油藏的物理性质

第二章储层流体的物理性质油气的化学组成油气的相态天然气的高压物性地层油的高压物性地层水的高压物性第二章储层流体的物理性质储层流体石油天然气地层水一些分子结构相似的碳氢化合物和少量非碳氢化合物的混合物储层烃类烷烃、环烷烃和芳香烃（1）高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体；储层流体的特点：（2）随温度、压力的变化，油藏流体的物理性质也会发生变化。同时会出现原油脱气、析蜡、地层水析盐或气体溶解等相态转化现象。原因烃类物质的组成是内因；温度、压力是外因。第二章储层流体的物理性质第一节储层烃类的化学组成一、天然气的组成及表示方法、分类

石蜡族低分子饱和烷烃（主要）CH470－98％C2H6C3H8C4H10

非烃气体（少量）H2S惰性气体He、ArH2ON2COCO2>C5组成：指混合物体系中各个成分或组分及其相对含量。1、天然气的组成2、天然气组成的表示方法摩尔组成质量组成体积组成理想气体第一节储层烃类的化学组成矿藏汽油蒸汽含量硫含量凝析气油藏气气藏气干气<100g/m3≥100g/m3富气酸气≥1g/m3净气<1g/m33、天然气的分类（>C5H12）第一节储层烃类的化学组成

环烷烃

芳香烃

其它化合物

烷烃C5～C16含氧化合物：含硫化合物：含氮化合物：高分子杂环化合物：苯酚、脂肪酸硫醇、硫醚、噻吩吡咯、吡啶、喹啉、吲哚胶质、沥青质二、石油的组成、商品性质及分类1、石油的组成第一节储层烃类的化学组成第一节储层烃类的化学组成2、石油的商品性质：馏分组成含硫量沥青质胶质含蜡量凝固点粘度相对密度指标：--148-2.35-20.722.633-63.50.8893任丘P层------3.418.130-12.30.8394川中油田---6.40.260.1517.44.73-7-37.40.9037辽河C区21.85899.511.89.6513.82162.2*-0.9744江汉W区------22.68.3-15.5-12.90.8530玉门L层3518583.70.130.0112.62.04-50-19.230.8699克拉玛依20.54.0974.810.136.2713.986.17-1225.5551.970.9174大港M层11.21.915.88.952.256.627.50-12157.5427.50.9547孤岛G层20979.55.50.473.118.317.93317.9537.690.8845胜利T区2814882.50.15-13.328.624-17.400.8753大庆S区<300℃/%<200℃/%初馏点(℃)70℃50℃馏分组成残碳/%含硫量/%沥青质/%胶质/%含蜡量/%凝固点/℃运动粘度/(cm2/s)相对密度D420

性质原油我国部分油田地面原油性质第一节储层烃类的化学组成含硫量胶质沥青质含量含蜡量少硫原油<0.5%>0.5%含硫原油多胶原油>25％8～25％胶质原油<8％少胶原油高含蜡原油>2％1～2％含蜡原油<1％少蜡原油3、石油的分类第二节油气的相态

油藏烃类的相态通常用相图研究，最常用的是

P-T相图。

油藏烃类一般有气、液、固三种相态。相态：物质在一定条件（一定温度、压力和比容条件）下所处的状态。相态方程第二节油气的相态单组分立体相图第二节油气的相态单组分双参数相图EF泡点临界点饱和蒸汽压线气相区气液两相区液相区HG露点三线三点三区第二节油气的相态单组分双参数相图第二节油气的相态双组分双参数相图第二节油气的相态

四区

三线

五点等液量线泡点线露点线多组分双参数相图第二节油气的相态多组分双参数相图

四区

三线

五点气相区气液两相区液相区反常凝析区第二节油气的相态多组分双参数相图

四区

三线

五点露点泡点临界点临界凝析温度点临界凝析压力点第二节油气的相态各类油气藏的开发特点饱和油藏凝析气藏纯气藏未饱和油藏过饱和油藏第二节油气的相态各类油气藏的开发特点第二节油气的相态各类油气藏的开发特点第三节油气的溶解与分离40℃时不同气体在相对密度为0.873的石油中的溶解度(卡佳霍夫,1956)

1—氮气2—甲烷3—天然气①天然气的组成

天然气中重质组分愈多，相对密度愈大，其在原油中的溶解度也愈大。第三节油气的溶解与分离②石油的组成

相同的温度和压力下，同一种天然气在轻质油中的溶解度大于在重质油中的溶解度。第三节油气的溶解与分离随着温度的升高，天然气的溶解度下降。③温度④压力随着压力的升高，天然气的溶解度增大。第三节油气的溶解与分离分离方式接触分离(闪蒸脱气，一次脱气)微分分离多级脱气矿场常用一次脱气第三节油气的溶解与分离一次脱气示意图特点：油气分离过程中,分离出的气体与油始终保持接触,体系组成不变。特点：脱气是在系统组成不断变化的条件下进行的。多级脱气示意图现场多级分离流程第四节天然气的高压物性一、天然气的视相对分子量和相对密度1、天然气的视相对分子量(平均相对分子量)定义：标准状况下1摩尔天然气的质量。根据Kay混合法则2、天然气的相对密度定义：在标准状态下,天然气密度与干燥空气密度的比值。第四节天然气的高压物性第四节天然气的高压物性二、天然气的视临界参数视临界参数为：2、Kay法则1、实验方法第四节天然气的高压物性3、经验公式方法4、图形方法三、天然气的压缩因子方程理想气体的假设条件：1.气体分子无体积，是个质点；2.气体分子间无作用力；3.气体分子间是弹性碰撞；理想气体状态方程：天然气处于高温、高压状态多组分混合物，不是理想气体压缩因子第四节天然气的高压物性压缩因子：一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有的体积与在相同条件下理想气体占有的体积之比。实际气体的压缩因子状态方程：第四节天然气的高压物性四、天然气的等温压缩系数定义：在等温条件下单位体积气体随压力变化的体积变化值。

