油藏流體的物理性質(zhì)

第二章儲(chǔ)層流體的物理性質(zhì)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成油氣的相態(tài)天然氣的高壓物性地層油的高壓物性地層水的高壓物性油氣的溶解與分離第二章儲(chǔ)層流體的物理性質(zhì)儲(chǔ)層流體石油天然氣地層水一些分子結(jié)構(gòu)相似的碳?xì)浠衔锖蜕倭糠翘細(xì)浠衔锏幕旌衔飪?chǔ)層烴類烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴第二章儲(chǔ)層流體的物理性質(zhì)（1）高溫高壓，且石油中溶解有大量的烴類氣體；儲(chǔ)層流體的特點(diǎn)：（2）隨溫度、壓力的變化，油藏流體的物理性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化。同時(shí)會(huì)出現(xiàn)原油脫氣、析蠟、地層水析鹽或氣體溶解等相態(tài)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。原因烴類物質(zhì)的組成是內(nèi)因；溫度、壓力是外因。第二章儲(chǔ)層流體的物理性質(zhì)混合物體系中各個(gè)成分或組分及其相對(duì)含量第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成一、天然氣的組成及表示方法、分類

石蠟族低分子飽和烷烴（主要）CH470－98％C2H6C3H8C4H10

非烴氣體（少量）H2S惰性氣體He、ArH2ON2COCO2>C51、天然氣的組成第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成2、天然氣組成的表示方法摩爾組成質(zhì)量組成體積組成理想氣體相對(duì)分子量第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成礦藏汽油蒸汽含量硫含量凝析氣油藏氣氣藏氣3、天然氣的分類第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成礦藏汽油蒸汽含量硫含量凝析氣油藏氣氣藏氣干氣<100g/m3≥100g/m3富氣酸氣≥1g/m3凈氣<1g/m33、天然氣的分類（>C5H12）第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成

環(huán)烷烴

芳香烴

其它化合物

烷烴C5～C16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)二、石油的組成、商品性質(zhì)及分類1、石油的組成第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成2、石油的商品性質(zhì)餾分組成含硫量瀝青質(zhì)膠質(zhì)含蠟量凝固點(diǎn)粘度相對(duì)密度指標(biāo)：--148-2.35-20.722.633-63.50.8893任丘P層------3.418.130-12.30.8394川中油田---6.40.260.1517.44.73-7-37.40.9037遼河C區(qū)21.85899.511.89.6513.82162.2*-0.9744江漢W區(qū)------22.68.3-15.5-12.90.8530玉門L層3518583.70.130.0112.62.04-50-19.230.8699克拉瑪依20.54.0974.810.136.2713.986.17-1225.5551.970.9174大港M層11.21.915.88.952.256.627.50-12157.5427.50.9547孤島G層20979.55.50.473.118.317.93317.9537.690.8845勝利T區(qū)2814882.50.15-13.328.624-17.400.8753大慶S區(qū)<300℃/%<200℃/%初餾點(diǎn)(℃)70℃50℃餾分組成殘?zhí)?%含硫量/%瀝青質(zhì)/%膠質(zhì)/%含蠟量/%凝固點(diǎn)/℃運(yùn)動(dòng)粘度/(cm2/s)相對(duì)密度D420

性質(zhì)原油我國(guó)部分油田地面原油性質(zhì)第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成含硫量膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量含蠟量3、石油的分類低硫原油<0.5%0.5～2.0%含硫原油>0.5%高硫原油地面原油分類關(guān)鍵組分相對(duì)密度第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成含硫量膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量含蠟量3、石油的分類地面原油分類關(guān)鍵組分相對(duì)密度多膠原油>25％8～25％膠質(zhì)原油<8％少膠原油第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成含硫量膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量含蠟量3、石油的分類地面原油分類關(guān)鍵組分相對(duì)密度高含蠟原油>2％1～2％含蠟原油<1％少蠟原油第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成含硫量膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量含蠟量3、石油的分類地面原油分類關(guān)鍵組分相對(duì)密度環(huán)烷基原油>0.93g/cm3(20℃)0.89～0.93g/cm3(20℃)混合基原油0.82～0.89g/cm3(20℃)石蠟基原油<0.82g/cm3(20℃)凝析油第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成含硫量膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量含蠟量3、石油的分類地面原油分類關(guān)鍵組分相對(duì)密度重質(zhì)油中質(zhì)油輕質(zhì)油<0.8550.855～0.934>0.934第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成低粘油中粘油高粘油3、石油的分類地層原油分類稠油凝析油粘度μo油層

