第2章：3 储层流体的物理特性(地层原油的高压物性)

3.4 地层原油的密度
1.我国和前苏联：原油的相对密度（d20）：20℃
时原油的密度与4℃时水的密度之比。
4
2.欧美国家(γ o)：1atm、60oF（15.6oC）原油与 纯水的密度之比。
3. API=(141.5/γ o)-131.5 水的API值是10，随气体在原油中溶解度的增加， API
3.5 地层原油的粘度
第二章 储层流体的物理特性
－－3 地层原油的高压物性
第二章 储层流体的物理特性
1、油气藏烃类的相态特征
2、天然气的高压物性

3、地层原油的高压物性 4、地层水的高压物性 5、地层流体高压物性研究方法
第三节
地层原油的高压物性
3.1 天然气在原油中的溶解与分离
3.2 地层原油的体积系数
3.3 地层原油的压缩系数
第一批气泡的压力。
Rs
单 组 分 气 体 的 溶 解 曲 线
T2
溶 解 量 溶 解 量
T3 T1＜T2＜T3
天然气在石油中的溶解规律
Rs
压力的影响：
当压力小于Pb 当压力等于饱和压力 当压力大于Pb
天然气在石油中的溶解规律
温度的影响：温度越高，天然气在油中溶解量下降
T1
T2
重点 难点
要求 掌握 知识 点
地层原油的相态和物理性质随压力和温度的变化情况； 地层原油的溶解油气比；地层原油的高压物性参数；高压物性参 数的应用；
溶解气油比（Rs）：地层溶解气油比大，压缩系数也大。
温度（P）：温度越高，石油越轻，密度越小，压缩系数也越大。 压力（T）：在不同的压力区间，压缩系数不同。
不同压力区间的平均压缩系数
压力区间，Mpa pb=19 19.0—19.4 19.4—24.2 24.2—29.2 29.2—34.4 平均压缩系数，×10-4MPa-1 38.9 36.0 30.2 24.7
一次脱气量＞多次脱气量
3.2 地层原油的体积系数
1）地层原油体积系数Bo
2）原油体积系数的影响因素 3）地层油气两相体积系数Bt
1）地层原油体积系数Bo
（又称原油地下体积系数、原油体积系数）
定义
原油在地下的体积（即地层油体积） 与其在地面脱气后的体积之比。
Bo Vf Vs
Bo>1 Bo<1 Bg>1 Bg<1
3.3 地层原油的压缩系数
1）定义 地层原油的压缩系数是指随压力的变化地层油 体积的变化率。在等温条件下原油的压缩率为
1 Co Vf Vf p 1 Vb Vf Vf p b p 1 ΔVf Vf Δp T
1 Bob Bo Co Bo pb p
本次课小结
主 要 内 容
一、原油的化学性质和分类； 二、地层原油的相态和物理性质随压力和温度的变化情况； 三、地层原油的溶解油气比； 四、地层原油的高压物性参数（体积系数、压缩系数、粘度） 五、高压物性参数的应用； 重点： 原油的化学性质和分类；地层原油的相态和物理性质随压力和温 度的变化情况；地层原油的溶解油气比；地层原油的高压物性参数 （体积系数、压缩系数、粘度）；高压物性参数的应用。 难点：原油黏温曲线及物性参数的应用。
P地=P饱
P地<P饱
o g V地层 V地层
Bt
V
o 地面
Bt>1 Bt<1
？
o ( R原 R目)V地面 Bg Bo o V地面
Bo ( R原 R目) Bg
影响因素
压力
Bt Bo ( R原 R目) Bg
当P＞Pb时
当P=Pb时
当P＜Pb时
原油体积系数和压力的关系
1）定义
F dv A dz
F/A dv / dz
流体的粘度（动力粘度或绝对粘度）为流体中 任一点单位面积上的剪应力与速度梯度的比值 。粘度越大，流动阻力越大。
单位： 1Pa · s =1000mPa·s= 1000cp 石油工程中：1泊（P）=100厘泊（cp）=106微泊(μP)
2）地层原油的粘度影响因素
• Composition：heavy component↑→o↑ • Dissolved gas：Rs↑→o↓ • Reservoir T：T↑→o↓↓
粘 度 厘 泊
/
原油的 化学组成
分子量 石蜡族烃类粘度与分子量的关系
溶解气油比
溶解气油比与地层油粘度关系
油层
孤岛G层渤26-18井 大岗M层西区44井 大庆油田P层 玉门油田L层 胜利油田营4井
和析出气体的总体积与它在地面脱气后原油体积 之比。 o g V地层 V地层 Bt o V地面
原始 目前
g V地层
o V地层
P地>P饱
P地=P饱
P地<P饱
原始
V地层
o V地层
目 前 g
地下Vg
地面Vg
Vgf = （Rsi－Rs）Vos×Bg
Rs＝地面Vg／地面Vos Bg=地层Vg／地面Vg
P地>P饱
同除以地面脱气原油体积Vos：
原油压缩系数Co表示每降低单位大 气压，单位体积原油膨胀具有的驱油 能力；Co定量描述了地层油弹性能的 大小。

