油气烃类相态
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第二讲 烃类流体相态(相态特征和数学模型)
yiV xi L zi
yi yiV (1 V ) zi Ki
对此方程进行整理
气相组成方程：
zi ki yi 1 k i 1 V
气相物料方程：
（3-11）
y
i 1
n
i
i 1
n
zi ki 1 1 ki 1 V
（3-12）
2、液相物料方程
液相组成方程： x
温度T
多组分体系P-T相图 特点：蒸汽压 曲线分别为两 条曲线，泡点 线 AC 和 露 点 线 BC ， 在 泡 点 线 和露点线之间 的区域形成气、 液两相共存状 态。
Pm
C
液
气
气液两相区
Tm
A
B
温度T
Ⅰ. 单组分体系的临界点表示体系气液两相共存的最高点 ；而对于烃类多组分体系，临界点在相图形态上则表现为 泡点线和露点线的交点。 临界凝析温度（Tm）代替了单组分体系的临界温度而 成了两相共存的最高温度 临界凝析压力（Pm）代替了单组分体系的临界压力而
yi Ki xi
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
f il il p f il 1 xi xi Ki Ki f ig 1 yi yi
Ki
ig p
f ig
（3-18）
逸度、逸度系数的确定 气相逸度：
p RT RT ln( ) dVg RT ln Z g Vg Z yi P ig Vg ,T , Zig Vg fig
两相区 D
F
Pc: 临界温度下气体 液化 所需的最小压 力。 特点：等温相变发生 在恒定压力状态
T<Tc
体积V
多组分体系P-V关系
油层物理第二章
一、油藏烃类的化学组成和分类
1.组成
油藏烃类包括石油、天然气和石蜡。石油和天然 气的化学组成主要是复杂的碳氢化合物的混合物，主 要是烷烃、环烷烃、芳香烃及烃类与氧、硫、氮的化 合物。 在常温、常压下，CH4～C4H10的烷烃为气态，它 们是构成天然气的主要成分；C5～C16的烷烃为液态， 它们是构成石油的主要成分；C16以上的烷烃为固态， 它们是石蜡的主要组成部分。
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。
1.单组分体系的相态特征
以C2H6为例介绍单组分的相态特征。
C
© ¨0.1MPa£ ¦ £ ¹ Á Ñ
（2）两组分相图的特点（任何两组分烃体系）
①临界点： a.②两相区： 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
b.随着混合物中较重组分比例的增加，临界点向右迁移（即向 度介于两纯组分的临界温度之间。 c. 混合物中哪一组分的含量占优势，泡点线或露点线就靠近 d. 两组分性质差别越大，则两相区面积越大。 两组分的分配比例愈接近，两相区的面积愈大；两组分中 重组分饱和蒸汽压方向偏移）。 a.b. 所有混合物的两相区都位于两纯分的饱和蒸汽压线之间； 哪一组分的饱和蒸汽压线； 只要有一个组分占绝对优势，相图的面积就变得狭窄； CP C C2 CT
第一节 油气藏烃类的相态特征
石油和天然气是多种烃类和非烃类所组成的混 合物。在实际油田开发过程中，常常可以发现：在 同一油气藏构造的不同部位或不同油气藏构造上同 一高度打井时，有的只产纯气，有的则油气同产。 在油气藏条件下，有的烃是气相，而成为纯气藏； 有的是单一液相的纯油藏；有的是油气两相共存， 以带气顶的油藏形式出现。在原油从地下到地面的 采出过程中，还伴随有气体从原油中分离和溶解的 相态转化等现象。
油气的相态
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。
油藏烃类一般有气、液、固三种相态
相态：物质在一定条件（温度和压力）下所处的
状态。
相图
油藏烃类的相态通常用P－T图研究。
◆ ◆ ◆ ◆
三线 四区 五点
各类 油气藏 的开发 特点
多组分烃类系统相图
三线
泡点线 露点线 等液相线
液相区 气相区
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
AC线以上 BC线右下方 油藏 气藏
四区
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
Hale Waihona Puke 泡点油气藏 凝析气藏AC线上的点，也称饱和压力点
五点
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
各类油气藏的开发特点
