2油藏流體的物理性質(zhì)

1、任課教師：潘曉梅 學(xué) 分：6學(xué)分 學(xué)時：96 課程類型：核心專業(yè)課 （考試課） 先修課：油氣藏地質(zhì)分析及應(yīng)用、油水井生產(chǎn)與維護(hù) 后續(xù)課：頂崗實習(xí)基本信息基本信息 總成績=過程考核（70%）+結(jié)果考核（30%） 過程考核： 結(jié)果考核：期末考試（100分）考核方式考核方式考勤考勤課堂課堂表現(xiàn)表現(xiàn)提問提問任務(wù)完任務(wù)完成質(zhì)量成質(zhì)量項目項目考核考核筆記筆記20分20分10分20分20分10分課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容情境一 油氣藏基礎(chǔ)資料分析；情境二 單井動態(tài)分析；情境三 井組動態(tài)分析；情境四 區(qū)塊動態(tài)分析；情境五 聚合物驅(qū)油動態(tài)分析；情境六 油田動態(tài)預(yù)測。項目一 油藏流體資料分析 學(xué)習(xí)情境一 油藏基礎(chǔ)資

2、料分析（1）高溫高壓下，石油中溶解有大量的烴類氣體；油藏流體石 油天然氣地層水油藏流體的特點：儲層烴類：c、h（2）隨溫度、壓力的變化，油藏流體會出現(xiàn)原油脫氣、析蠟、地層水析鹽等相態(tài)變化。項目一 油藏流體資料分析項目一 油藏流體資料分析油層水（底水）油邊水任務(wù)一 天然氣物性分析 天然氣天然氣是從地下采出的、在常溫常壓下呈是從地下采出的、在常溫常壓下呈氣態(tài)的可燃與不可燃?xì)怏w的統(tǒng)稱，其中以烴類氣態(tài)的可燃與不可燃?xì)怏w的統(tǒng)稱，其中以烴類為主并含有少量非烴氣體的混合物。為主并含有少量非烴氣體的混合物。任務(wù)一 天然氣物性分析一、天然氣的組成與分類1. 組成ch47098c2h6c3h8c4h10 非烴氣體

3、（少量）：h2s惰性氣體he、arh2on2coco2c5 烴類氣體：石蠟族低分子飽和烷烴（主要）2. 天然氣組成的表示方法摩爾組成質(zhì)量組成體積組成%100iiinny 1iy%100iiimmw 1iw%100iiivvv 1iv標(biāo)準(zhǔn)狀況kiiiiiimmy1iivy kiiiiiimymyw1按礦藏分汽油蒸汽含量硫含量凝析氣油藏氣氣藏氣貧氣100g/m3100g/m3富氣酸氣1g/m3凈氣 c5h12）潔氣nimym1iig)(二、天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)1天然氣的視相對分子質(zhì)量天然氣的視相對分子質(zhì)量定義：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol天然氣具有的質(zhì)量。計算公式：vmg二、天然氣的物理性質(zhì)

4、天然氣的物理性質(zhì)2天然氣的密度和相對密度天然氣的密度和相對密度密度：相對密度：97.28gggm空氣3. 天然氣的壓縮因子天然氣的壓縮因子理想氣體的假設(shè)條件：1.氣體分子無體積，是個質(zhì)點；2.氣體分子間無作用力；理想氣體狀態(tài)方程：nrtpv天然氣處于高溫、高壓狀態(tài)多組分混合物，不是理想氣體壓縮壓縮因子因子二、天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)壓縮因子：壓縮因子：一定溫度和壓力條件下，一定質(zhì)量氣體實際占有的一定溫度和壓力條件下，一定質(zhì)量氣體實際占有的體積與在相同條件下理想氣體占有的體積之比。體積與在相同條件下理想氣體占有的體積之比。理想實際vvzpnrtv實際znrtpv 實際氣體的狀態(tài)方程：壓縮

