第四章 储层流体的高压物性

1、油藏物理课程 1第一节 地层油的高压物性 1第二节 地层水的高压物性 第四章 储层流体的高压物性 本节内容 l地层原油溶解气油比 l地层原油密度和相对密度 l地层原油体积系数 l地层原油压缩系数 l地层原油粘度 本节重点 地层油高压物性参数定义 、影响因素及确定方法 本节难点 两相体积系数的定义及计 算公式推导 各高压物性参数的影响因 素分析 第一节 地层油的高压物性 地层原油的特点：处于地层的高温高压下，且溶解有 大量的天然气 o o o V m osof 地层油的密度是指单位体积地层油的质量 1. 地层油密度 o为地层油密度，kg/m3 mo为地层油质量，kg; Vf为地层油体积，m3 由

2、于溶解气的关系，地层油密度比地面脱气油密度小 定义 二、地层油的密度和相对密度 l 溶解气油比： Rs ，o ； l 温度: l 组成: 轻组分 ， o l 压力: PPb： P ， o T ， o ； 1. 地层油密度 影响因素 二、地层油的密度和相对密度 2. 地层油的相对密度 矿场上习惯使用地面油相对密度：20时的地面油密度 与4时水密度之比, 用符号 20 4 () o d或 当压力高于饱和压力时,地层油相对密度与地层油体积系数有 较好的比例关系： oiob oboi B B 5 .131 5 .141 o API 4 20 w o o 二、地层油的密度和相对密度 1. 定义 单位体积

3、地面原油在地层条件下所溶有的天然气在标准 状态下的体积 os gs s V V R 1 m3 Rs溶解气油比，标m3/m3 Vgs原油在地面脱出气量，标m3 Vos地面脱气油体积，m3 Rs表示单位体积地面原油在地层条件下所溶解 的天然气量；度量了地层原油中溶解气量的多少 二、地层原油的溶解气油比 例：一油藏原油储量为N(地 面)m3,原始溶解气油比Rsi(标 m3/m3),求储气量G(标m3) ？ 解：G=NRsi (标m3) 1 m3 原始溶解气油比Rsi:原始状态 下的溶解气油比 平均生产气油比Rp:累积产气 量(标m3)与累积产油量的比值 二、地层原油的溶解气油比 2. 地层油溶解气油

4、比RsP曲线特点 u油藏原始条件下的Rs称原始溶解气油比Rsi uPPb：RsRsi uPPb：PRs 二、地层原油的溶解气油比 3. 溶解油气比Rs 与溶解度Rs 的区别 l 表达式不同 油气比Rs = 分出气V (标)脱气油V (标) 溶解度Rs = 能溶解的气V (标)油V (标) l 物理意义不同 油气比反映地层油溶解气的能力大小 溶解度反应气在油中溶解的难易程度 二、地层原油的溶解气油比 l 曲线的形态不同： u油气比曲线有最大值平缓段 u溶解度曲线无最大值 uPPb时，两者数值上相等： 油气比Rs溶解度Rs uPPb时，数值上气油比Rs Rs(多级脱气) 4. 影响溶解气油比的因素

5、 二、地层原油的溶解气油比 原油在地下体积Vof与其在地面脱气后的体积Vos之比 1 m3 1. 定义 Bo反映了地层油地面后的体积变化幅度 在高压下，原油会受到压缩，但地层原油Bo1 Vof地层油体积，m3 Vos地面脱气油体积，(标)m3 Bo地层油体积系数，(标)m3m3 (溶解气 热膨胀 弹性压缩的影响) os of o V V B 三、地层原油的体积系数 压力大于饱和压力时，压力降低，体积膨胀，可以发挥弹性作用采油 降压降压 2. 影响原油体积系数的因素 溶解气量：油气比RsBo 地层温度：TBo(热膨胀) 地层压力： lPPb：PBo（Rs） lPPb：Bo= Bomax最大 lP

6、Pb：PBo （Rs=Rsi，P,油受到压缩） 三、地层原油的体积系数 Voi Vf Vgf Vos Vgs PPb 当PPb时,在给定压力下地层油和析出气体的总体积(两相体积)与 它在地面脱气后的体积之比，常用符号Bt表示 Voi油藏原始条件下地层油体积 Vof P时，地层油中分离出的 油的体积 Vgf PPb时, 从Voi中分离出的气体体积 Vgs为Vf体积地层油在地面分离出来气体体积 Vos为Vf体积地层油在地面脱气后体积 os gfof t V VV B (1) 定义 三、地层原油的体积系数 3. 地层油气两相体积系数Bt s gf o s gf s of s gfof t V V B

7、 V V V V V VV B Voi Vf Vgf Vos Vgs PPb PiPb Vgf （地层油在原始Pi下溶解的气量 -目前P下溶解的气量)折算到目前地层P RsVgsVos Bg=VgfVgs RsVs （RsiRs）VsBg RsiVs gssiot BRRBB)( u将Vgf 带入Bt 式中有： u地层油气两相体积系数 s gsssi ot V BVRR BB )( (2)Bt 的求取 三、地层原油的体积系数 (3) BtP 曲线特点 uBt 在PPb时才存在 uPBt 快速 uPPb时，Rs= Rsi Bt 最小：BtminBob 两相体积系数最小值等于单相体积系数最大值 u