1点－油藏 压力下降 液态 2点－饱和油藏 3点－气藏 4点－凝析气藏 气态 压力下降 气液两相 压力下降 气态
压力下降 泡点线(饱和压力) 液态 气态 压力下降 压力稍微下降 气液两相 气态 气液两相
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。
油藏烃类一般有气、液、固三种相态
相态：物质在一定条件（温度和压力）下所处的
状态。
相图
油藏烃类的相态通常用P－T图研究。
◆ ◆ ◆ ◆
三线 四区 五点
各类 油气藏 的开发 特点
多组分烃类系统相图
三线
泡点线 露点线 等液相线
液相区 气相区
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
AC线以上 BC线右下方 油藏 气藏
四区
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
Hale Waihona Puke 泡点油气藏 凝析气藏AC线上的点，也称饱和压力点
五点
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
各类油气藏的开发特点
1点－油藏 压力下降 液态 2点－饱和油藏 3点－气藏 4点－凝析气藏 气态 压力下降 气液两相 压力下降 气态
压力下降 泡点线(饱和压力) 液态 气态 压力下降 压力稍微下降 气液两相 气态 气液两相
油层物理1-3 第三节 油气藏烃类的相态
气相区(vapor or gas)
14
1、单组分体系的相态特征
(2)相态特征
＜静态特征＞
临界点C ： 两相共存的最高T、p； P>Pc时，随T升高将不会出 现液向气转化； T>Tc时，随P升高将不会出 现气向液转化； 气、液相无分界面；
气、液性质差别消失。
15
1、单组分体系的相态特征
第三节 油气藏烃类的相态
石油和天然气是多种烃类和非烃类所组成的混合 物。在实际油田开发过程中，常常可以发现：在 同一油气藏构造的不同部位或不同油气藏构造上 同一高度打井时，有的只产纯气，有的则油气同 产。在油气藏条件下，有的烃是气相，而成为纯 气藏；有的是单一液相的纯油藏；有的是油气两 相共存，以带气顶的油藏形式出现。在原油从地 下到地面的采出过程中，还伴随有气体从原油中 分离和溶解的相态转化等现象。
体系中构成某物质各组分所占的比例。 油
C3、C7、C20 10%、20%、70%
定量表示体系或某一相中的组分构成
情况。 相平衡(phase equilibrium)
p、T一定时，多相体系中任一组分的A相
分子进入B相的速度与B相分子进入A相 的速度相等时的状态。
5
一、油藏烃类的相态表示方法
饱和蒸汽压(vapor pressure) 在一个密闭抽空的容器里，部分 p 蒸汽 充有液体，容器温度保持一定， 处于气液相平衡时气相所产生的 液 体
三区：液相区、气相区
气液两相区
19
三、单、双、多组分体系相态特征
(2)相态特征 ＜静态特征＞ 点的特征 dew-point bubble-point curve
临界点C
露、泡点线、等液量线交点； 非两相共存的最高T、p点。 临界凝析压力点Cp：两相共存最高压力点； 临界凝析温度点CT：两相共存最高温度点。
14
1、单组分体系的相态特征
(2)相态特征
＜静态特征＞
临界点C ： 两相共存的最高T、p； P>Pc时，随T升高将不会出 现液向气转化； T>Tc时，随P升高将不会出 现气向液转化； 气、液相无分界面；
气、液性质差别消失。
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1、单组分体系的相态特征
第三节 油气藏烃类的相态
石油和天然气是多种烃类和非烃类所组成的混合 物。在实际油田开发过程中，常常可以发现：在 同一油气藏构造的不同部位或不同油气藏构造上 同一高度打井时，有的只产纯气，有的则油气同 产。在油气藏条件下，有的烃是气相，而成为纯 气藏；有的是单一液相的纯油藏；有的是油气两 相共存，以带气顶的油藏形式出现。在原油从地 下到地面的采出过程中，还伴随有气体从原油中 分离和溶解的相态转化等现象。
体系中构成某物质各组分所占的比例。 油
C3、C7、C20 10%、20%、70%
定量表示体系或某一相中的组分构成
情况。 相平衡(phase equilibrium)
p、T一定时，多相体系中任一组分的A相
分子进入B相的速度与B相分子进入A相 的速度相等时的状态。
5
一、油藏烃类的相态表示方法
饱和蒸汽压(vapor pressure) 在一个密闭抽空的容器里，部分 p 蒸汽 充有液体，容器温度保持一定， 处于气液相平衡时气相所产生的 液 体
