第四章-儲(chǔ)層流體的高壓物性

1、油藏物理課程1第一節(jié) 地層油的高壓物性1第二節(jié) 地層水的高壓物性第四章 儲(chǔ)層流體的高壓物性本節(jié)內(nèi)容l地層原油溶解氣油比l地層原油密度和相對(duì)密度l地層原油體積系數(shù)l地層原油壓縮系數(shù)l地層原油粘度本節(jié)重點(diǎn) 地層油高壓物性參數(shù)定義、影響因素及確定方法本節(jié)難點(diǎn) 兩相體積系數(shù)的定義及計(jì)算公式推導(dǎo) 各高壓物性參數(shù)的影響因素分析第一節(jié) 地層油的高壓物性地層原油的特點(diǎn)：處于地層的高溫高壓下，且溶解有 大量的天然氣oooVmosof地層油的密度是指單位體積地層油的質(zhì)量1. 地層油密度 o為地層油密度，kg/m3mo為地層油質(zhì)量，kg;Vf為地層油體積，m3由于溶解氣的關(guān)系，地層油密度比地面脫氣油密度小定義二、地

2、層油的密度和相對(duì)密度l 溶解氣油比： Rs ，o ；l 溫度:l 組成: 輕組分 ， o l 壓力:PPb：P ， o T ， o ；1. 地層油密度 影響因素二、地層油的密度和相對(duì)密度2. 地層油的相對(duì)密度 礦場(chǎng)上習(xí)慣使用地面油相對(duì)密度：20時(shí)的地面油密度與4時(shí)水密度之比, 用符號(hào)204()od或當(dāng)壓力高于飽和壓力時(shí),地層油相對(duì)密度與地層油體積系數(shù)有較好的比例關(guān)系： oioboboiBB5 .1315 .141oAPI420woo二、地層油的密度和相對(duì)密度1. 定義單位體積地面原油在地層條件下所溶有的天然氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積osgssVVR 1 m3 Rs溶解氣油比，標(biāo)m3/m3Vgs原油在

3、地面脫出氣量，標(biāo)m3Vos地面脫氣油體積，m3Rs表示單位體積地面原油在地層條件下所溶解 的天然氣量；度量了地層原油中溶解氣量的多少二、地層原油的溶解氣油比 例：一油藏原油儲(chǔ)量為N(地面)m3,原始溶解氣油比Rsi(標(biāo)m3/m3),求儲(chǔ)氣量G(標(biāo)m3) ？ 解：G=NRsi (標(biāo)m3) 1 m3 原始溶解氣油比Rsi:原始狀態(tài)下的溶解氣油比平均生產(chǎn)氣油比Rp:累積產(chǎn)氣量(標(biāo)m3)與累積產(chǎn)油量的比值二、地層原油的溶解氣油比2. 地層油溶解氣油比RsP曲線特點(diǎn)u油藏原始條件下的Rs稱原始溶解氣油比RsiuPPb：RsRsiuPPb：PRs二、地層原油的溶解氣油比3. 溶解油氣比Rs 與溶解度Rs

4、的區(qū)別l 表達(dá)式不同 油氣比Rs = 分出氣V (標(biāo))脫氣油V (標(biāo)) 溶解度Rs = 能溶解的氣V (標(biāo))油V (標(biāo))l 物理意義不同 油氣比反映地層油溶解氣的能力大小 溶解度反應(yīng)氣在油中溶解的難易程度二、地層原油的溶解氣油比l 曲線的形態(tài)不同：u油氣比曲線有最大值平緩段u溶解度曲線無最大值uPPb時(shí)，兩者數(shù)值上相等： 油氣比Rs溶解度RsuPPb時(shí)，數(shù)值上氣油比Rs Rs(多級(jí)脫氣)4. 影響溶解氣油比的因素二、地層原油的溶解氣油比原油在地下體積Vof與其在地面脫氣后的體積Vos之比 1 m3 1. 定義Bo反映了地層油地面后的體積變化幅度在高壓下，原油會(huì)受到壓縮，但地層原油Bo1Vof地

