体积必然变 小。这种现象称为地层原油的收缩，收缩的程度 用原油收缩系数（率）来表示。 收缩系数：
Vos 1 0 B0 Vof
收缩率：
V f Vos Vf
β反映了原油采至地面后体积的收缩量。
3
三、地层油的体积系数
3.溶解油气比与压力的关系
大岗M层西区44井
大庆油田P层 玉门油田L层
37.3
48.2 68.5
13.30
9.30 3.20
胜利油田营4井
70.1
1.88
13
压力
• Reservoir p：
石油工程中：1泊（P）=100厘泊（cp）=106微泊(μP)
11
地层原油的粘度影响因素
石蜡族烃类粘度与分子量的关系
•原油的化学组成
粘 度 厘 泊
/
分子量
12
地层原油的粘度影响因素
溶解气油比
溶解气油比与地层油粘度关系
油层 孤岛G层渤26-18井 原始溶解油气比m3/m3 27.5 地层原油粘度 mpa.s 14.20
第六节 地层原油的高压物性
一、地层油的密度和相对密度
1.地层油的密度 地层油的密度是指单位体积地层油的质量，kg/m3。
o
1.我国和前苏联：
2.欧州国家(γo)：
• 水的API值是10
mo Vo
• 原油的相对密度（d20）：20℃时原油的密度与4℃时水的密度之比。 • 1atm、60oF（15.6oC）原油与纯水的密度之比。
Rs
Vg Vs
2
2.原油收缩系数
地层油从地下至地面脱气后，其体积必然变 小。这种现象称为地层原油的收缩，收缩的程度 用原油收缩系数（率）来表示。 收缩系数：
Vos 1 0 B0 Vof
收缩率：
V f Vos Vf
β反映了原油采至地面后体积的收缩量。
3
三、地层油的体积系数
3.溶解油气比与压力的关系
大岗M层西区44井
大庆油田P层 玉门油田L层
37.3
48.2 68.5
13.30
9.30 3.20
胜利油田营4井
70.1
1.88
13
压力
• Reservoir p：
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§1.4 地层油的高压物性
1 地层油的溶解气油比 1.1 定义
在油藏温度和压力下，单位体积地面原油中溶 解的气量，记作Rs
Rs＝Vg/Vos 1.2 规定
由于地层油的溶解油气比与油气分离方式有关，因 此规定以单次脱气为准
当 P<Pb时，随 压力的增加，地 层油的密度降低；
当 P>Pb时，随 压力的增加，地 层油的密度增大；
p<pb，随p的增大，μo降低； p>pb，随p的增大，μo增大；
p＝pb，μo最小
(2).p一定，随T的增加，μo 降低；
(3).随胶质、沥青质含量的增加，μo增大；
6 地层原油物性的常用算法
§1.4
6.1 地层油饱和压力的计算
6.1.1 Standing公式
P b2.4[7R (g s)0.8e 3 x0.p 0(03T 77 4.0 2 o73 ]3
§1.4
6.4.1 地层温度下地面脱汽油的粘度计算
6.4.2 饱和压力和饱和压力以下地层油的粘度 计算
6.4.3 饱和压力以上地层油的粘度计算
6.5 地层油压缩系数的计算 Vazques和Beggs公式
§1.4
随Rs的增大，C0增大 ；
随温度的升高，C0增大 。
5 地层油的粘度
在油田开发过程中，地层油的粘度决定其在地层 中的渗流能力，也影响其在管道中的流动能力。
原油的粘度取决于它的化学组成、溶解气油比、 温度、压力等条件。
5.1 原油粘度与压力、温度关系
§1.4
5.2 地层油粘度的特点
§1.4
(1).T一定
地层油在地面脱气后体积收缩的百分数
Eo=[(Vf-Vs)/Vf]×100%=[(Bo-1)/Bo]×100%
4 地层油的等温压缩系数
§1.4
4.1 定义
在等温条件下，地层油体积随压力的变化率 ，记
作Co
Co
1 V
(V P)T
4.2 计算
Co
1 Bo
BobBo PPb
4.3 特点
§1.4
C0与压力区间有关 ；
当 P=Pb时，地 层油的密度最小；
2.2 地面油的相对密度
§1.4
20℃时地面油的密度与4℃时水的密度之比
注：地面油的相对密度通常称为原油相对密度
3 地层油的体积系数和收缩率
3.1 地层油的体积系数Bo 3.1.1 定义
原油在地下的体积与其在地面脱气后的体积之比
Bo=Vof/Vos
3.1.2 体积系数－压力关系
u=Bo+(Rsi-Rs)Bg
3.2.2 两相体积系数－压力关系 §1.4
两相体积系数的特点：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
