第2章：1 储层流体的物理特性(油气藏烃类的相态特征)共32页
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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：
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
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2.1讲解
/%
25
24. 油藏的分类烃类相对 0.60～0.70 0.71～ 0.81～ >0.94
密度
0.80
0.94
油藏类型 凝析油藏
临界油藏 常规油 稠油油
藏
藏
5. 气藏的分类
天然气相对 0.60～0.70 0.71～0.80 >0.80 密度 气藏类型 干气气藏 凝析气藏 湿气气藏
二、 油气藏烃类的相态
3. 多组分体系的相图
等压反常
临界凝析压力
凝析区
泡点线
临界点
等温反 常凝析
区
临界凝析温度
露点线
4. 反常凝析现象
以等温 反常凝 析现象
为例
A—E：单一气相，无相变 E—F：压力降低，凝析液量增加(反常) F—G：压力降低，凝析液量减少(正常) G—H：单一气相，无相变
烃类体系产生反常现象的原因主要有： (1)烃类体系的组成； (2)压力温度条件。
质和沥青质含量、含硫量、馏分组成等。
★ 国际石油市场原油性质主要评价指标
含硫量、含蜡量、胶质和沥青质含量、馏 分组成等。
3. 原油的分类
分类 含硫量 标准
含胶质沥青质 含蜡量 量
原油 少硫 含硫 少 胶 多 少蜡 含蜡 高含
类型
胶质 胶
蜡
指标 <0.5 >0.5 <8 8～ >25 <1 1～ >2
1. 体系、相、组分和组成 体系－－也称系统，是由一定种类和质量的
物质所组成的整体。 相－－指体系中具有相同成分，相同物理、
化学性质的均质部分。 组分－－指体系中所有同类的分子。
组成－－指组成某物质的组分及各组分所占的 比例份数。
油层物理何更生版第二章1-2节PPT课件
第二章 储层流体的物理性质
●储层烃类系统的相态 ●油气的溶解与分离 ●天然气的高压物性 ●原油的高压物性 ●地层水的高压物性
-
1
储层烃类:
烷烃、环烷烃和
芳香烃
储
石油
层
流
天然气
一些分子结构相似
体
地层水
的碳氢化合物的混
合物和少量非碳氢
化合物的混合物
-
2
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。
/m３）
-
21
如p=9.0MPa,t=800C 条件下，1m3原油能溶 解200sm3天然气，则Rg=200/1=200s m３/m３.
2.影响Rg的因素 1）压力对Rg 的影响 引入亨利定律：温度一定，单组分气体在 液体中的溶解度和压力一般成正比.即
Ｒ = Ｐ 式中:Ｒ--溶解度， sm３/m３
烷分子量大，较难挥发，易于 溶解在油中，故乙烷Ｒg 大。
0
图3
结论：液气成分愈接近， Ｒ愈大。
甲烷
T
-
25
4）原油相对密度对Rg的影响图
图4曲线特点:在同一 P、Ｔ下，同一天然气下，轻 质油中的Ｒg大于重质油中的 Ｒg,R轻油＞Ｒ重油。 分析：图4说明，油气成分愈 接近，烃类气体在原油中的溶解度就愈大。
p---溶解时的气体压力MPa
---溶解系数， sm３/m３·MPa.
-
22
表示在一定温度下，每增加一个压力时，单位体 积液体中溶解的气量。 定律对某些单质烃气体在原油中的溶解是合适的， 如：甲烷，丙烷，而乙烷为折线。
●储层烃类系统的相态 ●油气的溶解与分离 ●天然气的高压物性 ●原油的高压物性 ●地层水的高压物性
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1
储层烃类:
烷烃、环烷烃和
芳香烃
储
石油
层
流
天然气
一些分子结构相似
体
地层水
的碳氢化合物的混
合物和少量非碳氢
化合物的混合物
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2
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。
/m３）
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21
如p=9.0MPa,t=800C 条件下，1m3原油能溶 解200sm3天然气，则Rg=200/1=200s m３/m３.
