石油大学 油层物理课件 -第一章(1) 相态

单组分烃特点：泡点压力＝露点压力。 单组分烃特点：泡点压力＝露点压力。
一线
饱和蒸汽压线 气液两相共存的压力、温度点组成的线 气液两相共存的压力、 泡点线 液相中分离出气泡时压力、 液相中分离出气泡时压力、温度点组成的线 露点线 泡点 露点 临界点
气相中凝结出液珠时压力、 气相中凝结出液珠时压力、温度点组成的线 AC线上的点，也称饱和压力点 线上的点，也称饱和压力点 线上的点 饱和压力 AC线上的点 线上的点 C点，气液两相共存的最高压力、最高温度点 点 气液两相共存的最高压力、 油藏 气藏 油气藏
F ( p, T , v ) = 0
相态方程 相图： 用来表示相态方程的图形。 相图： 用来表示相态方程的图形。
油田开发中最常用的是： 相图。 油田开发中最常用的是：p—T相图。 相图
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第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
相图
三点
三区
液相区 AC线以上 线以上 气相区 AC线右下方 线右下方 气液两相区 AC线上的点 线上的点
相图应用： 相图应用：
根据P 根据P、t，判断单组分烃所处的相态。 判断单组分烃所处的相态。
2、油藏烃类的相态特性
2.1 单组分体系的相态特征
(phase behavior of hydrocarbon)
第一节 储层烃类系统的相态
1、储层烃类的化学组成及分类
1.3 石油的分类 国际市场上原油商品性质将原油分为： 国际市场上原油商品性质将原油分为： •按含硫量： •按胶质沥青 质含量： •按含蜡量：
少硫原油, 含硫 < 0.5％ 含硫原油，含硫 > 0.5％
少胶原油, 含胶 < 8％ 8～ 胶质原油，含胶： 25％ 多胶原油，含胶 > 25％
第一节 储层烃类系统的相态
1、储层烃类的化学组成及分类
1.2 石油的商品性质
部分 田地 油性质 世界 油 面原
性质 原油 哈西—迈乌得油田(阿尔及利亚) 基尔库克油田(伊拉克) 欣塔油田(印尼) 玻牟油田(尼日利亚) 阿加贾里油田(伊朗) 帕那油田(加拿大) 东得克萨斯油田(美国) 罗马什金诺油田Ⅱ1 层(苏联) 比重 (D420) 0.804 0.844 0.855 0.865 0.852 0.8388 0.8315 0.868 粘度 (厘沱) 2.76(20℃) 4.61(20℃) 23.7(50℃) 4.4(37.7℃) 6.56(21℃) — 3.4 厘泊 7.3(50℃) 10.0 — -28.89 凝固点 (℃) 45.56 -36 43.3 17.78 含蜡量 (%) 2.40 3.9 29.3 5.1 — — — 4.3 胶质 (%) 0 — — — 中等 — — — 沥青质 (%) 0.03 1.5 19.5 — — — — — 含硫量 (%) 0.13 1.95 0.08 0.16 0.60 0.29 — 1.61 — 残碳 (%) 0.83 3.8 — — 1.42 1.76
2、油藏烃类的相态特性
临界凝析压力点
(phase behavior of hydrocarbon)
2.2 双组分体系的相态特征
临界凝析温度点
临界凝析温度点： 不管压力多大，凡 高于此温度便不能 形成液体。 临界凝析压力点: 不管温度高低，凡 高于此压力便不能 形成气体。
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
相图
2、油藏烃类的相态特性
2.1 单组分体系的相态特征
(phase behavior of hydrocarbon)
P 1( 气 )
P2 ＝ P 露
P2
P2
P2 ＝ P 泡
P3( 液 )
等压液化 等压汽化
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
2.1 单组分体系的相态特征