By definition of Co ：
1 Co Vf V f p 1 V f V f p T

By Bo－p curve, Vf is max when p＝pb: Vf max＝Vb , then:
1 Vb V f Co V f pb p
—— formula to measure Co —— formula to calculate Co by Bo curve

By Bo＝Vf／Vos :
1 Bob Bo Co B o pb p
2）地层原油压缩系数的影响因素
溶 解 量
T3 T1＜T2＜T3
p
天然气在石油中的溶解规律
天然气、油的组分的影响：
油、气的组分越接近，气在石油中溶解量越大
溶 解 量
p
p
2）天然气从原油中的分离
（1）天然气与石油分离的方式
天然气与油分离的方式有两种：
一次脱气：闪蒸分离，接触分离。
多级脱气：微分分离，差异分离。
一次脱气：就在原油脱气过程中，将压力一次降到指
积。单位：(标准)米3/米3。
Rs
Vg Vs
Vg—地层油在地面脱出的气量，（标）m3； Vos—地面脱气原油，m3。
（2）天然气在石油中的溶解规律
Rs
天然气在石油中的溶解量与压力的关系
地层原油的饱和压力（Pb）
地层原油的饱和压力是指在油层温度下，
使石油中溶解天然气量达到最大时的对应的最
小压力或说在地层温度下从石油中开始分离出
定压力。并测量分离出来天然气的量。在这个过程中， 分离出来的气始终与油接触，系统组成不变。
多级脱气：在原油脱气过程中，多次降压，多次脱气，
每次降压脱气都将脱出的气排出体系之外。
P0
两种分离方式之差别： 气体成份：一次脱气的脱气过程中天然气的成份没有 发生变化；多次脱气过程中天然气的成份发生了变化。
3.4 地层原油的密度 3.5 地层原油的粘度
3.1天然气在原油中的溶解与分离
1)天然气在原油中的溶解
天然气在原油中溶解量的度量
天然气在原油中的溶解规律
2)天然气从原油中的分离
天然气与原油分离的方式 影响油气分离的因素，即油气分离规律
3.1天然气在原油中的溶解与分离
1)天然气在原油中的溶解
原始溶解油气比 m3/m3 27.5 37.3 48.2 68.5 70.1
地层原油粘度 mpa.s 14.20 13.30 9.30 3.20 1.88
温度
粘 度 厘 泊
/
分子量
压力
• Reservoir p：
– p＜pb：p↑→o↓ – p＝pb：o is min. – p＞pb： p ↑→o↑
？
Vf（VoR）—在地层某一压力、温度下原油的体积，米3； Vos——地层Vf原油在地面（0.1MPa，20℃）脱气后的原油体积。
2）原油体积系数的影响因素
温度
脱气方式
溶解气油比
压力
当P＞Pb时
当Fra Baidu bibliotek=Pb时
当P＜Pb时
原油体积系数和压力的关系
3）地层油气两相体积系数Bt
定义:当油层压力低于饱和压力时，地层中原油
（1）天然气在原油中溶解量的度量
溶解度：单位体积(V地面=1)地面原油所能溶解天
然气的体积(标准状况下的体积)。也就是单位体积
的地面油在地下(一定T下)所能溶解天然气最大量
在地面标准状况下气体的体积。单位(标准)米3/米3
溶解气油比：一定量的地层原油在地面降压脱气
，平均单位体积的脱气原油所分离出来天然气的体
脱气量不同：一次脱气量大于多级脱气量。
（2）影响油气分离的因素（油气分离规律）
温度：温度越高越易于油气分离
压力：压力越低越易油气分离(只有P≤Pb才开始
分离)；
组分：与石油组分越接近的那部分天然气组分越
难分离出来，轻烃的分离比重烃的分离容易。 分离能力：甲烷>乙烷>丙烷>丁烷
相同条件下(P、T同，组分相同的原油）：