8、P=1atm，Rs=0，Bg=1，Bo=1 gssiot BRRBB)( Bt=Bo+Rsi=1+Rsi（最大） 三、地层原油的体积系数 T of of o P V V C)( 1 Co压缩系数，1MPa Vf地层原油体积 Co表示每降低单位压力，单位体积原油膨胀具有的驱 油能力；定量描述了地层油的弹性能大小 在地层PPb时，Co才有意义 1. 定义 Co：温度一定时，当压力改变单位压力时，单位体积地层原油的 体积变化率 四、地层原油的压缩系数 PP BB B C b oob o o 1 2. 压缩系数Co 的求取 据Co 定义： l 据BoVofVos 得： P V VP V V C of

9、of T of of o 1 )( 1 l PPb 时，VfVb 为最大： PP VV V C ob ofob of o 1 实验测定Co公式 用Bo计算Co公式 四、地层原油的压缩系数 PPb时，Co-P曲线才存在 PCoPPb，Co最大 掌握CoP 曲线特点 3. 影响Co 的因素 l 溶解气量：气油比RsCo l 地层温度：T Co l 地层压力： 地层的等温压缩系数不是定值,在不同压力区间上其数值不同 Co(脱气原油)=4710-4/MPa Co(地层原油)=(10140)10-4/MPa 四、地层原油的压缩系数 1. 定义 o：地层原油流动时，原油分子层间的内摩擦阻力 地层油粘度反映

10、原油流动的难易程度 2. 影响地层原油粘度的因素 (1)原油组成的影响 重组分o 胶质、沥青o 五、地层原油的粘度 (2)温度的影响：温度 粘度 l 温度增加，液体分子运动速 度增大，液体分子间引力减 小，粘度降低 l 据实验结果统计,在一定的 温度范围内,温度每升高 10，原油粘度约下降一半 l 热力采油方法提高石油采收 率的主要机理就是以提高温 度大幅度降低原油粘度为基 础的 原油粘度与温度的 关系近似对数曲线 五、地层原油的粘度 (3)溶解气的影响 Rs 液层的内摩擦力o (4)压力的影响 9 PPb：Po PPb：o最小 PPb：Po 五、地层原油的粘度 参数密度Rs 体积系 数 等温

11、压 缩系数 o 组成(轻组分 ) 溶解气油比 温度 压 力 PPb 地层油的高压物性总结表 习 题 某实验室进行储层流体高压物性分析，在地层温度 93.3和原始地层压力20MPa下，PVT筒内有316cm3的油 样。当筒内压力降到饱和压力17MPa时，筒内油样的体 积为320cm3。当筒内压力降到13.6MPa时，样品体积增加 到335.2cm 3，放出 4.1L气体后，筒内只剩单相原油 303cm3。再将压力降到 0.1MPa，温度降到20，排出 16.4升气体,筒内原油体积为230cm3。 试计算： (1) 原始溶解油气比 (2) 压力13.6MPa时原油两相体积系数 (3) 压力在201

12、7MPaMPa区间原油平均压缩系数 (4) 原油原始单相体积系数 (5) 压力13.6MPaMPa时溶解油气比 (6) 压力13.6MPaMPa时原油单相体积系数 (7) 压力13.6MPaMPa时气体体积系数 (8) 压力13.6MPaMPa时气体压缩因子 (9) 压力17MPaMPa时溶解油气比 (10) 压力17MPaMPa时原油单相体积系数 习 题 1、概念 体积系数、压缩系数、溶解气油比、相对密度、两相体积系数 2、掌握溶解气油比随压力的变化规律； 3、掌握体积系数的变化规律 4、掌握影响原油粘度的因素和机理 掌握内容（全部） 地层水的特点：处于地层的高温、高压下，溶解有大量 的无机

13、盐及少量烃类 本节内容 l 地层水的高压物性 本节重点 l 地层水各高压物性参数的定 义、影响因素及确定方法 第二节 地层水的高压物性 wsgw VVR/ 标 1. 定义 Rw：单位地面体积水在地层温度、压力下溶解的气量在 标态下的体积 式中：Rw地层水中天然气溶解量，（标）m3m3 Vg标地层水中气量，（标）m3 Vws地面水的体积；（标）m3 一、天然气在地层水中的溶解度 l 压力 PRw l 温度：不明显 T50, T Rw l 矿化度 矿化度Rw 2. 影响Rw因素 天然气在地层水中的溶解度极低 一、天然气在地层水中的溶解度 一、天然气在地层水中的溶解度 ww RR 溶解度随含盐量上

14、升天然气在水中的 溶解能力下降 l 用图(a)图版确定纯水中天 然气的溶解度 l 用图(b)图版进行含盐量 校正 3. Rw的求取 即使很小，也可能形成水溶性气藏 溶解度主要取决于压 力,随压力的升高而升 高 ，随温度变化不大 ws wf w V V B gwo BBB 一般Bw=0.971.06，取Bw1.0 Bw地层水体积系数,(标)m3m3 Vwf地层水体积，m3 Vws地面水的体积,(标)m3 1. 定义 Bw：地层水在地下压力温度条件下的体积与其在地面条 件下的体积之比值。 二、地层水的体积系数 l 压力 PBw l 温度 TBw l 天然气溶解度 RwBw l 矿化度：矿化度Bw 2. 影响Bw 因素 二、地层水的体积系数 T w w w p V V C 1 gow CCC Cw一般为3.7510-4/MPa 1. 定义 Cw：当T=const时，单位体积地层水当压力改变单位 压力时其体积的变化率 三、地层水的压缩系数 2. 影响Cw因素： l 压力 PCw l 温度 T50, T Cw l 天然气溶解度 RwCw l 矿化度 矿化度Cw 三、地层水的压缩系数 3.Cw求取：图版法 查图