泡点线 液相区 临界点 泡点 饱和蒸汽压线 气液两相区 露点线 露点 气相区
★单调曲线
体系中两相共存 ★极值点 的压力和温度点。 的压力和温度点。 体系中两相共 ★存的最高压力 三个区 和最高温度点。 和最高温度点。 开始从液相中分离 开始从气相中凝结 出第一批气泡时的 出第一批液滴时的 压力、温度。 压力、温度。
2.2 双组分体系的相态特征
馏分组成 凝固点 含蜡量 胶质 沥青质 含硫量 残碳 ℃ ℃ /% /% /% /% /% 初馏点 < 200℃ < 300℃ /℃ /% /% (℃) ℃ 24 28.6 13.3 0.15 2.5 88 14 28 33 17.9 18.3 3.1 0.47 5.5 79.5 9 20 -12 0 27.5 6.6 2.25 8.95 15.8 1.9 11.2 -12 6.17 13.98 6.27 0.13 4.81 97 4.0 20.5 -50 2.04 12.6 0.01 0.13 3.7 58 18 35 -15.5 8.3 22.6 21 3.8 51 9.6 11.8 9.5 89 5 21.8 -7 4.73 17.4 0.15 0.26 6.4 30 18.1 3.4 33 22.6 20.7 2.35 148 -
临界点：体系中两相共存的最高压力和最高温度点 最高压力 临界点：体系中两相共存的最高压力和最高温度点。 临界压力(P 临界压力 c) 临界温度(T 临界温度 c)
露点： 指温度(或压力 一定时,开始从气相中凝结出第 或压力)一定时 开始从气相 露点： 指温度 或压力 一定时 开始从气相中凝结出第 液滴时的压力 或温度)。 一批液滴时的压力(或温度 一批液滴时的压力 或温度 。 泡点： 指温度(或压力 一定时,开始从液相中分离出第 或压力)一定时 开始从液相 泡点： 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(或温度 气泡时的压力 或温度)。 一批气泡时的压力 或温度 。 露点线： 由露点轨迹组成的线。 露点线： 由露点轨迹组成的线。 泡点线： 由泡点轨迹组成的线。 泡点线： 由泡点轨迹组成的线。
第一章 储层流体的物理性质
•例如 石油管理局 管理着很多采油厂 管理着 例如: 石油管理局→ 管理着很多采油厂 采油厂→管理着 例如 很多油田 油田. 很多油田
** oil field
reservoir
第一章 储层流体的物理性质
石油
●储层流体
储层烃类
烷烃、环烷 烷烃、 烃和芳香烃
天然气 地层水
一些分子结构相似的碳氢 一些分子结构相似的碳氢 化合物的混合物和少量非 化合物的混合物和少量非 碳氢化合物的混合物
性质 原油 大庆S区 大庆 区 胜利T区 胜利 区 孤岛G层 孤岛 层 大港M层 大港 层 克拉玛依 玉门L层 玉门 层 江汉W区 江汉 区 辽河C区 辽河 区 川中油田 任丘P层 任丘 层 相对密 度D420 0.8753 0.8845 0.9547 0.9174 0.8699 0.8530 0.9744 0.9037 0.8394 0.8893 运动粘度 /(cm2/s) 50 ℃ 70℃ ℃ 17.40 37.69 427.5 51.97 19.23 12.9 37.4 12.3 63.5 17.95 157.5 25.55 62.2* -
第一章 储层流体的物理性质
油藏流体(reservoir fluids)：油藏中的石油、 油藏流体
天然气、地层水。 特点(characteristic) ： 处于高温、高压下， 特点 石油中溶有大量的天然气，地层水矿化度高。 随油藏的开采→地 下流体的相态发生变 化→影响最终采收率。 为合理开发油藏，就 必需搞清地下流体的 相态、物性随压力的 变化。
第一章 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
● ●
第一节 储层烃类系统的相态
Phase behavior of hydrocarbon system