5、層油體積，m3Vos地面脫氣油體積，(標(biāo))m3Bo地層油體積系數(shù)，(標(biāo))m3m3(溶解氣 熱膨脹 彈性壓縮的影響)osofoVVB 三、地層原油的體積系數(shù)壓力大于飽和壓力時(shí)，壓力降低，體積膨脹，可以發(fā)揮彈性作用采油降壓降壓2. 影響原油體積系數(shù)的因素溶解氣量：油氣比RsBo地層溫度：TBo(熱膨脹)地層壓力：lPPb：PBo（Rs）lPPb：Bo= Bomax最大lPPb：PBo （Rs=Rsi，P,油受到壓縮）三、地層原油的體積系數(shù)VoiVfVgfVosVgsPPb當(dāng)PPb時(shí),在給定壓力下地層油和析出氣體的總體積(兩相體積)與它在地面脫氣后的體積之比，常用符號(hào)Bt表示Voi油藏原始條件下地層

6、油體積Vof P時(shí)，地層油中分離出的 油的體積Vgf PPb時(shí), 從Voi中分離出的氣體體積Vgs為Vf體積地層油在地面分離出來氣體體積Vos為Vf體積地層油在地面脫氣后體積osgfoftVVVB(1) 定義三、地層原油的體積系數(shù)3. 地層油氣兩相體積系數(shù)Bt sgfosgfsofsgfoftVVBVVVVVVVBVoiVfVgfVosVgsPPbPiPbVgf （地層油在原始Pi下溶解的氣量 -目前P下溶解的氣量)折算到目前地層P RsVgsVosBg=VgfVgsRsVs（RsiRs）VsBgRsiVsgssiotBRRBB)(u將Vgf 帶入Bt 式中有：u地層油氣兩相體積系數(shù)sgsss

7、iotVBVRRBB)(2)Bt 的求取三、地層原油的體積系數(shù)(3) BtP 曲線特點(diǎn)uBt 在PPb時(shí)才存在uPBt 快速uPPb時(shí)，Rs= Rsi Bt 最小：BtminBob兩相體積系數(shù)最小值等于單相體積系數(shù)最大值uP=1atm，Rs=0，Bg=1，Bo=1gssiotBRRBB)(Bt=Bo+Rsi=1+Rsi（最大）三、地層原油的體積系數(shù)TofofoPVVC)(1Co壓縮系數(shù)，1MPaVf地層原油體積Co表示每降低單位壓力，單位體積原油膨脹具有的驅(qū)油能力；定量描述了地層油的彈性能大小在地層PPb時(shí)，Co才有意義1. 定義Co：溫度一定時(shí)，當(dāng)壓力改變單位壓力時(shí)，單位體積地層原油的體積變

8、化率四、地層原油的壓縮系數(shù)PPBBBCbooboo12. 壓縮系數(shù)Co 的求取據(jù)Co 定義：l 據(jù)BoVofVos 得：PVVPVVCofofTofofo1)(1l PPb 時(shí)，VfVb 為最大：PPVVVCobofobofo1實(shí)驗(yàn)測(cè)定Co公式用Bo計(jì)算Co公式四、地層原油的壓縮系數(shù) PPb時(shí)，Co-P曲線才存在 PCoPPb，Co最大掌握CoP 曲線特點(diǎn)3. 影響Co 的因素l 溶解氣量：氣油比RsCo l 地層溫度：T Co l 地層壓力：地層的等溫壓縮系數(shù)不是定值,在不同壓力區(qū)間上其數(shù)值不同Co(脫氣原油)=4710-4/MPa Co(地層原油)=(10140)10-4/MPa四、地層原

9、油的壓縮系數(shù)1. 定義o：地層原油流動(dòng)時(shí)，原油分子層間的內(nèi)摩擦阻力地層油粘度反映原油流動(dòng)的難易程度2. 影響地層原油粘度的因素(1)原油組成的影響 重組分o 膠質(zhì)、瀝青o五、地層原油的粘度(2)溫度的影響：溫度 粘度 l 溫度增加，液體分子運(yùn)動(dòng)速度增大，液體分子間引力減小，粘度降低l 據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì),在一定的溫度范圍內(nèi),溫度每升高10，原油粘度約下降一半l 熱力采油方法提高石油采收率的主要機(jī)理就是以提高溫度大幅度降低原油粘度為基礎(chǔ)的原油粘度與溫度的關(guān)系近似對(duì)數(shù)曲線 五、地層原油的粘度(3)溶解氣的影響Rs 液層的內(nèi)摩擦力o(4)壓力的影響9 PPb：Po PPb：o最小 PPb：Po五、地層原

