第三章 油气烃类相态.

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
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
油
C3、C7、C20
10%、20%、70%
系中所占比例用来定量表示体ห้องสมุดไป่ตู้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，
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
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
《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
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？
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
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。
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
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
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
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
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
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