5、因子z可以由圖版查得。z1實際氣體較理想氣體難壓縮z1實際氣體成為理想氣體壓縮因子z的物理意義：實際氣體與理想氣體的差別。三、天然氣的體積系數(shù)天然氣的體積系數(shù)地面標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下單位體積天然氣在地層條件下的體積。地面地下vvbgpptzptztppnrtpznrtvvbscscscscscscrg293273/注：在油藏開發(fā)過程中：t基本不變，p不斷變化pzcpzptbscg)293273(四、天然氣的壓縮系數(shù)四、天然氣的壓縮系數(shù)定義：在等溫條件下，當(dāng)壓力變化1mpa時的天然氣的體積變化率。tgpvvc1tgpvvc1或znrtpv 2pzpzpnrtpvpzzpcg11*五、天然氣的粘度五、天然氣

6、的粘度1. 低壓下低壓范圍內(nèi)，氣體的粘度幾乎與壓力無關(guān)。氣體的粘度隨溫度的增加而增加；氣體的粘度隨氣體分子量的增大而減??；氣體的密度較小，分子之間的作用力小，溫度是影響天然氣粘度的主要因素2. 高壓下氣體的粘度隨壓力的增加而增加；在高壓下，氣體密度變大，氣體分子間的相互作用力起主要作用。氣體的粘度隨溫度的增加而減??；氣體的粘度隨氣體分子量的增加而增加。高壓下，氣體的粘度具有類似于液態(tài)粘度的特點。小結(jié) 1. 天然氣的組成和分類 2.天然氣的密度和相對密度 3.天然氣的狀態(tài)方程 4.天然氣的體積系數(shù) 5.天然氣的粘度 6.天然氣的壓縮系數(shù)任務(wù)二 地層原油的物性分析知識目標(biāo)知識目標(biāo)1. 了解原油的組

7、成與分類2. 掌握原油的體積系數(shù)、壓縮系數(shù)、粘度等參數(shù)技能目標(biāo)技能目標(biāo)會整理和分析地層油的物性資料 環(huán)烷烴 芳香烴 其它化合物 烷烴c5c16含氧化合物含硫化合物含氮化合物高分子雜環(huán)化合物苯酚、脂肪酸硫醇、硫醚、噻吩吡咯、吡啶、喹啉、吲哚膠質(zhì)、瀝青質(zhì)一、石油的組成二、石油的分類（地面原油 ）1）根據(jù)石油中的含硫量 少硫原油：0.5% 含硫原油：0.5%2% 高硫原油：2%以上2）根據(jù)石油中的含蠟量 少蠟原油：2%3）根據(jù)石油中膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量 少膠質(zhì)原油：25%三、天然氣在原油中的溶解亨利定律：pr適用條件單組分氣體在液體中的溶解。溶解系數(shù)，其值反映了氣體在液體中溶解能力的大小，標(biāo)m3/mpa

8、亨利定律的物理意義溫度一定，氣體在單位體積液體中的溶解量與壓力成正比。分子結(jié)構(gòu)差異較大的氣液體系。r 溶解度， 壓力為p時單位體積液體中溶解的氣量,標(biāo)m3/m3；40時不同氣體在相對密度為0.873的石油中的溶解度(卡佳霍夫,1956) 1氮氣 2甲烷 3天然氣某天然氣在不同原油中的溶解度曲線1o=0.7389；2o=0.80173o=0.8498；4o=0.9340天然氣在原油中溶解度的典型曲線天然氣在原油中溶解的影響因素：天然氣的溶解曲線不是線性的天然氣的組成石油的組成隨著溫度的升高，天然氣的溶解度下降天然氣中重質(zhì)組分愈多，相對密度愈大，其在原油中的溶解度也愈大相同的溫度和壓力下，同一種天

