第四節(jié)地層原油的高壓物性

第四節(jié)地層原油的高壓物性〔2〕一、教學(xué)目的了解地層原油的化學(xué)組成和分類，嫻熟把握原油各種高壓物性參數(shù)的定義、計(jì)算方法以及影響因素。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1、原油各種高壓物性參數(shù)的定義、計(jì)算和影響因素2、飽和壓力在分析原油高壓物性參數(shù)中的作用教學(xué)難點(diǎn)1、原油兩相體積系數(shù)的定義，兩相體積系數(shù)與其它物性參數(shù)之間關(guān)系的理解2、原油高壓物性參數(shù)的計(jì)算三、教法說明課堂講授并關(guān)心以多媒體課件展現(xiàn)相關(guān)的數(shù)據(jù)和圖表四、教學(xué)內(nèi)容一、原油的化學(xué)組成二、地層原油的溶解油氣比三、地層原油的體積系數(shù)四、地層原油的壓縮系數(shù)五、地層原油的粘度〔一、原油的化學(xué)組成和分類1、原油的化學(xué)組成：原油要是石蠟族烷烴，環(huán)烷烴和芳香烴等不同烴類以及各種氧、硫、氮的化合物所組成的簡(jiǎn)單混合物。原油中的非烴類物質(zhì)對(duì)原油的性質(zhì)有著重大的影響。原油的化學(xué)組成不同是導(dǎo)致原油性質(zhì)不同和產(chǎn)生各種變化的內(nèi)因，而壓力、溫度才是引起原油性質(zhì)發(fā)生變化的外部條件。2、原油的分類：、依據(jù)原油中的含硫量：少硫原油：S＜0.5%以下含硫原油：S＞0.5%以上我國的原油多屬于少硫原油、依據(jù)原油中膠質(zhì)—瀝青質(zhì)的含量：少膠原油：膠質(zhì)、瀝青＜8%8～25%之間多質(zhì)原油：膠質(zhì)、瀝青＞25%我國的原油多屬于少膠原油或膠質(zhì)原油、按原油中的含蠟量分：少蠟原油：含蠟量＜1%高含蠟原油：含蠟量＞2%我國各油田生產(chǎn)的原油含蠟量相差很大，有的屬于少蠟原油，但多數(shù)屬于高含蠟原油、按族組成分：烷烴原油烷—環(huán)烷族原油環(huán)烷—芳香族原油芳香族原油〔二、地層原油的溶解油氣比〔solutiongas-oilratio〕1、定義定義一：在油藏溫度和油藏壓力條件下，地層油中所溶解的氣量。定義二：?jiǎn)挝惑w積的地面原油在油藏條件下所溶解的氣量，這種氣體體積是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積。定義三：地層油在肯定溫度和壓力下進(jìn)展脫氣，脫氣后計(jì)算為在該壓力下單位體積地面油所溶解自然氣的標(biāo)準(zhǔn)體積。3/32、溶解油氣比的表示方法取壓力為P下的一個(gè)單元，其體積為〔地積到地面〔標(biāo)況〕進(jìn)展脫氣，脫氣后的原油體積為Vs，所得到的氣體體積為V3，那么在壓力PgVR gs VsV3gV3s3、溶解油氣比與壓力的關(guān)系P≥Pb

