第二章-第二节

第二节地层原油的高压物性

physicspropertyofreservoiroil

athighpressure

张玄奇西安石油大学石油工程学院

油藏物理学——地层原油的高压物性讲课提纲一.地层油随压力，温度的变化情况，研究的内容，意义；二.原油的物理性质和分类；三.地层油的溶解油气比（定义，规律）；四.体积系数（单相，两相）；五.压缩系数（定义，常规油的之值）；六.粘度（定义，变化规律，应用情况）；

油藏物理学——地层原油的高压物性第二节地层原油的高压物性地层油在高温、高压下溶解有大量的天然气，其高压物性与地面原油有很大的区别，如粘度、比重、压缩率等都不同。随着油藏的开发，压力、温度的不断降低，油中的溶解气不断释出，地层油的性质也在不断变化。因此有必要了解地层油物理性质的变化及其影响因素。这对分析油藏动态、渗流计算及工艺计算都是不可缺少的。

油藏物理学——地层原油的高压物性一.原油的物理性质和分类原油是石蜡族烷烃﹑环烷烃和芳香烃等不同烃类及各种氧﹑硫﹑氮的化合物组成的混合物。

1.按胶质—沥青质含量分类gum-asphalt胶质—沥青质在原油中形成胶体结构，对原油的流动性有很大影响，可形成高粘度的原油。

少胶原油：原油中胶质—沥青质含量在8%以下；

胶质原油：原油中胶质—沥青质含量在8~25%；

多胶原油：原油中胶质—沥青质含量>25%。（一）.地面原油的分类classification

油藏物理学——地层原油的高压物性2.按含蜡量分paraffin/wax：含蜡量影响其凝固点:含蜡量越高,则其凝固点越高.它对原油的开采和集输带来麻烦.

少蜡原油:含蜡量<1%

含蜡原油：含蜡量1~2%

高含蜡原油:含蜡量大于2%

油藏物理学——地层原油的高压物性3﹑按含硫量分sulphur：硫对人畜有害，腐蚀钢材，对炼油不利，经燃烧而生成的二氧化硫对环境有污染。

低硫原油：S<0.5%

含硫原油：S:0.5%~2%

高硫原油:S＞2%。

油藏物理学——地层原油的高压物性4﹑按原油关键组分划分keycomposition：

凝析油：密度小于0.82g/cm3(20℃)的原油；

石蜡基原油：密度在0.82~0.89g/cm3(20℃)的原油；

混合原油:密度在0.89~0.93g/cm3(20℃)的原油；

环烷基原油：密度大于0.93g/cm3(20℃)的原油。

油藏物理学——地层原油的高压物性5﹑按地面脱气原油相对密度分类relativedensityofgasfreeoil：

轻质油：相对密度＜0.855，API度＞34；

中质油：相对密度在0.855～0.934，API度在34～20；

重质油：相对密度＞0.934，API度＜20；

油藏物理学——地层原油的高压物性(二)地层原油的分类formationoil：

低粘油:在油藏条件下原油粘度低于5mPa.s；中粘油:在油藏条件下原油粘度在5~20mPa.s；高粘油：在油藏条件下原油粘度在20~50mPa.s；稠油：在油藏条件下原油粘度高于50mPa.s。

油藏物理学——地层原油的高压物性(三)原油的物理性质physicsproperty:1.颜色：呈棕褐色、黑褐色、黑绿色、黄色、棕黄色、浅红色等；2.原油的密度和相对密度：

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相对密度：某一温度和压力下原油的密度与水的密度之比。

API度（AmericaPetroleumInstitute）：欧美等各国表示相对密度的方法。它与60F（15.6℃）原油相对密度的关系为：

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3.凝固点settingtemperature：原油的凝固点是指原油冷却过程中由流动态到失去流动性的临界温度点。与原油中的含蜡量、沥青胶质含量及轻油含量等有关。原油的凝固点在－56～50℃，高于40℃的原油称为高凝油。

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4.

原油的粘度viscosity：粘度是指粘性流体流动时内部摩擦而引起的阻力大小的量度。

5.

闪点flashpoint：是指可燃液体的蒸汽同空气的混合物在临近火焰时能短暂闪火时的温度。大气压对闪点也有一定的影响。原油的闪点一般在30～180℃。

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6.荧光性fluorescence：原油在紫外光照射下发出一种特殊光亮的特征称为原油的荧光性。这是一种冷发光现象，与原油的组分有关。

密度／g/cm3荧光颜色＞0.9659棕色0.9659～0.9042桔红色0.9042～0.8498黄－乳白色0.8498～0.8251白色＜0.8251白色－紫色

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7.旋光性opticalrotation/activity：是指偏光通过原油时，偏光面对其原来的位置旋转一定角度的光学特征。偏光面旋转的角度叫旋光角。原油的旋光角一般小于1，极个别的可以大于1。

8.导电率electricconductivity：原油为非导体，原油的导电率为1011～1018Ω.m。

油藏物理学——地层原油的高压物性二.地层油的溶解油气比（oil-gasRatio）1.R=Vg/VoS

定义：单位体积或单位质量的地面原油在地层条件下所溶解的天然气的体积。其中：Vg：地层油在地面脱出的气量，m3；Vos：地面脱气原油体积，m3；Rsi：在地层条件下原油的溶解油气比，m3/m3。

油藏物理学——地层原油的高压物性2.R（P）（见右图）P>Pb时，R不变；P<Pb时，P↓R↓

3.R（T、组成）

T↑，R↓；γg

↑，R↑；γo↓，R↑

油藏物理学——地层原油的高压物性三.地层油的体积系数(coefficientofvolumetricexpansion)

1.定义：原油在地层条件下的体积与其在地面的体积之比。（对3000米左右的井，Bo>1，对5000~7000米的井，Bo>5）

油藏物理学——地层原油的高压物性2.影响因素P<Pb时，P↑Bo↑；T↑Bo↓P=Pb时，Bo=BoiT对Bo无影响；P>Pb时，P↑Bo↓

T对Bo无影响。

油藏物理学——地层原油的高压物性3.地层油的两相体积系数

定义:当油藏压力低于饱和压力时,在某一压力下,地层油的体积与释放出的气体的体积之和与地面条件下脱气油的体积之比。在压力P下,分离出的气体体积为:(R-Ro)VSBg则：

油藏物理学——地层原油的高压物性讨论：

1.P≥Pb时，u=Bo

2.P<Pb时，u=Bo+(Ro-R)Bg

3.P=0.101MPa时，u=Bo+Ro(R=0,Bg=1)

油藏物理学——地层原油的高压物性三.地层油的压缩系数(compressibilityfactorofreservoiroil)定义：在等温过程中，在压力变化单位压力时，原油体积的变化率。

油藏物理学——地层原油的高压物性对高于泡点压力下,地层油的压缩系数可按对应压力下的体积系数求出。R↑，Co↑脱气油：(4~7)×10-4/MPa溶气油：(10~140)×10-4/MPa2.Co不是常数，是压力的函数。

油藏物理学——地层原油的高压物性四.地层油的粘度viscosity地层油的粘度是压力、温度及组成的函数。１.T↑μ↓；2.T一定，沥青含量是越高，μ↑。

３.P<Pb，P↑，μ↓↓P>Pb，P↑，μ↑（不多）４.R↑，μ↓；

油藏物理学——地层原油的高压物性五.超深地层油气性质的特点

对超过5000米～7000米的油气藏，通常不会