<5mPa?s5<μo油層

<20mPa?s20<μo油層

<50mPa?sμo油層

>50mPa?s，γo

>0.92γo

<0.82，凝析氣藏析出的液態(tài)烴揮發(fā)油相態(tài)接近臨界點(diǎn)，γo

<0.825，Bo>1.75，210<Rs<1200m3/m3高凝油凝固點(diǎn)>40℃第一節(jié)儲(chǔ)層烴類的化學(xué)組成3、石油的分類中國(guó)稠油分類注蒸汽>0.9800>50000Ⅲ超稠油（天然瀝青）注蒸汽>0.950010000～50000Ⅱ特稠油注蒸汽>0.9200150①～10000Ⅰ-2常規(guī)或注蒸汽>0.920050①～150①Ⅰ-1Ⅰ普通稠油級(jí)別名稱開(kāi)采方式輔助指標(biāo)相對(duì)密度主要指標(biāo)粘度(mPa.s)稠油分類注：①指油層條件下粘度，其它指油層溫度下脫氣油粘度。第二節(jié)油氣的相態(tài)

油藏?zé)N類的相態(tài)通常用相圖研究，最常用的是

P-T相圖。

油藏?zé)N類一般有氣、液、固三種相態(tài)。相態(tài)：物質(zhì)在一定條件（一定溫度、壓力和比容條件）下所處的狀態(tài)。相態(tài)方程第二節(jié)油氣的相態(tài)單組分立體相圖第二節(jié)油氣的相態(tài)單組分雙參數(shù)相圖EF泡點(diǎn)臨界點(diǎn)飽和蒸汽壓線氣相區(qū)氣液兩相區(qū)液相區(qū)HG露點(diǎn)三線三點(diǎn)三區(qū)臨界點(diǎn)：體系中兩相共存的最高壓力和最高溫度點(diǎn)第二節(jié)油氣的相態(tài)

四區(qū)

三線

五點(diǎn)等液量線泡點(diǎn)線露點(diǎn)線多組分雙參數(shù)相圖第二節(jié)油氣的相態(tài)多組分雙參數(shù)相圖

四區(qū)

三線

五點(diǎn)氣相區(qū)氣液兩相區(qū)液相區(qū)反常凝析區(qū)第二節(jié)油氣的相態(tài)多組分雙參數(shù)相圖

四區(qū)

三線

五點(diǎn)露點(diǎn)泡點(diǎn)臨界點(diǎn)臨界凝析溫度點(diǎn)臨界凝析壓力點(diǎn)第二節(jié)油氣的相態(tài)多組分雙參數(shù)相圖飽和油藏凝析氣藏純氣藏未飽和油藏過(guò)飽和油藏四區(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(diǎn)線AC線，液相區(qū)與兩相區(qū)的分界線露點(diǎn)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(diǎn)泡點(diǎn)AC線上的點(diǎn)，也稱飽和壓力點(diǎn)露點(diǎn)BC線上的點(diǎn)臨界點(diǎn)C點(diǎn)，泡點(diǎn)線與露點(diǎn)線的交點(diǎn)臨界凝析壓力點(diǎn)P點(diǎn)，兩相共存的最高壓力點(diǎn)臨界凝析溫度點(diǎn)T點(diǎn)，兩相共存的最高溫度點(diǎn)油藏氣藏油氣藏凝析氣藏第二節(jié)油氣的相態(tài)各類油氣藏的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)第二節(jié)油氣的相態(tài)各類油氣藏的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)第二節(jié)油氣的相態(tài)各類油氣藏的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)第三節(jié)油氣的溶解與分離一、天然氣在原油中的溶解1.亨利定律：適用條件②單組分氣體在液體中的溶解。α——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。①分子結(jié)構(gòu)差異較大的氣液體系。Rs——溶解度，壓力為P時(shí)單位體積液體中溶解的氣量,標(biāo)m3/m3；第三節(jié)油氣的溶解與分離40℃時(shí)不同氣體在相對(duì)密度為0.873的石油中的溶解度(卡佳霍夫,1956)