2.影响Rg的因素 1）压力对Rg 的影响 引入亨利定律：温度一定，单组分气体在 液体中的溶解度和压力一般成正比.即
Ｒ = Ｐ 式中:Ｒ--溶解度， sm３/m３
烷分子量大，较难挥发，易于 溶解在油中，故乙烷Ｒg 大。
0
图3
结论：液气成分愈接近， Ｒ愈大。
甲烷
T
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4）原油相对密度对Rg的影响图
图4曲线特点:在同一 P、Ｔ下，同一天然气下，轻 质油中的Ｒg大于重质油中的 Ｒg,R轻油＞Ｒ重油。 分析：图4说明，油气成分愈 接近，烃类气体在原油中的溶解度就愈大。
p---溶解时的气体压力MPa
---溶解系数， sm３/m３·MPa.
-
22
表示在一定温度下，每增加一个压力时，单位体 积液体中溶解的气量。 定律对某些单质烃气体在原油中的溶解是合适的， 如：甲烷，丙烷，而乙烷为折线。
油层物理第二章
© ¹ ¦ ¨ Ñ Á £ 0.1MPa£
液体
F G A
蒸汽
Â È ¨æ © Î ¶ £ ¡ £ Ò Í µ Ñ Á ¡ Î ¶ ¹ Ï Í é Ä ¹ ¦ ª Â È Ø µ ¼
(2)相图分析
a.饱和蒸汽压线是两相共存的轨迹，即泡点线和露点 线的共同轨迹，单组分体系的饱和蒸汽压线、泡点线、 露点线三线合一，即温度一定时，气相凝结为液相和 液相蒸发为气相的压力相等。
五、相图的应用
1.判断油藏的类型； 2.选择合理的开发条件； 3.预测地层油的饱和压力； 4.提出提高原油采收率的方法。
地层油的原始饱和压力Pb
1.定义
未饱和油藏：在油藏温度下，开始出现第一批气泡时的压 力；或在油藏温度下，全部天然气溶解于石油中的最小压力。 饱和油藏：指液、气分界面上的地层压力。
第二节 天然气的物理性质
什么是天然气？从不同的角度出发有不同的定义。 广义而言，天然气是指自然界中所有靠天然条件生成 的气体。如气田气、油田气、煤田气。我们所讲的天 然气是指从地下采出的，常温常压下为气态的烃类和 少量非烃类气体的混合物。
液体
F G A
蒸汽
Â È ¨æ © Î ¶ £ ¡ £ Ò Í µ Ñ Á ¡ Î ¶ ¹ Ï Í é Ä ¹ ¦ ª Â È Ø µ ¼
(1)饱和蒸汽压：在一个密闭容器内，由于液体的
蒸发和蒸汽的凝结，当同一时间内离开液体的分子 数和回到液体的分子数相等，则液体与它的蒸汽处 于平衡状态，此时，液体上面的 蒸汽所产生的压力 称为饱和蒸汽压。
2.相图种类
（1）立体相图 以P、V、T三个变量为坐标作图，即得立体相图。
（2）平面相图
固定一个参变量，改变其它两个参数，即可得到 平面相图。常用P—V图和P—T图。 （3）三角相图 适用于温度、压力一定，而组成变化的情况。
西南油层物理教材-第二章 储层流体的物理特性
第二章储层流体的物理特性储层流体是指储存于油（气）藏中的石油、天然气和地层水。
由于其处于几千米深的地下，原始状态储层流体处于高压、高温状态。
高压下原油溶解有大量的天然气，从而使处于地下的油气藏流体的物理性质与其在地面的性质有着很大的差别。
在储层流体从储层中渗流至井底、再从井底流至地面的过程中，流体的压力、温度、体积不断发生变化（温度、压力降低），并伴随着原油脱气、体积收缩、原油析蜡、气体体积膨胀等变化；这些变化对石油天然气生产均有一定的影响，研究生产过程中的物性变化是正确确定和优化生产工艺参数的必然要求。
在勘探或开发设计阶段，必须根据流体物性进行油气田科学预测，例如判断油藏类型、油藏有无气顶、气藏气体是否会在地层中凝析等，这些都需要对油气的物理化学特性及相态变化规律有深刻的认识，才能做出正确判断和设计。
油田开发过程中，必须掌握有关地下流体的动、静态物理参数，如石油和天然气的体积系数、溶解系数、压缩系数、粘度等，才能进行油藏工程研究和生产管理。
因此，了解和掌握石油、天然气和地层水的性质及其变化规律，掌握它们的高压物性参数，是科学、高效地进行油气藏开发的必然要求。