9、然氣在輕質(zhì)油中的溶解度大于在重質(zhì)油中的溶解度溫度壓力隨著壓力的升高，天然氣的溶解度增大先溶解重?zé)N，曲線較陡；再溶解輕烴，曲線較直，斜率小四、油氣分離易溶解于石油的氣體組分， 不容易從石油中分離出來難溶解于石油的氣體，容易從石油中分離出來分離方式接觸分離(閃蒸脫氣，一次脫氣)微分分離（多級脫氣）多級脫氣礦場常用氣多氣少一次脫氣示意圖接觸脫氣：在等溫條件下，將體系壓力逐漸降低到指定分離壓力，待體系達(dá)相平衡狀態(tài)后，一次性排出從油中脫出的天然氣的分離方式；又稱閃蒸分離、一次脫氣。多級脫氣示意圖2. 多級脫氣 將井產(chǎn)物脫氣過程分為多次進(jìn)行的脫氣方式。3. 接觸和多級脫氣對比井底油樣氣油比r，m3m3兩種

10、方式脫得氣量之差，一次脫氣多級脫氣羅馬什金59.641.430.6次部仁斯克83.071.513.9新季米特175.4144.517.6方式p1mpa氣油比r，m3m3油相對密度氣相對密度p1處閃蒸 p1-0處閃蒸閃蒸0273-0.78070.9733級次0.422910.30.77110.8559對比r閃r級閃級閃級 比較結(jié)果： 結(jié)論： 多級脫氣比接觸脫氣得到的氣更干，氣量更少；油更輕，油量更多。方法方式體系組成氣油比脫出氣脫氣油氣量密度油量密度接觸脫氣一次不變大多大（濕）少大多級脫氣多次變化小少?。ǜ桑┒嘈∥?、地層油的高壓物性分析地層油特點：高溫高壓，溶解有大量的天然氣(一）地層油的溶解氣

11、油比地層油的溶解氣油比rs1.定義單位體積地面油在油藏條件下所溶解的標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積，標(biāo)m3/m3。溶解氣油比是用接觸脫氣的方法得到的天然氣體積為準(zhǔn)。gsovrv2. 影響因素 油氣性質(zhì)溶解氣油比與壓力的關(guān)系 壓力油氣密度差異越小，地層油的溶解氣油比越大。 溫度t，rsppb時 rs=rsip1。影響因素分析：輕烴組分所占比例，bo 組成 油藏溫度t，bo 油藏壓力p, bo當(dāng)ppb時，p, bo 當(dāng)ppb時，當(dāng)p=pb時，bo bomax 溶解氣油比rs, bo體積系數(shù)與壓力的關(guān)系兩相體積系數(shù)：油藏壓力低于泡點壓力時，在給定壓力下地層油和其釋放出氣體的總體積(兩相體積)與它在地面脫氣后的

12、體積(地面原油體積)之比。sfgftvvvbgsssifgbvrrv因為：所以：gssiotbrrbb（四）地層油的等溫壓縮系數(shù)（四）地層油的等溫壓縮系數(shù)定義：在溫度一定的條件下，單位體積地層油隨壓力變化的體積變化率。單位：1/mpappvvpvbffbf由于：booboboobobffbfoppbbbppbbbppvvvc111所以：tffopvvc1（五）地層油的粘度（五）地層油的粘度根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律：yuxxy/影響因素分析：輕烴組分所占比例, o組成溫度t，o壓力溶解氣油比rs, oo o p p、t t 關(guān)系關(guān)系當(dāng)ppb時，p 某油藏原始地層壓力某油藏原始地層壓力 。該油井樣品實驗

13、室。該油井樣品實驗室pvt分析結(jié)分析結(jié)果如下表：果如下表：(實驗室壓點實驗室壓點)，,27.2127.211.5171.517167.5167.523.8123.811.5271.527167.5167.523.1323.131.5301.530167.5167.522.4522.451.5321.532167.5167.521.7721.771.5241.524167.5167.521.0921.091.5371.537167.5167.520.77(20.77()1.5381.538167.5167.50.0048580.00485818.3718.371.4841.484145.8145