1—氮?dú)?—甲烷3—天然氣天然氣在原油中溶解度典型曲線2.影響天然氣在原油中溶解的因素天然氣的溶解曲線不是線性的先溶解重?zé)N，曲線較陡；再溶解輕烴，曲線較直，斜率小。第三節(jié)油氣的溶解與分離①天然氣的組成

天然氣中重質(zhì)組分愈多，相對(duì)密度愈大，其在原油中的溶解度也愈大。第三節(jié)油氣的溶解與分離②石油的組成

相同的溫度和壓力下，同一種天然氣在輕質(zhì)油中的溶解度大于在重質(zhì)油中的溶解度。第三節(jié)油氣的溶解與分離隨著溫度的升高，天然氣的溶解度下降。③溫度④壓力隨著壓力的升高，天然氣的溶解度增大。第三節(jié)油氣的溶解與分離分離方式接觸分離(閃蒸脫氣，一次脫氣)微分分離多級(jí)脫氣礦場(chǎng)常用一次脫氣一次脫氣示意圖特點(diǎn)：油氣分離過(guò)程中,分離出的氣體與油始終保持接觸,體系組成不變。特點(diǎn)：脫氣是在系統(tǒng)組成不斷變化的條件下進(jìn)行的。多級(jí)脫氣示意圖現(xiàn)場(chǎng)多級(jí)分離流程二、天然氣在原油中的分離第四節(jié)天然氣的高壓物性一、天然氣的視相對(duì)分子量和相對(duì)密度1、天然氣的視相對(duì)分子量(平均相對(duì)分子量)定義：標(biāo)準(zhǔn)狀況下1摩爾天然氣的質(zhì)量。根據(jù)Kay混合法則2、天然氣的相對(duì)密度定義：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,天然氣密度與干燥空氣密度的比值。第四節(jié)天然氣的高壓物性第四節(jié)天然氣的高壓物性二、天然氣的壓縮因子方程理想氣體的假設(shè)條件：1.氣體分子無(wú)體積，是個(gè)質(zhì)點(diǎn)；2.氣體分子間無(wú)作用力；3.氣體分子間是彈性碰撞；理想氣體狀態(tài)方程：天然氣處于高溫、高壓狀態(tài)多組分混合物，不是理想氣體壓縮因子第四節(jié)天然氣的高壓物性壓縮因子：一定溫度和壓力條件下，一定質(zhì)量氣體實(shí)際占有的體積與在相同條件下理想氣體占有的體積之比。實(shí)際氣體的壓縮因子狀態(tài)方程：第四節(jié)天然氣的高壓物性三、天然氣的等溫壓縮系數(shù)定義：在等溫條件下單位體積氣體隨壓力變化的體積變化值。