第一节油气藏流体的化学组成与性质石油与天然气从化学组成上讲为同一类物质。
现已确定石油中烃类主要是由烷烃、环烷烃和芳香烃这三种饱和烃类构成。
原油中一般未发现非饱和烃类，如烯烃、炔烃。
烷烃又称石蜡族烃，其化学通式为C n H2n+2。
烷烃由于其分子量大小不同，存在的形态也不同。
在常温常压下，C1~C4为气态，它们是构成天然气的主要成分；C5~C15是液态，它们是石油的主要成份；而C16以上的烷烃为固态，即所谓石蜡。
石油中固态烃能以溶解或结晶状态存在于石油中。
因此，石油与天然气在化学结构上说均为烃类，只是分子量不同而已。
§1 石油的化学组成1.1 石油的元素组成对于石油的化学组成的研究，首先从分析其元素组成入手。
石油中主要含碳、氢元素，也含有硫、氮、氧元素以及一些微量元素。
第2章：4-5 储层流体的物理特性(地层流体高压物性研究方法)
数量于油气分离瓶中； 地下油体积（ △Vf） ：根据放油前后高压计量泵的上油样体积的 读值计算； 分离出的气体体积Vg：量气瓶上测得 脱气后原油的体积：脱气后原油的质量（Wo）除以脱气后原油的 密度（ρo） 。
原始原油的体积系数
Boi
RSi
V f Wo / o
Vg Wo / o
5.2 测定原油的高压物性参数
1）地层原油饱和压力和压缩系数
分别读出压力值p1、 p2…
从泵的标尺刻度读的相应
逐级降低PVT筒中的压力，
压力下的油样体积V1 、 V2 …
根据对应的p和V值，可
绘出p —V关系图。
脱气试验
地层原油的压缩系数Co
1 Co Vf Vf p T 1 Vb Vf 1 ΔVf Vf p b p Vf Δp
高压物性分析流 程示意图
图 原油分析流程
地层油高压物性分析流程示意图
2）油气样品准备
取样
代表地层流体的样品。所取样品能近量保持流体 在地层中的状态（相态及组成不变）。
转样
井下取样器所取得的油气样品，在保持取样时的 地层压力、温度状况下转移至PVT筒中的过程。 转入PVT筒内的油气样体积Vf 可通过泵上的标尺 刻度读得。
原始的溶解气油比
3.地层油粘度的测定
落球式高压粘度计
钢球在原油中的下落时间与粘度有关系。
μ= k（ρb-ρo）t
k：粘度计常数，与粘度计管径、倾斜角及球的直径有关， 可用已知粘度的油测出。 μo——原油的绝对粘度，mPa· s； t——钢球下落的时间，s； ρb——钢球密度，g/cm3； ρo——原油密度，g/cm3；
离子化合物顺序简图
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
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
油层物理—储油气层中流体的物理性质
图2-19至2-21分别给出的是甲烷、 乙烷和正丁烷的压缩因子与压力、温度 关系图版。
三、天然气压缩因子的确定
单组分纯烃气体，一定压力、温度下的Z 值可直接查自图2-19，2-20和2-21等图版。
1.对应状态原理
对比压力，对比温度的定义：
• 对比压力：
p pr = pc
• 对比温度：
T Tr = Tc
➢ （4）混合物中哪一组分的含量占优势，泡点与露点 的包络线就靠近哪一组分的蒸汽压线；
➢ （5）两组分的分配比例越接近，泡点线与露点线包 络的面积就越大；两组分中只要有一个组分占绝对优 势，泡点线与露点线包络的面积就变得越狭窄，亦即 两向区变小。
➢ 图2-1-9列举了一些烷烃的蒸汽压力曲线与这 些烃中任意两者的混合物的临界点轨迹。
原始油气比(标准立方米/立方米)
低收缩原油
>0.802
<178
高收缩原油
0.802-0.739
178-1425
逆行凝析气
0.780-0.739
1425-12467
湿气 干气
>0.739
10686-17810 >18000
第二节 天然气的物理性质
