油藏流体的物理性质.ppt

1、第二章 油藏流体的物理性质,（1）高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体；,油藏流体,石油,天然气,地层水,油藏流体的特点：,储层烃类：C、H,（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。,第一节 油气的化学组成,一、天然气的组成,石蜡族低分子饱和烷烃（主要）,CH4,7098,非烃气体（少量）,C5,天然气组成的表示方法,摩尔组成,质量组成,体积组成,矿藏,汽油蒸汽含量,硫含量,凝析气,油藏气,气藏气,天然气的分类,环烷烃,芳香烃,其它化合物,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、

2、硫醚、噻吩,吡咯、吡啶、喹啉、吲哚,胶质、沥青质,二、石油的组成,商品性质指标：,馏分组成,含硫量,沥青质,胶质,含蜡量,凝固点,粘度,相对密度,第二节 油气的相态,相态：物质在一定条件（温度和压力）下所处的状态。,油藏烃类的相态通常用PT图研究。,相： 某一体系或系统中具有相同成分，相同物理、 化学性质的均匀物质部分。,油藏烃类一般有气、液、固三种相态,相图,多组分烃类系统相图,四区,三线,五点,各类油气藏的开发特点,四区,液相区,反常凝析区,气液两相区,气相区,PCT线包围的阴影部分,三线,泡点线,AC线，液相区与两相区的分界线,露点线,BC线，气相区与两相区的分界线,等液相线,虚线，线上

3、的液量的含量相等,AC线以上,BC线右下方,ACB线包围的区域,五点,泡点,AC线上的点，也称饱和压力点,露点,BC线上的点,临界点,C点，泡点线与露点线的交点,临界凝析压力点,P点，两相共存的最高压力点,临界凝析温度点,T点，两相共存的最高温度点,油藏,气藏,油气藏,凝析气藏,各类油气藏的开发特点,1点油藏,液态,压力下降,泡点线(饱和压力),压力下降,气液两相,4点凝析气藏,气态,压力下降,气液两相,压力下降,气态,2点饱和油藏,液态,压力稍微下降,气液两相,3点气藏,气态,压力下降,气态,第三节 油气的溶解与分离,一、天然气在原油中的溶解,1.亨利定律：,适用条件,单组分气体在液体中的溶

4、解。,溶解系数，其值反映了气体在液体中溶解能力的大小，标m3/MPa,亨利定律的物理意义,温度一定，气体在单位体积液体中的溶解量与压力成正比。,分子结构差异较大的气液体系。,Rs 溶解度， 压力为P时单位体积液体中溶解的气量,标m3/m3；,天然气在原油中溶解度典型曲线,2. 影响天然气在原油中溶解的因素,天然气的溶解曲线不是线性的,先溶解重烃，曲线较陡；再溶解轻烃，曲线较直，斜率小。, 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。, 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。,随着温度的升高，天然气的溶解度下降。,

5、温度, 压力,随着压力的升高，天然气的溶解度增大。, 脱气方式, 在溶解过程中，天然气和石油的接触时间和接触面的大小，影响气体的溶解度。,一次脱气测得的溶解度大，微分脱气小。,二、油气分离,易溶解于石油的气体组分， 不容易从石油中分离出来,难溶解于石油的气体，容易从石油中分离出来,分离方式,接触分离(闪蒸脱气，一次脱气),微分分离（多级脱气）,多级脱气,矿场常用,气多,气少,一次脱气示意图,多级脱气示意图,第四节 地层油的高压物性,地层油：,高温高压，溶解有大量的天然气,一、地层油的溶解气油比Rs,1. 定义,在油藏温度和压力下地层油中溶解的气量，标m3/m3。,单位体积地面油在油藏条件下所溶

6、解的标准状况下的气体体积，标m3/m3。,地层油的溶解气油比是用接触脱气的方法得到的。,2. 影响因素, 油气性质,油气密度差异越小，地层油的溶解气油比越大。,二、地层油的密度和相对密度,1.地层油的密度,地层油的密度是指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。,2.地面油的相对密度,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，Bo1。,影响因素分析：, 油藏压力,当P=Pb时，Bo Bomax,体积系数与压力的关系,两相体积系数：,油藏压力低于泡点

7、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。,因为：,所以：,四、地层油的等温压缩系数,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率，1/MPa,由于：,所以：,影响因素分析：,五、地层油的粘度,根据牛顿内摩擦定律：,影响因素分析：,温度,T，o,压力,o P、T 关系,当P=Pb时，o omin,一、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,第五节 天然气的高压物

8、性,体积系数,压缩系数,粘度,压缩因子,压缩因子,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。,实际气体的状态方程：,压缩因子Z可以由图版查得。,压缩因子Z的物理意义：,实际气体与理想气体的差别。,二、天然气的体积系数,地面标准状态下单位体积天然气在地层条件下的体积。,三、天然气的等温压缩系数,在等温条件下单位体积气体随压力变化的体积变化率。,四、天然气的粘度,1. 低压下,大气压下天然气的粘度曲线,气体的粘度随温度的增加而增加；,气体的粘度随气体分子量的增大而减小；,低压范围内，气体的粘度几乎与压力无关。,2. 高压下,气体的粘度随压力的

9、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。,气体的粘度随温度的增加而减小；,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,油层水,底水,边水,层间水,束缚水,外部水,上层水,下层水,构造水,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,一、地层水的矿化度,1、地层水中的离子,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

10、差别很大,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,三、地层水的高压物性,1. 溶解气,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2m3,2. 地层水的体积系数,溶解有天然气的地层水,纯水,地层水体积系数与压力、温度关系,地层水Bw受温度的影响大于受压力及溶解气的影响。,Bw随温度的增加而增加；,溶解有天然气的水比纯水的体积系数大些；,Bw随压力的增加而减小；,综合分析：,3. 等温压缩系数,无溶解气地层水压缩系数,随压力上升,地层水压缩系数下降；,随温度上升地层水压缩系数先下降后上升