三区：液相区、气相区
气液两相区
19
三、单、双、多组分体系相态特征
(2)相态特征 ＜静态特征＞ 点的特征 dew-point bubble-point curve
临界点C
露、泡点线、等液量线交点； 非两相共存的最高T、p点。 临界凝析压力点Cp：两相共存最高压力点； 临界凝析温度点CT：两相共存最高温度点。
第03章-油气烃类的相态和气液平衡
油层物理学Petrophysics第三章油气藏烃类的相态和气液平衡第三章油气藏烃类的相态和气液平衡优点：详细直观缺点：绘制和应用不方便p-V 相图单组分体系的等温相变发生在恒定压力状态；油气烃类多组分体系的等温相变则伴随着压力的改变。
凝析过程（D—>B ）压力增加，而蒸发过程（减小。
气一、相态及其表示法p-T 相图✓p—T 压曲线构成✓体系的泡点线和露点线相重合✓在一定温度条件下（T ≤Tc 转变是在等压下完成的。
-100-50050100150温度，C液相区蒸汽区。
A超临界区（气相区）C TcPc 。
B ED 。
F 。
乙烷的p -T 相图一、相态及其表示法位置 组分1 % 组分2 % 组分3 % M 点 M 点 M 点0 70 20100 0 500 30 30露点线临界点露点1、单组分体系开始从液相中分离出第一批气泡时的压力、温度开始从气相中凝结出第一批液滴时的压力、温度泡点露点临界点气液两相共存的最高压力、最高温度点三点液相中分离出气泡时压力、温度点组成的线气相中凝结出液珠时压力、温度点组成的线泡点线露点线饱和蒸汽压线气液两相共存的压力、温度点组成的线一线液相区气液两相区气相区AC 线以上AC 线右下方AC 线上的点三区一、相态及其表示法一、相态及其表示法2、双组分体系的相态特征临界凝析压力点泡点线地下油气藏是复杂的多组分烃类体系，在压力、温度一定时，它的相态特征取决于系统的组成和每一组分的性质。
因此，对不同油气藏不同烃类体系，其相图也各不相同。
已知油气藏温度及压力时，就可用相图临界点与油气藏原始条件点的相对位置关系来判断油气藏类型。
三、油气藏(多组分体系)的相态特征未饱和油藏饱和油藏凝析气藏过饱和油藏反常凝析区等液量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，线上的液相含量相等泡点线露点线等液量线CDTBC线包围的阴影部分aC线以上bC线右下方aCb线包围的区域液相区反常凝析区气液两相区气相区bC线上的点C点，泡点线与露点线的交点P点，两相共存的最高压力点T点，两相共存的最高温度点泡点露点临界点临界凝析压力点临界凝析温度点第二露点气体在等温降压过程中出现的露点当油藏压力降低至泡点压力之后，有大量气体从油中分离出来；分离器条件，气油比小于1800m 3/m 3，原油相对密度小于0.78，产出的油呈深色； 等液量线较稀疏。
油气微运移的烃类相态
油气微运移的烃类相态
辛忠斌;张交东;丁丽荣;雷敏
【期刊名称】《石油地质与工程》
【年(卷),期】2002(016)004
【摘要】微运移机制是目前油气化探等非地震直接找油的理论基础,只有研究清楚油气微运移的相态,才可能进一步研究微运移的机制;含油气水相是油气发生微运移最普遍和优先起作用的相态;在特定的地质条件下,不排除油气以其它相态发生渗漏的可能.
【总页数】3页(P8-10)
【作者】辛忠斌;张交东;丁丽荣;雷敏
【作者单位】胜利油田勘探项目管理部,山东东营,257001;中国科技大学;胜利油田地质科学研究院;胜利油田地质科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE112.1
【相关文献】
1.四川盆地烃类垂向微运移及其地球化学效应 [J], 汤玉平;刘运黎;赵跃伟;陈银节
2.烃类组分垂向微运移的模拟研究 [J], 夏响华;杨瑞琰;鲍征宇
3.塔北地区油气藏上方烃类垂向微运移的证据和特征 [J], 侯卫国;苏江玉
4.浮力驱动的独立相态烃类地次运移模型 [J], Lehn.,FK;邓林
5.库拉含油气盆地烃类运移的水文地质条件和油藏的形成[J], Р.,РИ;刘丽芬
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油气微运移的烃类相态
是在 含 油地 区普 遍存 在 的 。不论 是 生 油 区或 是储 油区， 不论 是 分散 的还 聚集 的 ， 只要 有浓 度差 就 会 发 生 。但 是仅 靠单 分子 扩 散很 难 形成 化 探 工作 者所 发 现 的异常 ，首 先 由于扩 散 作 用是 在 三度 空 间 中全 方位 发生 的 ，它并 不 是仅 存 在优 势 的方 向 （ 如 向上 的方 向 ） 其 次 ， 散速 度 和效 率 很 低 ， 例 ； 扩 在 较 短 的时 间 内 ， 以到 达地 表形 成 异 常 。 难