• 一、天然气的组成和分类 • 二、天然气的状态方程 • 三、天然气压缩因子的确定
图2-1-11 多组分烃体系的P-T图 （据Amyx, 1960）
aC为泡点线，它是两相区和液相区的分界线； bC为露点线，它是两相区和气相区的分界线；图中 虚线为液体体积百分含量线，称为等密线。aC线以 上为液相区，bC线右下侧为气相区，aCb包络线以 内则是液气两相共存区。图中的阴影部分为逆行区， 逆行的简单含义就是与正常变化相反。等温降压 （或升压）过程出现的逆行现象总是出现在临界温 度和临界凝析温度之间，所以CBT/DC阴影区通常称 为等温逆行区。若是压力介于临界压力和临界凝析 压力之间的等压变化过程经过阴影区，也将发生逆 行现象，所以CGP/HC阴影区通常称为等压逆行区。
三、天然气压缩因子的确定
单组分纯烃气体，一定压力、温度下的Z 值可直接查自图2-19，2-20和2-21等图版。
1.对应状态原理
对比压力，对比温度的定义：
• 对比压力：
p pr = pc
• 对比温度：
T Tr = Tc
➢ （4）混合物中哪一组分的含量占优势，泡点与露点 的包络线就靠近哪一组分的蒸汽压线；
➢ （5）两组分的分配比例越接近，泡点线与露点线包 络的面积就越大；两组分中只要有一个组分占绝对优 势，泡点线与露点线包络的面积就变得越狭窄，亦即 两向区变小。
➢ 图2-1-9列举了一些烷烃的蒸汽压力曲线与这 些烃中任意两者的混合物的临界点轨迹。
原始油气比(标准立方米/立方米)
低收缩原油
>0.802
<178
高收缩原油
0.802-0.739
178-1425
逆行凝析气
0.780-0.739
1425-12467
湿气 干气
>0.739
10686-17810 >18000
第二节 天然气的物理性质
• 一、天然气的组成和分类 • 二、天然气的状态方程 • 三、天然气压缩因子的确定
图2-1-11 多组分烃体系的P-T图 （据Amyx, 1960）
aC为泡点线，它是两相区和液相区的分界线； bC为露点线，它是两相区和气相区的分界线；图中 虚线为液体体积百分含量线，称为等密线。aC线以 上为液相区，bC线右下侧为气相区，aCb包络线以 内则是液气两相共存区。图中的阴影部分为逆行区， 逆行的简单含义就是与正常变化相反。等温降压 （或升压）过程出现的逆行现象总是出现在临界温 度和临界凝析温度之间，所以CBT/DC阴影区通常称 为等温逆行区。若是压力介于临界压力和临界凝析 压力之间的等压变化过程经过阴影区，也将发生逆 行现象，所以CGP/HC阴影区通常称为等压逆行区。
储层流体的物理性质34页PPT
储层流体的物理性质
6、露凝源自无游氛，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
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
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
谢谢！
6、露凝源自无游氛，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
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
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
谢谢！
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线越靠近
形态越细长, 两相区越小
组分性质相差越大 （如分子大小）
两相区越大
临界点位置越 高
４.多组分烃类系统的相图
实际地下油气藏是复杂的多组分烃类体系。
拟组分：为了便于研究，
常把几种化学成分合并为 一种拟组分。例如C2-6视为 轻烃组分（或中间组分） ， C7+视为液烃组分。
泡点线（饱和压力线）；