或：在等溫條件下氣體隨壓力變化的體積變化率。第四節(jié)天然氣的高壓物性四、天然氣的體積系數(shù)定義：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。第四節(jié)天然氣的高壓物性五、天然氣的粘度1、定義牛頓內(nèi)摩擦定律運(yùn)動(dòng)粘度動(dòng)力粘度絕對(duì)粘度第四節(jié)天然氣的高壓物性低壓下2、天然氣粘度的特點(diǎn)大氣壓下天然氣的粘度曲線①氣體的粘度隨溫度的增加而增加;②氣體的粘度隨氣體分子量的增大而減小；③低壓范圍內(nèi)，氣體的粘度幾乎與壓力無(wú)關(guān)。第四節(jié)天然氣的高壓物性高壓下①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，氣體層間產(chǎn)生單位速度梯度所需的層面剪切應(yīng)力很大。②氣體的粘度隨溫度的增加而減??；③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(diǎn)。第四節(jié)天然氣的高壓物性第五節(jié)地層油的高壓物性高溫高壓溶解有大量的天然氣第五節(jié)地層油的高壓物性一、地層油的溶解氣油比Rs1.定義①地層油在地面進(jìn)行一次脫氣，分離出的氣體標(biāo)準(zhǔn)體積與地面脫氣油體積的比值，標(biāo)m3/m3。②單位體積地面油在油藏條件下所溶解的氣體的標(biāo)準(zhǔn)體積，標(biāo)m3/m3。地層油的溶解氣油比是用接觸脫氣的方法得到的。第五節(jié)地層油的高壓物性

溶解氣油比與壓力的關(guān)系二、地層油的密度和相對(duì)密度1.地層油的密度定義：?jiǎn)挝惑w積地層油的質(zhì)量，kg/m3。一般，地層油的密度小于地面油的密度。？第五節(jié)地層油的高壓物性2.地面油的相對(duì)密度定義：在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，20℃時(shí)的地面油密度與4℃時(shí)水密度之比。三、地層油的體積系數(shù)又稱原油地下體積系數(shù)，是指原油在地下體積(即地層油體積)與其在地面脫氣后的體積之比。一般地，Bo>1。第五節(jié)地層油的高壓物性兩相體積系數(shù)：

油藏壓力低于泡點(diǎn)壓力時(shí)，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體積(地面原油體積)之比。第五節(jié)地層油的高壓物性四、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值，1/MPa。由于：所以：第五節(jié)地層油的高壓物性五、地層油的粘度輕烴組分所占比例↗,μo↘①組成③溫度T↗，μo↘④壓力②溶解氣油比Rs↗,μo↘μo～P、T關(guān)系P<Pb：P＝Pb：P↗，μo↘；μo最小；P>Pb：P↗，μo↗。第五節(jié)地層油的高壓物性第五節(jié)地層油的高壓物性參數(shù)密度溶解氣油比體積系數(shù)等溫壓縮系數(shù)粘度組成(輕組分↗)↘↗↗↗↘溶解氣油比↗↘∕↗↗↘溫度↗↘↘↗↗↘壓力↗P<Pb↘↗↗↗↘P=Pb最小R=Rsi最大最大最小P>Pb↗↘↘↗第五節(jié)地層油的高壓物性某些油田原油物性參數(shù)油田名稱油層溫度(℃)油層壓力(MPa)泡點(diǎn)壓力(MPa)溶解氣油比(m3/m3)體積系數(shù)收縮率(%)壓縮系數(shù)(MPa-1)大慶油田某層457～126.4～11451.09～1.158.3～137.7×10-4華北油田某層90161371.108.510.4×10-4勝利油田某層65231927.51.09558.47.3×10-4中原油田某層1093724.6691.2117.418.3×10-4羅馬什金(俄)40178.558.41.1714.511.4×10-4第六節(jié)地層水的高壓物性地層水：油層水(與油同層)和外部水(與油不同層)的總稱。地層水長(zhǎng)期與巖石和地層油接觸地層水中含有大量的無(wú)機(jī)鹽底水邊水層間水束縛水上層水下層水構(gòu)造水一、地層水的礦化度1、地層水中的離子陽(yáng)離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+Cl-、CO32-、SO42-、HCO3-陰離子2、礦化度水中礦物鹽的質(zhì)量濃度，通常用mg/l表示地層水的總礦化度表示水中正負(fù)離子的總和。第六節(jié)地層水的高壓物性MgCl223945121242813581375658712勝坨S2層NaHCO37711661724106310276442593渤海S2層CaCl2369610706022088187414112152臨盤S3層CaCl23739863602443825228806413723048