心， 包含 一些 烃 类 ， 际上增 溶 了部 分 烃类 。 实 对 该状 态许 多学 者 都提 出了反 对 意见 ，主要
认 为产 生胶 束 的表 面 活性物 有一 个 “ 临界 浓 度 ” 。
收 稿 日期 ：ｏ ２ ｏ — ８ ２ ｏ — ４ ２
作 者 简 介 ： 忠 斌 ， 程 师 ，９ ８年 生 。 ｌ９ 辛 工 １６ ９ １年 毕 业 于 石 油 大 学 测 井 专 业 ，９ ６年 获 北 京 勘 探 开 发 研 究 院 博 士 学 位 。 ｌ９ 现 从 事 石 油 勘探 研 究 管 理 工 作 。 电 话 ：５ ６ ８ ７ ５ ３ ０ ４ — ７ ５ ４
必要 。 因此有 必要 研 究非 地 震直 接找 油 的理论 基 础一 微运 移 的机 制 。只有 研 究清 楚油 气 微运 移 的 相态 ， 可 能深入 研 究微 运 移的 机制 。 才
１１ 分 子 相 态 ．
是 气 态烃 的扩 散 运 移，气 态 烃 单 分 子 扩散 方
式 的运 移主 要受 控 于浓 度差 ，因此 这 种 相态 可 能
用。 当这 些 物 质在 水溶 液 中达 到一 定 程度 时 ， 可形
重庆科技学院 油层物理第二章
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。
一、天然气从原油中的分离
三、单、双、多组分体系相态特征
饱和蒸汽压曲线 (vapor-pressure curve) 由不同T 下组分的饱和蒸汽压连 成的曲线。
体系的相分界线；
气液两相共存线；
泡点和露点共同轨迹线。
三、单、双、多组分体系相态特征
＜动态特征＞ 图中任一点代表单组分体系 的一个相平衡状态（相态） 改变体系T或p，相态改变。
3、油气体系的相态特征★ 油气体系为典型多组分(multi-component)复杂物系。 (1)相图特征 三点：C、CP、CT； 两线：包络线、等液量线；
三区：气、液、两相区；
特殊相区： 等压逆行区(pC≤p≤pCp)； 等温逆行区★ (TC≤T≤TCT)。
三、单、双、多组分体系相态特征
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。 分次降压，分次脱气； 特点：
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： 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）
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。 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。
2.2 油气藏烃类的相态特征
2.地面原油的分类
2)按含胶质、沥青的量分：
少胶质原油（胶质、沥青的含量< 8%）；
胶质原油 （胶质、沥青的含量8—25%）；
多胶质原油（胶质、沥青的含量> 25%）； 我国多数油田为胶质原油及少胶质原油，如大庆 莎尔图油田胶质含量为13.3%，胜利油田胶质、沥青 含量为21.4%，江汉王场油田胶质沥青含量达60.6%。
泡点压力:温度一定，开始从 液相中分离出第一批气泡的 压力. 露点压力:温度一定，开始从 气相凝析出第一批液滴的压 力. 泡点线 露点线 饱和蒸汽压线单组分的饱和 蒸汽压线为泡点线和露点线 的共同轨迹. 分析1----2 3-----4相态变化
几种常见物质的饱和蒸汽压线
3
双组分体系的相态特征
临界点 临界凝析温度点 泡点线 露点线 等液量线 气相区
典型湿气相图 1 地层温度高于临界凝析温度, 但分离器条件位于两相区内; 2临界点在临界凝析压力的左下方; 3 地面有液烃析出。
6
几种典型的油气藏相图
1 地层温度介于于 临界温度和临界 凝析温度之间, 2 原始状态下烃类 体系为单相气体 ; 3 地面分离器条件 下可获得25%左 右的液体。
凝析气藏相图
双组分体系相态的特点
课堂练习：
在同一坐标系中画出以下各系统相图：
1)100% CH4； 2)100% C5H12； 3)10%CH4+90% C5H12； 4)90% CH4+10% C5H12；
5)50% CH4+50% C5H12 。
正烷烃的双组分系统的临界点轨迹 (虚线表明两组分不同比例时的临界点轨迹)
2.地面原油的分类
3)按含蜡量分：
少蜡原油（蜡含量< 1% ）； 含蜡原油（蜡含量1-2% ）； 高含蜡原油（蜡含量> 2% ）；
油气体系气—液—固三相相态模拟