§1.4
(1).双曲线型单调曲线 (2).p=pb时，u=Bob，为最小 值 (3).p=1atm时，u= Bo+ Rsi ，为最大 值 (4).只有当p<pb时才存在两相体积系数
3.3 地层油的收缩率
随p的增加， Bo增大
Bo最大
§1.4
随p的 增加， Bo减小
3.1.3 几个常见的体积系数
§1.4
Bob: 泡点压力下的体积系数
Boi： 油藏原始压力下的体积系数
3.2 两相体积系数 3.2.1 定义
当油藏压力低于泡点压力时，地层油与其释放出 的气体的总体积(两相体积)与它在地面脱气后的体积
(地面原油体积)之比
6.1.2 Glaso 公式
6.1.3 Lazater公式
§1.4
6.2 地层油体积系数的计算 6.2.1 Standing公式 6.2.2 Glaso 公式
6.2.3 Vazques和Beggs 公式
§1.4
6.3 溶解气油比的计算 Vazques和Beggs 公式
§1.4
6.4 地层油粘度的计算
1 地层油的溶解气油比 1.1 定义
在油藏温度和压力下，单位体积地面原油中溶 解的气量，记作Rs
Rs＝Vg/Vos 1.2 规定
由于地层油的溶解油气比与油气分离方式有关，因 此规定以单次脱气为准
当 P<Pb时，随 压力的增加，地 层油的密度降低；
当 P>Pb时，随 压力的增加，地 层油的密度增大；
p<pb，随p的增大，μo降低； p>pb，随p的增大，μo增大；
p＝pb，μo最小
(2).p一定，随T的增加，μo 降低；
(3).随胶质、沥青质含量的增加，μo增大；
6 地层原油物性的常用算法
§1.4
6.1 地层油饱和压力的计算
6.1.1 Standing公式
P b2.4[7R (g s)0.8e 3 x0.p 0(03T 77 4.0 2 o73 ]3
§1.4
6.4.1 地层温度下地面脱汽油的粘度计算
6.4.2 饱和压力和饱和压力以下地层油的粘度 计算
6.4.3 饱和压力以上地层油的粘度计算
6.5 地层油压缩系数的计算 Vazques和Beggs公式
§1.4
随Rs的增大，C0增大 ；
随温度的升高，C0增大 。
5 地层油的粘度
在油田开发过程中，地层油的粘度决定其在地层 中的渗流能力，也影响其在管道中的流动能力。
原油的粘度取决于它的化学组成、溶解气油比、 温度、压力等条件。
5.1 原油粘度与压力、温度关系
§1.4
5.2 地层油粘度的特点
§1.4
(1).T一定
地层油在地面脱气后体积收缩的百分数
Eo=[(Vf-Vs)/Vf]×100%=[(Bo-1)/Bo]×100%
4 地层油的等温压缩系数
§1.4
4.1 定义
在等温条件下，地层油体积随压力的变化率 ，记
作Co
Co
1 V
(V P)T
4.2 计算
Co
1 Bo
BobBo PPb
4.3 特点
§1.4
C0与压力区间有关 ；
当 P=Pb时，地 层油的密度最小；
2.2 地面油的相对密度
§1.4
20℃时地面油的密度与4℃时水的密度之比
注：地面油的相对密度通常称为原油相对密度
3 地层油的体积系数和收缩率
3.1 地层油的体积系数Bo 3.1.1 定义
原油在地下的体积与其在地面脱气后的体积之比
Bo=Vof/Vos
3.1.2 体积系数－压力关系
u=Bo+(Rsi-Rs)Bg
3.2.2 两相体积系数－压力关系 §1.4
两相体积系数的特点：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
§1.4
(1).双曲线型单调曲线 (2).p=pb时，u=Bob，为最小 值 (3).p=1atm时，u= Bo+ Rsi ，为最大 值 (4).只有当p<pb时才存在两相体积系数
3.3 地层油的收缩率
随p的增加， Bo增大
Bo最大
§1.4
随p的 增加， Bo减小
3.1.3 几个常见的体积系数
§1.4
Bob: 泡点压力下的体积系数
Boi： 油藏原始压力下的体积系数
3.2 两相体积系数 3.2.1 定义
当油藏压力低于泡点压力时，地层油与其释放出 的气体的总体积(两相体积)与它在地面脱气后的体积
(地面原油体积)之比
6.1.2 Glaso 公式
6.1.3 Lazater公式
§1.4
6.2 地层油体积系数的计算 6.2.1 Standing公式 6.2.2 Glaso 公式
6.2.3 Vazques和Beggs 公式
§1.4
6.3 溶解气油比的计算 Vazques和Beggs 公式
§1.4
6.4 地层油粘度的计算