10、油的粘度參數(shù)密度Rs體積系數(shù)等溫壓縮系數(shù)o組成(輕組分 ) 溶解氣油比 溫度 壓力 PPb 地層油的高壓物性總結(jié)表習(xí) 題 某實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行儲(chǔ)層流體高壓物性分析，在地層溫度93.3和原始地層壓力20MPa下，PVT筒內(nèi)有316cm3的油樣。當(dāng)筒內(nèi)壓力降到飽和壓力17MPa時(shí)，筒內(nèi)油樣的體積為320cm3。當(dāng)筒內(nèi)壓力降到13.6MPa時(shí)，樣品體積增加到335.2cm3，放出 4.1L氣體后，筒內(nèi)只剩單相原油303cm3。再將壓力降到 0.1MPa，溫度降到20，排出16.4升氣體,筒內(nèi)原油體積為230cm3。試計(jì)算：(1) 原始溶解油氣比(2) 壓力13.6MPa時(shí)原油兩相體積系數(shù)(3) 壓力在201

11、7MPaMPa區(qū)間原油平均壓縮系數(shù)(4) 原油原始單相體積系數(shù)(5) 壓力13.6MPaMPa時(shí)溶解油氣比(6) 壓力13.6MPaMPa時(shí)原油單相體積系數(shù)(7) 壓力13.6MPaMPa時(shí)氣體體積系數(shù)(8) 壓力13.6MPaMPa時(shí)氣體壓縮因子(9) 壓力17MPaMPa時(shí)溶解油氣比(10) 壓力17MPaMPa時(shí)原油單相體積系數(shù)習(xí) 題1、概念 體積系數(shù)、壓縮系數(shù)、溶解氣油比、相對(duì)密度、兩相體積系數(shù)2、掌握溶解氣油比隨壓力的變化規(guī)律；3、掌握體積系數(shù)的變化規(guī)律4、掌握影響原油粘度的因素和機(jī)理掌握內(nèi)容（全部）地層水的特點(diǎn)：處于地層的高溫、高壓下，溶解有大量的無機(jī)鹽及少量烴類本節(jié)內(nèi)容l 地層水

12、的高壓物性本節(jié)重點(diǎn)l 地層水各高壓物性參數(shù)的定義、影響因素及確定方法第二節(jié) 地層水的高壓物性wsgwVVR/標(biāo)1. 定義 Rw：?jiǎn)挝坏孛骟w積水在地層溫度、壓力下溶解的氣量在標(biāo)態(tài)下的體積式中：Rw地層水中天然氣溶解量，（標(biāo)）m3m3 Vg標(biāo)地層水中氣量，（標(biāo)）m3 Vws地面水的體積；（標(biāo)）m3一、天然氣在地層水中的溶解度l 壓力 PRwl 溫度：不明顯 T50, T Rw l 礦化度 礦化度Rw2. 影響Rw因素天然氣在地層水中的溶解度極低一、天然氣在地層水中的溶解度一、天然氣在地層水中的溶解度wwRR溶解度隨含鹽量上升天然氣在水中的溶解能力下降 l 用圖(a)圖版確定純水中天然氣的溶解度l

13、用圖(b)圖版進(jìn)行含鹽量校正3. Rw的求取即使很小，也可能形成水溶性氣藏溶解度主要取決于壓力,隨壓力的升高而升高 ，隨溫度變化不大wswfwVVB gwoBBB一般Bw=0.971.06，取Bw1.0Bw地層水體積系數(shù),(標(biāo))m3m3Vwf地層水體積，m3Vws地面水的體積,(標(biāo))m31. 定義Bw：地層水在地下壓力溫度條件下的體積與其在地面條件下的體積之比值。二、地層水的體積系數(shù)l 壓力 PBwl 溫度 TBwl 天然氣溶解度 RwBwl 礦化度：礦化度Bw2. 影響B(tài)w 因素二、地層水的體積系數(shù)TwwwpVVC1gowCCCCw一般為3.7510-4/MPa1. 定義Cw：當(dāng)T=const時(shí)，單位體積地層水當(dāng)壓力改變單位壓力時(shí)其體積的變化率三、地層水的壓縮系數(shù)2. 影響Cw因素：l 壓力 PCwl 溫度 T50, T Cw l 天然氣溶解度 RwCwl 礦化度 礦化度Cw三、地層水的壓縮系數(shù)3.Cw求?。簣D版法查圖版確定無