第 １ ８卷 第 ５期
文 章 编 号 ： １ ０ — ７ ９（ ０ ２ ０ —０ ０ ０ ０ １８ １ ２ ０ ） ５ ０ ８ — ６
油 气 体 系气 一 一 液 固三 相 相 态 模 拟
Ｍ ＯＤＥ ＮＧ ＯＦＴＨＲＥＥ Ｐ ＬＩ ＨＡＳ ＱＵＩ ＢＲＩ ＥＥ ＬＩ ＵＭ ＯＦ ＧＡＳＬＩ － ＱＵＩ Ｄ
维普资讯
２０ ０ ２年 １ ０月
石油学报 （ 油加工 ） 石 Ａ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ Ｉ Ｉ Ｃ （ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｐ Ｏ Ｅ ＳＮ Ｅ Ｔ Ｏ ） Ｃ Ａ Ｐ Ｔ Ｏ Ｅ ＮＩＡ Ｐ Ｔ Ｏ Ｅ Ｍ Ｒ Ｃ Ｓ Ｉ Ｇ Ｓ Ｃ Ｉ Ｎ Ｓ
气一 一 液 固三相 平衡 热 力 学模 型 ，可 以描 述 温 度 、压 力 和 组 成 等 热力 学 条 件 对 气 一 一 三相 相 态 的影 液 固 响 ，以及在 气一 固三相 相 态转 换 过程 中和在 气 一 一 液一 液 固三相 平 衡 时各组 分 的 变化 规律 。
文 献 标 识 码 ：Ａ
中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ ５ ９ Ｅ ５ ．
Ａｂｓｒ ｃ ：Ａ ａ ｃ ｌ ｔｏ ｔ ｏ ｆｇ ｓｌｑ ｉ ｓ ｌｄ ｔ ｅ ｈａ ｅ ｅ ｉ ｂ ｉ ｍ ｓ ｐｒ ｓ ｎ ｅ ｓ ｄ ｏ ｈｅ ｔａ ｔ ｃ ｌｕ ａ ｉ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ａ —ｉ ｕ ｄ—ｏ ｉ ｈｒ ｅ ｐ ｓ ｑｕｌ ｒｕ ｉ ｅ ｅ ｔ ｄ ｂａ ｅ ｎ ｔ ｉ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓｏｆｃ ｍｐ ｓｔｏ ｎ ｈａ ｅ ｂ ｈａ ｏ ｆａ ｉ ａ ｄ ｇ ｓｓ ｔ ｍ ．Ｔｈ ａ ｅｂ ｈ ｖ ｏ ｆｂ ｔ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｏ ｏ ｉｉ ｎ ａ ｄ ｐ ｓ ｅ ｖｉｒｏ ｎ ｏ ｌ ｎ ａ ｙｓｅ ｅｐｈ ｓ ｅ ａ ｉ ｒｏ ｏ ｈ ｔ ａ ｎｄ ｌ ｕｉ ｒ ａｃ ｌｔ ｄ ｂ ｈ ｑｕ ｔｏ ｆｓ ａ ｅ，ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｌ ｈａ ｅ ｉ ｓ ｕ ｅ Ｏ ｂ ｏ ｈｅ ｇ ｓ ａ ｉ ｄ ａ ｅ ｃ ｌ ｕａ ｅ ｙ ｔ ｅ ｅ ａ ｉｎ ｏ ｔ ｔ ｑ ｎ ｈ ｏｉ ｐ ｓ ｓａ ｓ ｍ ｄ ｔ ｅ ａ ｎ ｎ— ｄ ｉ ｅ ｌｓ ｌｄ ｓ ｕ ｉ ｎ，ｗｈｉｈ ｃ ｎ ｂ ｅ ｃ ｉ ｄ ｂ ｅ ｌｒ ｓ ｌ ｉ ｎ ｔ ｏ ｙ．Ａ ｒ ｃ ｉ ａ ｄｅｉ ｇ ｅ ｍ ｐｅ ｄ ａ ｏ ｉ ｏｌ ｔｏ ｃ ａ ｅ ｄ ｓ ｒｂｅ ｙ ｒ ｇｕ ａ ｏ ｕｔｏ ｈｅ ｒ ｐ ａ ｔｃ ｌｍｏ ｌｎ ｘａ ｌ ｒ ｓ ｌ ｓ ｗｅ ｈ ｔｔ ｓｍｅ ｈ ｄ ｃ ｌ ｅ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｆｇ ｓ ｑｕ ｄ．ｏ ｉ ｈ ｅ － ｈａ ｅｅ ｕ ｌ ｉ ｍ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｄ ｔ ａ ｈｉ ｔ ｏ ｏｕ ｄ ｂ ｓ ｄ ｉ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ａ ．ｉ ｉ － ｌｄ ｔ ｒ ｅ． ｓ ｑ ｉｉ ｕ １ ｓ ｐ ｂｒ ｉ ｒ ｄｕ ｔｏ ｎ ｐ ｏ ｃ ｉｎ，ｔａ ｓ ｏ ｔ ｔｏ ｎ ｉ ａ ａ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ａ ｌ ａ ｎ ｓ ｌ ｒ ｃ ｐ ｔ ｔｏ ｆｗａ ｎｄ ａ — ｒ ｎ ｐ ｒａ ｉｎ ａ ｄ ｏ ｌ ｎｄ ｇ ｓｐ ｏ ｅ ｓｎ ｓｗｅ ｌ ｓｉ ｏ ｉ ｐ ｅ ｉ ｉａ ｉｎ ｏ ｘ ａ ｓ ｄ
储层流体的物理特性油气藏烃类的相态特征
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
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
等温逆行区〔等温反凝析区〕
两个逆行区： CBCTDC为 等温逆行区, CGCpHC为 等压逆行区.