或：在等温条件下气体随压力变化的体积变化率。第四节天然气的高压物性五、天然气的体积系数定义：地面标准状态下单位体积天然气在地层条件下的体积。第四节天然气的高压物性六、天然气的粘度1、定义牛顿内摩擦定律运动粘度动力粘度绝对粘度第四节天然气的高压物性1.低压下2、天然气粘度的特点大气压下天然气的粘度曲线①气体的粘度随温度的增加而增加;②气体的粘度随气体分子量的增大而减小；③低压范围内，气体的粘度几乎与压力无关。第四节天然气的高压物性2.高压下①气体的粘度随压力的增加而增加；

在高压下，气体密度变大，气体分子间的相互作用力起主要作用，气体层间产生单位速度梯度所需的层面剪切应力很大。②气体的粘度随温度的增加而减小；③气体的粘度随气体分子量的增加而增加。高压下，气体的粘度具有类似于液态粘度的特点。第四节天然气的高压物性第五节地层油的高压物性高温高压溶解有大量的天然气第五节地层油的高压物性一、地层油的溶解气油比Rs1.定义①地层油在地面进行一次脱气，分离出的气体标准体积与地面脱气油体积的比值，标m3/m3。②单位体积地面油在油藏条件下所溶解的气体的标准体积，标m3/m3。地层油的溶解气油比是用接触脱气的方法得到的。第五节地层油的高压物性

溶解气油比与压力的关系二、地层油的密度和相对密度1.地层油的密度定义：单位体积地层油的质量，kg/m3。一般，地层油的密度小于地面油的密度。？第五节地层油的高压物性2.地面油的相对密度定义：20℃时的地面油密度与4℃时水密度之比。三、地层油的体积系数又称原油地下体积系数，是指原油在地下体积(即地层油体积)与其在地面脱气后的体积之比。一般地，Bo>1。第五节地层油的高压物性两相体积系数：

油藏压力低于泡点压力时，在给定压力下地层油和其释放出气体的总体积(两相体积)与它在地面脱气后的体积(地面原油体积)之比。第五节地层油的高压物性四、地层油的等温压缩系数定义：在温度一定的条件下，单位体积地层油随压力变化的体积变化值，1/MPa。由于：所以：第五节地层油的高压物性五、地层油的粘度轻烃组分所占比例↗,μo↘①组成③温度T↗，μo↘④压力②溶解气油比Rs↗,μo↘μo～P、T关系P<Pb：P＝Pb：P↗，μo↘；μo最小；P>Pb：P↗，μo↗。第五节地层油的高压物性第五节地层油的高压物性参数密度溶解气油比体积系数等温压缩系数粘度组成(轻组分↗)↘↗↗↗↘溶解气油比↗↘∕↗↗↘温度↗↘↘↗↗↘压力↗P<Pb↘↗↗↗↘P=Pb最小R=Rsi最大最大最小P>Pb↗↘↘↗第五节地层油的高压物性某些油田原油物性参数油田名称油层温度(℃)油层压力(MPa)泡点压力(MPa)溶解气油比(m3/m3)体积系数收缩率(%)压缩系数(MPa-1)大庆油田某层457～126.4～11451.09～1.158.3～137.7×10-4华北油田某层90161371.108.510.4×10-4胜利油田某层65231927.51.09558.47.3×10-4中原油田某层1093724.6691.2117.418.3×10-4罗马什金(俄)40178.558.41.1714.511.4×10-4第六节地层水的高压物性地层水：油层水(与油同层)和外部水(与油不同层)的总称。地层水长期与岩石和地层油接触地层水中含有大量的无机盐底水边水层间水束缚水上层水下层水构造水一、地层水的矿化度1、地层水中的离子阳离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+Cl-、CO32-、SO42-、HCO3-阴离子2、矿化度水中矿物盐的质量浓度，通常用mg/l表示地层水的总矿化度表示水中正负离子的总和。不同油藏的地层水矿化度差别很大第六节地层水的高压物性MgCl223945121242813581375658712胜坨S2层NaHCO37711661724106310276442593渤海S2层CaCl2369610706022088187414112152临盘S3层CaCl2373986360244382522880641372304896331中原W层总矿化度CO32-HCO3-SO42-Cl-Ca2+Mg2+Na+(K+)水型离子质量浓度及总矿化度/（mg/L）油田名称我国部分油田地层水资料第六节地层水的高压物性二、地层水的分类苏林分类法具体思路根据水中Na+（包括K+）和Cl-的当量比，利用水中正负离子的化合顺序，以水中某种化合物出现的趋势而命名水型。氯化镁(MgCl2)水型重碳酸钠(NaHCO3)水型硫酸钠(Na2SO4)水型氯化钙(CaCl2)水型第六节地层水的高压物性第六节地层水的高压物性三、地层水的高压物性1.溶解气很少地层水溶解盐类是影响地层水高压物性的根本原因压力在10MPa下，1m3地层水中溶解天然气不超过2m3。第六节地层水的高压物性

地层水中还可能溶有其它非烃类气体,如氯气、二氧化碳