湿气相态图
干气相态图
湿气：井口流出物中，在标准状态下C5以上重烃液体含量超过 13.5cm3/m3。
3）凝析气藏相图
反凝析气的相态图
C点位于临界凝析压 力点的左下侧，更加靠 近临界凝析压力点。
环形区较窄；等液量 线较密集。
气藏地层温度（A点） 介于临界温度与临界凝 析温度之间。从B点到 D点随着气藏压力降低， 液态烃析出达到最大 （反凝析过程）。
4）轻质油藏（高收缩油藏）相图
就油气藏烃类 而言，一般是 烷烃、环烷烃 和芳香烃。
各相态的化学组成（常温、常压）
相态
化学组成 主要成分
气态 液态 固态
烷烃C1～C4 烷烃C5～C16 烷烃C16以上
天然气 石油 石腊
实际上，石油、天然气、石蜡的化学组成，要找出明确 的界线很困难。
2）油气藏烃类体系相态的控制因素
内因：烃类体系的化学组成 外因：烃类体系所处的温度、压力环境
3）相图
相（phase）：某一体系中的均质部分。一个相中可以 含有多种组分。（如：地层油和气为不同的两相）
相态方程：对于一个组成固定的体系，压力、温度和 比容（P.T.V）都是该体系相状态的函数。特定体系的 状态方程为 F（P.V.T）=0
相图：将状态方程以图示法表示就是相图。
3）相图
立体相图 平面相图
/MPa
P-V相图:戊烷－正庚烷(占52%)
3 2 1
某一温度下，较缓段 为汽相区，较陡段为液 相区，二者之间为两相 共同区。 在P—V图中，两相共 存区为 一条斜线。 Pa ≠ Pb某一温度下的露 点压力不等于泡点压力 。
双（多）组分烃类体系 P—T相图及测定原理
相图应用：根据Ｐ，Ｔ判 断双组分烃类所处的相态
第二章 储层流体的物理特性
第二章 储层流体的物理特性
第二章 储层流体的物理特性
第二章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 第二节 天然气的高压物性 第三节 地层水的高压物性 第四节 地层原油的高压物性 第五节 地层流体高压物性研究方法
第一节 油气藏烃类的相态特征
第一节 油气藏烃类的相态特征
P-V图 P-T图 石油工业中，常 将P-T图简称为 相图。
2. 单组分烃类体系的相图
泡点压力 在温度一定的情况下，开始从液相中分离出第一批气泡的压力；或 在压力一定的情况下，开始从液相中分离出第一批气泡的温度
露点压力 温度一定时，开始从气相中凝结出第一批液滴的压力。
单组分：P泡=P露
2. 单组分烃类体系的相图
压力高于临界压力，地层 温度介于临界温度与临界 凝析温度之间。B点称为 上露点，E点称为下露点。
F—气藏。
５. 典型油气藏相图
不同油气藏，其相图不同： 相图的宽窄、大小、区内 等液量线的分布间隔； 包络线上临界点的位置。
1）干气气藏相图
干气气藏：甲烷含量占70%~98%并无液相烃析出的气
藏，重质含量极少。
D E F
从D到E，随压力降低，体 系中液量含量由40% 降低 到0% 。正常现象
CDCTBC即为反凝析区，反凝析现象只发生在靠近临界 点附近区域的特定温度、压力条件下。
相图的应用：判断油气藏类型
J—纯油藏，未饱和油藏
I—饱和油藏，可能有气顶
L—含气油藏/带气顶的油
藏/过饱和油藏
A—凝析气藏，原始地层
aCpC，液相区和两相区的 分界线。
露点线；CCTb，气相区和
两相区的分界线。
临界点： C点，泡点线和
露点线的汇合点。
等温逆行区（等温反凝析区）
逆行就是逆道而行，与正常相反。
两个逆行区： CBCTDC为 等温逆行区， CGCpHC为 等压逆行区。
？
A B D 从B到D，随压力降低，体 系中液量含量由0%增加 到40%。反常现象（逆行 现象）
干气相态图
C点在临界凝析压力点最 左下侧。
两相区环形区面积最窄； 等液量线密集地分布于泡、 露点线之间且很密集地靠 线外侧。
干气：井口流出物中，在标准状态下C5以上重烃液体 含量低于13.5cm3/m3。
2）湿气气藏相图