逆行就是逆道而行,与正常相反.
？
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 〕
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
第二章 储层流体的物理特性
－－１ 油气藏烃类的相态特征
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
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
露点线右侧的气相区很 大,地层温度和油气分离 器温度均在露点线外侧.
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.
油气烃类相态
《油藏物理》课程
油藏物理
第三章 油气藏烃类的相态和汽液平衡
气-水两相的相态变化（PVT筒中）
第三章 油气藏烃类的相态和汽液平衡
气-油-水三相的相态变化（PVT筒中）
第三章 油气藏烃类的相态和汽液平衡
凝析气的相态变化（PVT筒中）
第三章 油气藏烃类的相态和汽液平衡
第一节 油气藏烃类的相态特征 第二节 汽-液相平衡 第三节 油气体系中气体的溶解与分离
一、相态及其表示法
u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
u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
u内涵性质(intensive property)
与物质的数量无关的性质，如粘度、密度、压 缩性等等
第二节 油气体系中气体的分离与溶解
油田开发是一个近似的等温过程 相态变化的本质是天然气在原油中的溶解和分离
u天然气从原油中的分离 本节内容 u天然气向原油中的溶解 u相态方程的建立 u相态方程的应用
第二节 油气体系中气体的分离与溶解
教学目的：
掌握气体的溶解和油气分离的物理过程 熟练掌握溶解和分离与油藏烃类的相态变化的关系以及相态方程 建立的基本原理 掌握平衡常数的概念和计算方法 了解收敛压力的物理意义 学会利用相态方程计算饱和压力、露点压力和气液平衡计算
（1）循环注气：采出的凝析
气分离后气体回注到油藏， 可以减缓压力的降低；
（2）注相邻气藏的干气
凝析气藏的开发方式：要求保持地层压力开采
第一节 油气藏烃类的相态特性
5. 相图的应用 确定油气藏的类型，分析油 藏状态和经历的开发过程
油藏物理
第三章 油气藏烃类的相态和汽液平衡
气-水两相的相态变化（PVT筒中）
第三章 油气藏烃类的相态和汽液平衡
气-油-水三相的相态变化（PVT筒中）
第三章 油气藏烃类的相态和汽液平衡
凝析气的相态变化（PVT筒中）
第三章 油气藏烃类的相态和汽液平衡
第一节 油气藏烃类的相态特征 第二节 汽-液相平衡 第三节 油气体系中气体的溶解与分离
一、相态及其表示法
u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
u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
u内涵性质(intensive property)
与物质的数量无关的性质，如粘度、密度、压 缩性等等
第二节 油气体系中气体的分离与溶解
油田开发是一个近似的等温过程 相态变化的本质是天然气在原油中的溶解和分离
u天然气从原油中的分离 本节内容 u天然气向原油中的溶解 u相态方程的建立 u相态方程的应用
第二节 油气体系中气体的分离与溶解
教学目的：
掌握气体的溶解和油气分离的物理过程 熟练掌握溶解和分离与油藏烃类的相态变化的关系以及相态方程 建立的基本原理 掌握平衡常数的概念和计算方法 了解收敛压力的物理意义 学会利用相态方程计算饱和压力、露点压力和气液平衡计算
（1）循环注气：采出的凝析
气分离后气体回注到油藏， 可以减缓压力的降低；
（2）注相邻气藏的干气
凝析气藏的开发方式：要求保持地层压力开采
第一节 油气藏烃类的相态特性
5. 相图的应用 确定油气藏的类型，分析油 藏状态和经历的开发过程
第二讲 烃类流体相态(相态特征和数学模型)
两相区 D
F
Pc: 临界温度下气体 液化 所需的最小压 力。 特点：等温相变发生 在恒定压力状态
T<Tc
体积V
多组分体系P-V关系
特点：等温相变伴随着压力的改变