1、储层烃类的化学组成及分类
1.1石油的化学组成(Composition of petroleum) 石油的化学组成( 石油＝烷烃＋环烷烃＋芳香烃＋ 石油 ＝ 烷烃 ＋ 环烷烃 ＋ 芳香烃 ＋ 少量非烃类的 氧、硫、氮化合物。 氮化合物。 最多： 其中烷烃 C n H 2 n + 2 最多： 常温 常压 下：
Resins asphaltenes
第一节 储层烃类系统的相态
1、储层烃类的化学组成及分类
1.2 石油的商品性质
D 20 4 ρo = ρw
石油的商品性质：相对密度、粘度、凝固点、 石油的商品性质：相对密度、粘度、凝固点、 含蜡量、含硫量和胶质沥青质含量 含量。 含蜡量、含硫量和胶质沥青质含量。 我国部分油田地面原油性质
第一章 储层流体的物理性质
油层：能储集油气、 油层：能储集油气、并能让油气在其中流动的多 孔介质。 孔介质。
油藏：深埋在地下的油气聚集的场所。 油藏：深埋在地下的油气聚集的场所。 单一圈闭、统一的水动力系统、统一的油水界面。 油田：一个地区地下所有的油藏构成油田 油田：一个地区地下所有的油藏构成油田。
储层烃类一般有气 三种相态； 通常： 储层烃类一般有气、液、固三种相态；
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
相图
某一个体系的相态是压力(p)、温度 和比容 的函数： 和比容(v)的函数 某一个体系的相态是压力 、温度(T)和比容 的函数：
由于对环境保护 的要求， 的要求，含硫量 直接影响原油的 价格。 价格。
％ 少蜡原油, 含蜡 < 1 1～ 含蜡原油，含蜡： 2％ 高含蜡原油，含蜡 > 2％
第一节 储层烃类系统的相态
1、储层烃类的化学组成及分类
1.3 石油的分类
表1.1.6 油藏分类表 烃类物质相 对密度/f 对密度 油藏类型 0.60～0.70 ～ 凝析油藏 0.71～0.80 ～ 临界油藏 挥发性油藏 表1.1.7 气藏分类表 天然气相对密 度，f 气藏类型 0.60～0.70 ～ 干气气藏 0.71～0.80 ～ 湿气气藏 湿气气藏 >0.80 凝析气藏 凝析气藏 0.81～0.94 ～ 常规油藏 >0.94 稠油油藏
第一节 储层烃类系统的相态
2、油藏烃类的相态特性
(phase behavior of hydrocarbon)
体系( 一定种类和数量的物质组成的整体。 体系(System)：一定种类和数量的物质组成的整体。 体系中具有相同成分、 相(Phase)：体系中具有相同成分、相同物理化学性质 的均匀部分。 如地层油和水为两相。 的均匀部分。 如地层油和水为两相。 组分(Components)：体系中物质的各个成分。 体系中物质的各个成分。 组分( 组成( 体系中物质的各个成分及其相对含量。 组成(Composition)：体系中物质的各个成分及其相对含量。
Alkanes cycloalkanes aromatic
C1～C4： 气体
> C16：
C5～C16： 液体
固体（石蜡） 固体（石蜡）
第一节 储层烃类系统的相态
1、储层烃类的化学组成及分类
1.1石油的化学组成 石油的化学组成(Composition of petroleum) 石油的化学组成 原油中的胶质、 沥青质： 是高分子的杂环 原油中的胶质 、 沥青质 ： 是高分子的 杂环 烃的氧、硫、氮化合物。 氮化合物。 烃的氧、 对原油的颜色、密度、粘度影响较大。 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＋ 油井中的蜡＝石蜡＋原油＋胶质沥青质＋泥砂 含蜡量越高，结蜡温度越高，凝固点越高。
混相驱提高采收率常用：CO2和丙烷。
2、油藏烃类的相态特性
临界凝析压力点
(phase behavior of hydrocarbon)
2.2 双组分体系的相态特征
临界凝析温度点
★开口环线
泡点线和露点线相交 ★三区
★五点
临界点：泡点线和 露点线的交点。 意义：该体系的气 相和液相的内涵性 质相同的压力和温 度点。