C点在临界凝析压力点的左下侧(与干气气藏相比，向临界凝析压力点靠近)。 环形区面积较窄， 等液量线较密集地靠近泡点线。 在分离器条件下，体系处于两相区内。在分离器内，会有液态烃析出。
2.单组分烃类体系的相图
单组分烃相图特征：
6
Pa=Pb(某一温度下)，在P—V
图中，两相共存区为一水平线
段。
5
/MPa
Pa、Pb是任意温度下的露点、 泡点压力
临界点C为两相共存的最高温
4
度压力点。
饱和蒸汽压曲线为一条单调 的曲线 段。
3
相图应用：根据Ｐ，Ｔ
判断单组分烃所处的相态
３. 双组分烃类体系的相图
一点、一线、两区（三区）
❖乙烷的饱和蒸汽压线 曲线上的各点即为不同温度下乙 烷的饱和蒸汽压。它表示气、液 两相共存的温度和压力条件；
气、液两相能够共存的区域只 是一条线（饱和蒸汽压线）；
临界点：饱和蒸汽压线的终点 （C），它所对应的温度为临界 温度（Tc），它所对应的压力为 临界压力（pc）。
临界点是两相能够共存的最高 温度点和最高压力点。
P—T相图:乙烷—正
庚烷具不同含量
临界点：混合物的临界压力都高于各组 分的临界压力，混合物的临界温度则居于 各组分的临界温度之间。 两相区：所有混合物的两相区都位于两 纯组分的蒸汽压线之间。
３. 双组分烃类体系的相图
组分 比例
包络线 位置
包络线形态
大致 相同
正中间 两相区最大
相差 越大
与含量高的组 分的饱和蒸汽
第一节 油气藏烃类的相态特征
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 2.单组分烃类体系的相图 3.双组分烃类体系的相图 4.多组分烃类系统的相图 5.典型油气藏相图
1. 油气藏烃类的化学组成和分类
1）油气藏烃类体系的相态及化学组成
石油和天然气 是多种烃类和 非烃类所组成 的混合物。
形态越细长, 两相区越小
组分性质相差越大 （如分子大小）
两相区越大
临界点位置越 高
４.多组分烃类系统的相图
实际地下油气藏是复杂的多组分烃类体系。
拟组分：为了便于研究，
常把几种化学成分合并为 一种拟组分。例如C2-6视为 轻烃组分（或中间组分） ， C7+视为液烃组分。
泡点线（饱和压力线）；
湿气相态图
干气相态图
湿气：井口流出物中，在标准状态下C5以上重烃液体含量超过 13.5cm3/m3。
3）凝析气藏相图
反凝析气的相态图
C点位于临界凝析压 力点的左下侧，更加靠 近临界凝析压力点。
环形区较窄；等液量 线较密集。
气藏地层温度（A点） 介于临界温度与临界凝 析温度之间。从B点到 D点随着气藏压力降低， 液态烃析出达到最大 （反凝析过程）。
4）轻质油藏（高收缩油藏）相图
就油气藏烃类 而言，一般是 烷烃、环烷烃 和芳香烃。
各相态的化学组成（常温、常压）
相态
化学组成 主要成分
气态 液态 固态
烷烃C1～C4 烷烃C5～C16 烷烃C16以上
天然气 石油 石腊
实际上，石油、天然气、石蜡的化学组成，要找出明确 的界线很困难。
2）油气藏烃类体系相态的控制因素
内因：烃类体系的化学组成 外因：烃类体系所处的温度、压力环境
3）相图
相（phase）：某一体系中的均质部分。一个相中可以 含有多种组分。（如：地层油和气为不同的两相）
相态方程：对于一个组成固定的体系，压力、温度和 比容（P.T.V）都是该体系相状态的函数。特定体系的 状态方程为 F（P.V.T）=0
相图：将状态方程以图示法表示就是相图。
3）相图
立体相图 平面相图
/MPa
P-V相图:戊烷－正庚烷(占52%)
3 2 1
某一温度下，较缓段 为汽相区，较陡段为液 相区，二者之间为两相 共同区。 在P—V图中，两相共 存区为 一条斜线。 Pa ≠ Pb某一温度下的露 点压力不等于泡点压力 。
双（多）组分烃类体系 P—T相图及测定原理
相图应用：根据Ｐ，Ｔ判 断双组分烃类所处的相态
第二章 储层流体的物理特性
第二章 储层流体的物理特性
第二章 储层流体的物理特性