凝析过程（D→B）压力增加，蒸发 过程（B→D）压力减小 原因：混合体系中各纯物质的蒸气 压大小及凝析和蒸发难易程度不同。 从D到B气液两相的组成不断变化， 液相中易挥发组分愈来愈多。在露 点D，气相几乎占了体系的全组成， 只有极少的液滴，主要是难挥发的 组分；而在泡点B，液体几乎占了体 系的全组成，只有极少气泡，是易 挥发的组分。因此，在D→B的气相 转成液相过程中，要使更多的气相 转换成液相，就需提高压力。
一、 有关的物理化学概念
1、体系
体系是指一定范围内一种或几种定量物质构成的整 体。体系可分为单组分和多组分体系。
油
C3、C7、C20
水
H2O
水
H2O
多组分体系
单组分体系
2、相： 体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分称为“相”
通常有气、液、固三相。相与相之间有明显的界面。对一 个相不要求每一部分都必须连续存在。
成了两相共存的最高压力。
Ⅱ.在TC≤T≤Tm或PA≤P≤Pm范围内存在着逆行凝析和逆行蒸发 现象。归纳起来有四种逆行现象。
液
3
Pm
1.等温逆行凝析 1 C
气
4
2.等温逆行蒸发 3.等压逆行凝析
气液两相区 2 A B 温度T
Tm
4.等压逆行蒸发
凝析气藏的开发过程(等温逆行凝析)
液
Pf 气
C
1 2
1、单相开采 2-3、两相区 2、 反凝析区（凝析）
流体相平衡模型主要由三部分构成：
F
Pc: 临界温度下气体 液化 所需的最小压 力。 特点：等温相变发生 在恒定压力状态
T<Tc
体积V
多组分体系P-V关系
特点：等温相变伴随着压力的改变
凝析过程（D→B）压力增加，蒸发 过程（B→D）压力减小 原因：混合体系中各纯物质的蒸气 压大小及凝析和蒸发难易程度不同。 从D到B气液两相的组成不断变化， 液相中易挥发组分愈来愈多。在露 点D，气相几乎占了体系的全组成， 只有极少的液滴，主要是难挥发的 组分；而在泡点B，液体几乎占了体 系的全组成，只有极少气泡，是易 挥发的组分。因此，在D→B的气相 转成液相过程中，要使更多的气相 转换成液相，就需提高压力。
一、 有关的物理化学概念
1、体系
体系是指一定范围内一种或几种定量物质构成的整 体。体系可分为单组分和多组分体系。
油
C3、C7、C20
水
H2O
水
H2O
多组分体系
单组分体系
2、相： 体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分称为“相”
通常有气、液、固三相。相与相之间有明显的界面。对一 个相不要求每一部分都必须连续存在。
成了两相共存的最高压力。
Ⅱ.在TC≤T≤Tm或PA≤P≤Pm范围内存在着逆行凝析和逆行蒸发 现象。归纳起来有四种逆行现象。
液
3
Pm
1.等温逆行凝析 1 C
气
4
2.等温逆行蒸发 3.等压逆行凝析
气液两相区 2 A B 温度T
Tm
4.等压逆行蒸发
凝析气藏的开发过程(等温逆行凝析)
液
Pf 气
C
1 2
1、单相开采 2-3、两相区 2、 反凝析区（凝析）
流体相平衡模型主要由三部分构成：
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第一节 油气藏烃类的相态特征
原油和天然气都是由多种烃类和非烃类物质 组成的混合物，但二者所存在的状态不同
本节的主要内容
一、相态及其表示法 二、单、双组分体系的相态特征 三、多组分系统的相态特征 四、典型的油气藏相图特征
本节内容要解决的三个问题
相态到底是什么？ 油气藏相态到底怎么样变化？
油气藏工程中如何应用？
一、相态及其表示法
u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
u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
u内涵性质(intensive property)
与物质的数量无关的性质，如粘度、密度、压 缩性等等
二、单、双组分体系的相态特征
(2)相态特征
静态特征
临界点C
两相共存的最高T、P
气、液相无分界面
气、液性质差别消失
二、单、双组分体系的相态特征
饱和蒸汽压曲线 由不同温度下组分的饱和 蒸汽压连成的曲线
体系的相分界线 气液两相共存线
二、单、双组分体系的相态特征
动态特征
u 图中任一点代表单组分体系的一 个相平衡状态（相态） u 改变体系T或P，相态改变
临界点 临界凝析温度点 泡点线 露点线 等液量线 气相区
液相区 两相共存区
二、单、双组分体系的相态特征
双组分体系的相态特点 1) 相图是一开口的
环形曲线
2) 临界点不再是两 相 共存的最高压力 和温度点, 而是泡点
