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oooVmosof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/m3mo为地层油质量，kg;Vf为地层油体积，m3由于溶解气的关系，地层油密度比地面脱气油密度小定义二、地

2、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204()od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： oioboboiBB5 .1315 .141oAPI420woo二、地层油的密度和相对密度1. 定义单位体积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osgssVVR 1 m3 Rs溶解气油比，标m3/m3Vgs原油在

3、地面脱出气量，标m3Vos地面脱气油体积，m3Rs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. 地层油溶解气油比RsP曲线特点u油藏原始条件下的Rs称原始溶解气油比RsiuPPb：RsRsiuPPb：PRs二、地层原油的溶解气油比3. 溶解油气比Rs 与溶解度Rs

4、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RsuPPb时，数值上气油比Rs Rs(多级脱气)4. 影响溶解气油比的因素二、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Bo1Vof地

5、层油体积，m3Vos地面脱气油体积，(标)m3Bo地层油体积系数，(标)m3m3(溶解气 热膨胀 弹性压缩的影响)osofoVVB 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lPPb：PBo （Rs=Rsi，P,油受到压缩）三、地层原油的体积系数VoiVfVgfVosVgsPPb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

6、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osgfoftVVVB(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 sgfosgfsofsgfoftVVBVVVVVVVBVoiVfVgfVosVgsPPbPiPbVgf （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 RsVgsVosBg=VgfVgsRsVs（RsiRs）VsBgRsiVsgssiotBRRBB)(u将Vgf 带入Bt 式中有：u地层油气两相体积系数sgsss

7、iotVBVRRBB)(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uP=1atm，Rs=0，Bg=1，Bo=1gssiotBRRBB)(Bt=Bo+Rsi=1+Rsi（最大）三、地层原油的体积系数TofofoPVVC)(1Co压缩系数，1MPaVf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

8、化率四、地层原油的压缩系数PPBBBCbooboo12. 压缩系数Co 的求取据Co 定义：l 据BoVofVos 得：PVVPVVCofofTofofo1)(1l PPb 时，VfVb 为最大：PPVVVCobofobofo1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

9、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

10、油的粘度参数密度Rs体积系数等温压缩系数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335.2cm3，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

11、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，溶解有大量的无机盐及少量烃类本节内容l 地层水

12、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wsgwVVR/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 PRwl 温度：不明显 T50, T Rw l 矿化度 矿化度Rw2. 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wwRR溶解度随含盐量上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

13、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wswfwVVB gwoBBB一般Bw=0.971.06，取Bw1.0Bw地层水体积系数,(标)m3m3Vwf地层水体积，m3Vws地面水的体积,(标)m31. 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 PBwl 温度 TBwl 天然气溶解度 RwBwl 矿化度：矿化度Bw2. 影响Bw 因素二、地层水的体积系数TwwwpVVC1gowCCCCw一般为3.7510-4/MPa1. 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 PCwl 温度 T50, T Cw l 天然气溶解度 RwCwl 矿化度 矿化度Cw三、地层水的压缩系数3.Cw求取：图版法查图版确定无