第二章 储层流体的物理特性
第一节 油气藏烃类的相态特征 第二节 天然气的高压物性 第三节 地层水的高压物性 第四节 地层原油的高压物性 第五节 地层流体高压物性研究方法
第一节 油气藏烃类的相态特征
第一节 油气藏烃类的相态特征
P-V图 P-T图 石油工业中，常 将P-T图简称为 相图。
2. 单组分烃类体系的相图
泡点压力 在温度一定的情况下，开始从液相中分离出第一批气泡的压力；或 在压力一定的情况下，开始从液相中分离出第一批气泡的温度
露点压力 温度一定时，开始从气相中凝结出第一批液滴的压力。
单组分：P泡=P露
2. 单组分烃类体系的相图
压力高于临界压力，地层 温度介于临界温度与临界 凝析温度之间。B点称为 上露点，E点称为下露点。
F—气藏。
５. 典型油气藏相图
不同油气藏，其相图不同： 相图的宽窄、大小、区内 等液量线的分布间隔； 包络线上临界点的位置。
1）干气气藏相图
干气气藏：甲烷含量占70%~98%并无液相烃析出的气
藏，重质含量极少。
D E F
从D到E，随压力降低，体 系中液量含量由40% 降低 到0% 。正常现象
CDCTBC即为反凝析区，反凝析现象只发生在靠近临界 点附近区域的特定温度、压力条件下。
相图的应用：判断油气藏类型
J—纯油藏，未饱和油藏
I—饱和油藏，可能有气顶
L—含气油藏/带气顶的油
藏/过饱和油藏
A—凝析气藏，原始地层
aCpC，液相区和两相区的 分界线。
露点线；CCTb，气相区和
两相区的分界线。
临界点： C点，泡点线和
露点线的汇合点。
等温逆行区（等温反凝析区）
逆行就是逆道而行，与正常相反。
两个逆行区： CBCTDC为 等温逆行区， CGCpHC为 等压逆行区。
？
A B D 从B到D，随压力降低，体 系中液量含量由0%增加 到40%。反常现象（逆行 现象）
干气相态图
C点在临界凝析压力点最 左下侧。
两相区环形区面积最窄； 等液量线密集地分布于泡、 露点线之间且很密集地靠 线外侧。
干气：井口流出物中，在标准状态下C5以上重烃液体 含量低于13.5cm3/m3。
2）湿气气藏相图
C点在临界凝析压力点的左下侧(与干气气藏相比，向临界凝析压力点靠近)。 环形区面积较窄， 等液量线较密集地靠近泡点线。 在分离器条件下，体系处于两相区内。在分离器内，会有液态烃析出。
2.单组分烃类体系的相图
单组分烃相图特征：
6
Pa=Pb(某一温度下)，在P—V
图中，两相共存区为一水平线
段。
5
/MPa
Pa、Pb是任意温度下的露点、 泡点压力
临界点C为两相共存的最高温
4
度压力点。
饱和蒸汽压曲线为一条单调 的曲线 段。
3
相图应用：根据Ｐ，Ｔ
判断单组分烃所处的相态
３. 双组分烃类体系的相图
一点、一线、两区（三区）
❖乙烷的饱和蒸汽压线 曲线上的各点即为不同温度下乙 烷的饱和蒸汽压。它表示气、液 两相共存的温度和压力条件；
气、液两相能够共存的区域只 是一条线（饱和蒸汽压线）；
临界点：饱和蒸汽压线的终点 （C），它所对应的温度为临界 温度（Tc），它所对应的压力为 临界压力（pc）。
临界点是两相能够共存的最高 温度点和最高压力点。
P—T相图:乙烷—正
庚烷具不同含量
临界点：混合物的临界压力都高于各组 分的临界压力，混合物的临界温度则居于 各组分的临界温度之间。 两相区：所有混合物的两相区都位于两 纯组分的蒸汽压线之间。
３. 双组分烃类体系的相图
组分 比例
包络线 位置
包络线形态
大致 相同
正中间 两相区最大
相差 越大
与含量高的组 分的饱和蒸汽
第一节 油气藏烃类的相态特征
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 2.单组分烃类体系的相图 3.双组分烃类体系的相图 4.多组分烃类系统的相图 5.典型油气藏相图
1. 油气藏烃类的化学组成和分类
1）油气藏烃类体系的相态及化学组成
石油和天然气 是多种烃类和 非烃类所组成 的混合物。