线和露点线的交汇点 3) 两组分的分配比例 越接近，两相区面 积越大 4) 任一双组分混合物的两相区都位于两纯组分的饱 和蒸气压曲线之间
一、相态及其表示法
1) 立体相图
三维空间中描述P、V、T三个状态变量与相态变化关系的图形
描述油气藏平面区域上和纵 向上流体相态变化特征的分 布规律 详尽地表征各参数间的变化 关系
一、相态及其表示法
2) 平面相图
不同的平面相图用于描述不同的相态参数和相态特征
P—V关系图
P—T关系图
★P-T相图是油气相态研究中最常用的相图
油
C3、C7、C20
10%、20%、70%
系中所占比例用来定量表示体系或
某一相中的组分构成情况 (5)相平衡
P、T一定时，多相体系中任一组分 的 A 相分子进入 B 相的速度与 B 相分 子进入A相的速度相等时的状态
一、相态及其表示法
(6)饱和蒸汽压(vapor pressure)
P
在一个密闭抽空的容器里，
如 T、P 变化穿越了相分界线， 则体系的相和相数将发生改变：
从单相→两相共存→另一种单相
二、单、双组分体系的相态特征
几种常见物质的饱和蒸气压线
分子越大，分子间作用力越强，其相同饱和蒸汽压下温度越高
随分子量的增加，曲线向右下方偏移
混相驱提高采收率常用：CO2和丙烷
二、单、双组分体系的相态特征
2. 双组分体系的相态特征
蒸汽 部分充有液体，容器温度
保持一定，处于气液相平 液 体
衡时气相所产生的压力称
为饱和蒸气压，体现为气
相分子对器壁的压力
一、相态及其表示法
u 泡点(bubble point)
开始从液相中分离出第一个气泡的气液共存态 u 露点(dew point) 开始从气相中凝结出第一滴液滴的气液共存态 u 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
一、相态及其表示法
1. 基本概念 (1) 体系
气
人为划分出来用来研究的对象 (2) 相
指体系中具有相同成分，相同物理、化
液
学性质的均匀物质部分，相与相之间有
明显的界面 (3) 组分 指混合物体系中的各个成分
油 C3、C7、C20
10%、20%、70%
一、相态及其表示法
(4) 组成：
体系中所含组分以及各组分在总体
泡点(bubble point)： 是指温度（或压力） 一定时，开始从液相 中分离出第一批气泡 时的压力
P1(气) P2＝P露 P2
等压液化
P2
P2＝P泡 P3(液)
等压汽化
二、单、双组分体系的相态特征
(1) P-T相图特征
① 一线：饱和蒸气压线(由单组分物 质的泡点和露点共同构成的轨迹线) ② 三区:液相区，气相区，两相区 ③ 临界点:单组分物质体系的临界点， 该体系两相共存的最高压力和最高温 度点。
第一节 油气藏烃类的相态特征
本节目的
u明确烃类体系的相态表示方法 u单、双、多组分烃类体系的相图特征 u明确典型油气藏的相图变化趋势
第一节 油气藏烃类的相态特征
本节重点
u与相态相关的基本概念的理解
u 单、双、多组分烃类体系相图的基本 特征及变化规律 u典型油气藏相图的变化趋势
本节难点
u凝析气藏反凝析现象的理解和分析
一、相态及其表示法
3) 三角相图（三元或拟三元相图）
研究P、T一定，组成变化的体系相态变化
注气
三角
混相 驱
相图
非混 相驱
二、单、双组分体系的相态特征
1、单组分体系的相态特征
封闭体系，内有气体
一个独立组分构成的物系或系统
露点（dew point）：是指温 度一定时，开始从气相中凝 结出第一批液滴时的压力
一、相态及其表示法
2. 体系相态的表示方法
• 对于一个组成不变的体系，状态参数压力、温度 和比容之间的关系用状态方程表示 F（P, V, T）=0 • 状态方程是体系相态的数学描述方法 • 将状态方程用图示法表示就是相态图，简称相图
3. 相图类型
立体相图：三维相图 平面相图：二维相图 三角相图：三元相图
二、单、双组分体系的相态特征
双组分体系的相态特点 5)双组分混合物的 临界压力一般都高 于各组分的临界压 力；混合物的临界 温度都居于两纯组 分的临界温度之间
6)两相区、临界点向占优势的组分的饱和蒸气压曲线迁移
二、单、双组分体系的相态特征
双组分体系的相态特点
《油藏物理》课程
油藏物理
第三章 油气藏烃类的相态和汽液平衡
气-水两相的相态变化（PVT筒中）
第三章 油气藏烃类的相态和汽液平衡
气-油-水三相的相态变化（PVT筒中）
第三章 油气藏烃类的相态和汽液平衡
凝析气的相态变化（PVT筒中）
第三章 油气藏烃类的相态和汽液平衡
第一节 油气藏烃类的相态特征 第二节 汽-液相平衡 第三节 油气体系中气体的溶解与分离