14、.80.0054640.00546416.3316.331.4411.441130.3130.30.0061150.00611514.2914.291.4011.4011151150.0070230.007023 （1）從表中可以看出，該油藏原始溶解氣油比 （2）求時，油藏兩相體積系數(shù) （3）當(dāng)?shù)貙訅毫?1.77mpa時，假設(shè)油井日產(chǎn)原油40m3（地面值），問地面日產(chǎn)氣多少？ （4）地層壓力為16.33mpa時，日產(chǎn)天然氣450m3（標(biāo)準(zhǔn)），地面原油2m3，問這些原油、天然氣地層中各 占多少體積？ 六、油藏?zé)N類的相態(tài)相態(tài)：物質(zhì)在一定條件（溫度和壓力）下所處的狀態(tài)。油藏?zé)N類的相態(tài)通常用pt圖研

15、究。相： 某一體系或系統(tǒng)中具有相同成分，相同物理、 化學(xué)性質(zhì)的均勻物質(zhì)部分。 油藏?zé)N類一般有氣、液、固三種相態(tài)相圖多組分烴類系統(tǒng)相圖 四區(qū) 三線 五點 各類油氣藏的開發(fā)特點四區(qū)液相區(qū)反常凝析區(qū)氣液兩相區(qū)氣相區(qū)pct線包圍的陰影部分三線泡點線ac線，液相區(qū)與兩相區(qū)的分界線露點線bc線，氣相區(qū)與兩相區(qū)的分界線等液相線虛線，線上的液量的含量相等ac線以上bc線右下方acb線包圍的區(qū)域五點泡點ac線上的點，也稱飽和壓力點露點bc線上的點臨界點c點，泡點線與露點線的交點臨界凝析壓力點p點，兩相共存的最高壓力點臨界凝析溫度點t點，兩相共存的最高溫度點油藏氣藏油氣藏凝析氣藏各類油氣藏的開發(fā)特點1點油藏液態(tài)壓

16、力下降泡點線(飽和壓力)壓力下降氣液兩相4點凝析氣藏氣態(tài)壓力下降氣液兩相壓力下降氣態(tài)2點飽和油藏液態(tài)壓力稍微下降氣液兩相3點氣藏氣態(tài)壓力下降氣態(tài)任務(wù)三 地層水物性分析地層水油層水(與油同層)和外部水(與油不同層)的總稱油層水底水邊水層間水束縛水外部水上層水下層水構(gòu)造水地層水長期與巖石和地層油接觸地層水中含有大量的無機(jī)鹽一、地層水的礦化度1、地層水中的離子2、礦化度水中礦物鹽的質(zhì)量濃度，通常用ppm表示。單位：mg/l地層水的總礦化度表示水中正負(fù)離子的總和不同油藏的地層水礦化度差別很大主要陽離子：na+k+ca2+mg2+主要陰離子：cl-co32-so42-hco3-二、地層水的分類蘇林分類法

17、具體思路根據(jù)水中na+（包括k+）和cl-的當(dāng)量比，利用水中正負(fù)離子的化合順序，以水中某種化合物出現(xiàn)的趨勢而命名水型。氯化鎂(mgcl2)水型重碳酸鈉(nahco3)水型硫酸鈉(na2so4)水型氯化鈣(cacl2)水型四種水型離子當(dāng)量離子濃度（離子毫克當(dāng)量離子價離子量離子當(dāng)量)ppm三、地層水的高壓物性1. 溶解氣很少地層水溶解鹽類是影響地層水高壓物性的根本原因壓力在10mpa下，1m3地層水中溶解天然氣不超過2m32. 地層水的體積系數(shù)wswfwvvb油藏條件下的體積地面條件下的體積1wb溶解有天然氣的地層水純水地層水體積系數(shù)與壓力、溫度關(guān)系地層水bw受溫度的影響大于受壓力及溶解氣的影響。bw隨溫度的增加而增加