油藏工程--2---油气藏流体

1、油藏工程原理特征组分：甲烷 实验测定： 经验关系式 图版确定：StandingKatz图版nRTPVZ ZnRTPV 一定数量的天然气，在相同压力温度下，实际体积和理想体积之比。（度量真实气体与理想气体性质的偏差）注意各参数单位pcprPPPpcprTTTp 拟对比压力：p 拟对比温度：cjjpcPxPcjjpcTxT 如果没有测量气体的组成，而测量了气体的相对密度，则还可以通过下图中的曲线，查出气体的拟临界压力(Ppc)和拟临界温度(Tpc)。Z 值等于1，大于1，小于1的物理含义？i) 气体分子有体积，真实气体较理想气体难压缩；ii) 气体分子间引力，真实气体较理想气体易压缩； Z 的大小

2、反应 i) ii)综合作用效果。 Z 1 真实气体比理想气体难压缩，i)起主要作用； Z 1 真实气体比理想气体易压缩，ii)起主要作用; Z =1 真实气体与理想气体接近，i)与ii)平衡；gairgsgZnRTPV scscscnRTVPscgscscRTMmVPscgscscgsRTMPVmscairscairRTMPairggMMkmolkgMair/97.28jjgMxM地下体积：PZnRTVg地面体积：scscscgsPnRTZV体积系数：PZTTZPVVBscscscgsgg)1010(32PgB01定义：等质量的天然气在地层条件下的体积与其在标准条件下的体积之比。gB 从上式可

3、以看出：天然气的体积系数随压力的升高而降低，随温度的升高而升高。 天然气的体积系数通常很小，使用不方便，因此，有时候采用膨胀系数来代替体积系数。膨胀系数为体积系数的倒数。膨胀系数：ZTPPTZBEscscscgg1)1010(32定义：恒温条件下单位压力下的体积变化率。TgPVVC1TgPzzPC11代入气体状态方程，得：可以看出：天然气的压缩系数与压力和偏差因子有关。真实气体状态方程 )21. 1 . 2(11TgPzzPC将上面(2)、(3)代入气体压缩系数定义式，即得：) 1 (nRZTPV )2(pZnRTV 由上式得： ) 3()1(2pZpZpnRTpvT微分得： 对于理想气体，Z

4、=1，因此，理想气体的压缩系数为：PCg1低压情形下，压缩系数一般在4101000100Mpa-1定义：恒压条件下单位温度下的体积变化率。PgTVV1PgTzzT11代入气体状态方程，得：可以看出：天然气的热膨胀系数与气体的温度成反比。地层温度一般在20200oC之间，因此热膨胀系数在41050050oC-1之间变化。真实气体状态方程 )24. 1 . 2(11PgTzzT将上面(2)、(3)代入气体热膨胀系数定义式，即得：) 1 (nRZTPV )2(pZnRTV 由上式得： ) 3()(TZTZPnRTvP微分得： 天然气的粘度一般很低，为101103 mPas，矿场一般不进行测量，而是采

5、用 A.L.Lee和M.H.Gonzalez的经验公式计算。)exp(104YggXK其中：mPa.sTMTMKgg5556.10111.116)470(106832. 25 . 12)78.54777350(01. 0gMTX)12(2 . 0XYgTRZPMairg310特征组分：重烃含量(C7+)原油烃类(主)非烃类(主)C1C2-C6C7+(主)胶质+沥青质石蜡硫杂质轻质组分中间组分重质组分决定原油的性质0.95 重质油1 超重原油ooooowsosoAPI5 .1315 .141ooAPIAPI饱和压力：指原油饱和气体时的压力 。bPgsVosVscPgVoVPobVbPoiViP(

6、a)(b)(c)(d)泡点压力：指原油开始脱出气体时的压力。 饱和压力与泡点压力概念上不同，但数值相等，因此矿场上一般不加区别，统一用符号Pb表示。泡点压力是原油的一个重要特征参数，也往往是决定以何种方式开采原油的一个重要依据。 饱和压力的测量一般在高温高压的PVT筒中进行。osooVVB osgotVVVBgosssigBVRRV)(原始地层条件下原油中溶解气的体积（地面体积）：siosRV 压力降为 时原油中溶解气的体积（地面体积）：PsosRV 自由气的地面体积：sossiosRVRV自由气的地下体积：osgosssiotVBVRRVB)(gssiosoBRRVV)(gssioBRRB)

7、(BtPbBobP0.1osBPscoboBB 0.1obtBB sitobRBB1)BtPbBobP0 . 1osBPscoboBB 0 . 1obtBB sitobRBB1 1.5 高收缩原油oBoBoioiBBS1osgssVVR PbPsbsiRR sRPbPoosob 对于特定的油藏，地面脱气原油的密度基本上为一常数。但是，地层原油的密度将随压力变化而变化。从上图可知：地层原油密度在 之间变化。osobosgsosoBR )( 地层原油密度一般不进行直接的测量，而是通过下式进行计算：PVVcooodPBdBcooodPdcooo单位压力的体积变化率，即为地层原油的压缩系数。T=con

8、stdPVdVcooo压缩系数也可以表示为：或 可见，通过体积系数变化曲线或地层原油密度变化曲线，就可以求出原油的压缩系数。)(1 PPcBBboobo)(1 PPcBBiooio)(1 PPcboobo)(1 PPciooio 若知道原油的压缩系数，则可根据下列公式计算任意压力下的原油体积系数和密度： 原油的压缩系数通常不是常数，而是随压力的增大而减小的一个变量，但在一定的压力范围之内，通常将其视为常数。 原油压缩系数随原油性质的变化较大，原油越轻，压缩系数就越大。 原油压缩系数一般在 之间。4101001Mpa-1 恒压条件下单位温度的体积变化率，称为原油的热膨胀系数。TVVooo 通常用

9、实验测定原油的热膨胀系数，其数值一般小于压缩系数。原油的热膨胀性质，在热力采油过程中是一种重要的驱动能量。 原油粘度是原油内摩擦力大小的度量参数。当原油受到剪切应力作用时，剪切应变速率的响应与原油的粘度有关。 剪切应力与剪切应变速率之间呈线性关系的流体称之为牛顿流体。牛顿流体的本构(流变)方程：odydxy其中 是剪切应变速率(或速度梯度) 大多数轻质原油都属于牛顿原油，而一些稠油则往往属于非牛顿原油。原油的粘度随原油性质的变化很大它反映了原油的流动性能，粘度越小，原油的流动性能就越好。1000 超粘原油(稠油)oooooTbToaebToaeoPbP)(bbPoPPae)(boPPdPc气油油气两相平衡图单组分相图PTC 在低温和(或)低压状态下，物系的相态特征十分明显；但在高温高压状态下，物系的相态特征渐趋模糊，即不存在明确的分解线。高温高压单组分相图PTC两组分系统相图多组分系统相图阳离子：22,CaMgKN