第二节 油气体系中的分离与溶解

泡点(bubble point) 开始从液相分离出第一个气泡的气液共存态。 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。
露点(dew point) 开始从气相中凝结出第一滴液滴的气液共存态。 露点压力(dew point pressure) 在温度一定的情况下，开始从气相中凝结出第一滴 液滴的压力。
Rs p
适用范围：单组分气体、稀溶液
(1)天然气是多组分混合气体； (2)石油也非稀溶液； 因此，天然气在石油中的溶解不符合亨利定律。
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(1)压力的影响
温度一定时，在低压下， 溶解系数较大的重烃组分 和易溶的非烃组分溶解到 石油中，因而曲线陡峭； 随压力的增加，重烃组分 基本溶解完毕，只有溶解 系数小的轻烃组分继续溶 解到石油中，因而曲线变 为直线； 当压力达到泡点压力时， 天然气全部溶解到石油中， 曲线变为水平线。
Rs p

T
dRs dp
(m 3 /(m 3 MPa )
T
α与单组分气体性质有关； 气体分子量↑→α↑→Rs↑ ★α反映某种液体溶解某种气体的能力。
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2、影响Rs大小的因素：（p、T、分离工艺和组成） (1)p的影响 外因 内因 ①亨利定律 Henry’s law：在温度一定时，某一单组分 气体在液体中的溶解度与压力成正比。
脱出气量比一次脱气少，油量比一次脱气多， 测出的气油比小，气体比重小。 气油比GOR＝Vg／Vo 式中Vo为最后一次脱气后的油体积（标）
Vg=∑Vgi（标）
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一、天然气ຫໍສະໝຸດ Baidu原油中的分离
4、闪蒸分离和级次脱气对比 脱出气 气量 多 少 密度 大（湿） 小（干） 脱出油 油量 少 多 密度 大 小
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一、天然气从原油中的分离
2、微分分离/脱气 (differential separation/liberation) 微分分离：等温降压过程中，不断使分出的天然气从体系 中排出，保持体系始终处于泡点状态的分离方式。
特点： 气油分离在瞬间完成 气油两相接触极短； 组成不断变化。
第二节 油气体系中的分离与溶解
一、天然气从原油中的分离 1. 接触分离(flash vaporization) 使油藏烃类体系从油藏压力和温度状态瞬时变 到某一特定压力和温度状态，实现油气分离， 并迅速达到相平衡的过程。 接触分离，又称一次脱气，或闪蒸分离。
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1. 接触分离示意图
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临界点(critical point) 在临界状态下，共存的气、液相所有内涵性质相等。
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1. 接触分离
特点： 一次性连续降压，一次性脱气； 体系总组成不变，油气两相始 终保持接触。 结果： 脱出气量多，油量少，测出的 气油比(GOR＝Vg／Vo)高，气 体比重大（含C2-C5多） 脱气的p-V 关系为两相交的直 线段，交点为气液开始分离的 初始点，即体系的泡点(p 泡) 体系饱和压力pb＝p 泡 (实验测体系pb 的依据)
Rs
Vg标 Vos
(m 3 /m 3 )
★溶解度反映某种液体溶解了多少某种气体。
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二、天然气向原油中溶解
(2)溶解系数α（solubility coefficient） α：温度一定时，每增加单位压力时，单位
体积液体中溶解气量的增加值。
m3/(m3.Mpa)

Vg标 Vos p T

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(2) 温度的影响
当压力一定时，随温度的增加，溶解度降低
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(3)体系组成(composition)的影响
①气组成的影响
天然气密度↑→溶解度↑ -干气Rs＜湿气Rs
-单组分气体溶解度大小为：
C3>C2>CO2>C1>N2
②原油组成的影响
原油密度越大天然气溶解度越小
-重油中的Rs＜轻油中的Rs
天然气在原油中的溶解规律：★
油越轻，气越重，天然气的Rs 越大； 体系温度越低，天然气的Rs 越大； 体系压力越高，天然气的Rs 越大。
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二、天然气向原油中溶解
（4）脱气方式（分离工艺） 一次脱气 脱气曲线与溶解曲线重合为曲线
①
（系统的总组成不变） 多级脱气
溶解曲线②、脱气曲线③
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一、天然气从原油中的分离
3、级次/多级脱气 (multistage separation)
级次脱气：在脱气过程中，分几次降低压力， 直至降到最后的指定压力为止。而每次降低 压力时分离出来的气体都及时地从油气体系 中放出。
特点：
分次降压，分次脱气； 每次脱气类似于一次独立的闪蒸分离； 脱气过程中体系组成要发生变化。 结果：
方法 闪蒸分离 级次脱气
方式 一次 多次
体系组成 不变 变化
汽油比 大 小
结论： 级次脱气比闪蒸分离得到的气更干，气量更少； 级次脱气比闪蒸分离得到的油更轻，油量更多。
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二、天然气向原油中溶解
1、溶解度(solubility)和溶解系数(solubility coefficient)
(1)溶解度Rs Solubility：一定p、T下，单位地面体积的某种原油能够溶解的 气量在标态下的体积。
曲线②和③为什么不重合?
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