時(shí)，溶解油氣比與壓力無關(guān)P＜P時(shí)，溶解油氣比隨著壓力的增大而增大b這是由于在壓力小于飽和壓力時(shí)，隨著壓力的增加，氣體在原油中的溶解氣量也增中，當(dāng)壓力到達(dá)飽和壓力這一點(diǎn)后，氣體全部溶解于原油之中，這時(shí)當(dāng)壓力一步增加時(shí)，由于沒有氣體溶解于原油當(dāng)中所以其溶解油氣比值保持不變。地層油的溶解油氣比是一個(gè)格外重要的參數(shù)，它是通過試驗(yàn)室的脫氣過程獲得的。同一地層原油，因脫氣方式不同，所得到的溶解油氣比數(shù)值也不一樣。石油工程師們使用的數(shù)值都是以一次脫氣所獲得的溶解油氣比值為準(zhǔn)。4、溶解油氣比與溶解度的區(qū)分自然氣在原油中的溶解度指的是原油在地層條件下溶解自然氣的力量，所以壓力越高，溶解氣的力量就越大，溶解的自然氣量也就越多。也就是說假設(shè)有足夠量的自然氣，那么隨著壓力的不斷增加，其溶解度也相應(yīng)增大，而且可以隨壓力無限增大。但是，溶解油氣比是指特定地層原油中實(shí)際溶解了多少自然氣。由于本身氣體的量受到限制，所以當(dāng)壓力超過飽和壓力之后，Rs就不再隨壓力而變化了，這時(shí)的溶解油氣比叫原始溶解油氣比，記為Rsi。〔三、地層原油的體積系數(shù)1Bo、定義定義一：原油在地下的體積〔即地層油體積〕與該體積的地層油在地面脫氣之后的體積之比。定義二：?jiǎn)挝惑w積的地面原油在地下的體積。Bo的表示方法取壓力為P下的一個(gè)單元，其體積為V〔地積，將這一單元到地面〔標(biāo)況〕進(jìn)展脫氣，脫氣后的原油體積為Vs，所得到的氣Vg3，那么在壓力P下原油的單體積系數(shù)Bo為：VB fo VsV3fV3s、原油的單體積系數(shù)Bo與壓力的關(guān)系P>Pb時(shí)，地層油以受壓縮為主，隨壓力的增加，地層油體積Vf縮小，故Bo也減小。P<Pb時(shí)，隨著壓力的降低，溶解氣量減小，地層油體積Vf減小，Bo隨著壓力的降低而減小。P=Pb時(shí)，油中具有最大的溶解油氣比Rsi，體積系數(shù)Bo最大。2Bt、定義油藏壓力低于飽和壓力時(shí)，在給定壓力下地層原油和其釋放出自然氣的總體積與它在地面脫氣后的體積之比。Bt的表示方法設(shè)定：V---地層條件〔P>Pb〕下地層原油體積；fiV---地層條件〔P<Pb〕下地層原油體積；fV---地層條件〔P<Pb〕下游離氣的體積；fgV---地層條件〔P<Pb〕下地層油V在地面條件下脫氣后脫f氣油的體積；V---地層條件〔P<Pb〕下地層油V在地面條件下脫氣后分f離出的自然氣的體積；由此可見：V R R fg si s s gV VB f fgt VB Vf Rt V s

sR s gB Bt oRsi

R s gBg——P壓力下自然氣的體積系數(shù)；Rsi——原始地層壓力Pi下的溶解油氣比；PR——地層壓力下的溶解油氣比。PsbBt與壓力的關(guān)系bP<PBt隨著壓力的降低而快速增加；P=P時(shí)，R=R，V=0，B=B ，B為最小值；b si s fg t ob tP>P時(shí)，R=R，V=0，B=B；b si s fg t oP=0.1MPa時(shí)，R=0，B

=1，B=1+R

為最大值。s gBo最大。3Eo

t si除了可用體積系數(shù)表示地層油脫氣后體積變化的大小外，還可以承受收縮率這一概念。收縮率---指每立方米的地層原油采到地面后，經(jīng)過脫氣而發(fā)生體積收縮的百分?jǐn)?shù)，即：

VV0E fV s100%0fB1 0 100%B0E0〔四、地層原油的壓縮系數(shù)1、定義指在等溫條件下，單位體積地層原油體積隨壓力的變化率。2Co的表示方法oC 1 Vof o

1 V of Vf P T Vof P油藏壓力P與飽和壓力Pb之間的平均壓縮系數(shù)為：1 V V

1 B B

1 B BC o V

f ob

ob oP P Bf b

P P B P Pb o b3Co與壓力的關(guān)系通常狀況下，地面原油的等溫壓縮系數(shù)數(shù)值在～*1-MP-層原油的等溫壓縮系數(shù)數(shù)值在〔10～140〕*10-4MPa-1?！参濉⒌貙釉偷恼扯取瞯iscosity〕1、定義F dA dy---原油的粘度。2、影響原油粘度的因素、原油的化學(xué)組成原油的化學(xué)組成是影響原油粘度的內(nèi)在因素，原油中重?zé)N、非烴含量，即各種烴類的氮、氧、硫化合物〔也就是原油中膠質(zhì)—瀝青質(zhì)〕含量多，就增大了液層分子的內(nèi)摩擦力，從而使石油的粘度增大，甚至消滅非牛頓流體的粘滯特性。、溫度地層油粘度隨溫度增加而降低，由于溫度增加，液體分子運(yùn)動(dòng)速度增加，液體分子引力削減，因而粘度降低。熱力采油法提高石油采收率的主要機(jī)理就是以增高溫度能大幅度降低原油粘度為根底來提高原油的流淌力量的。、壓力地層油的粘度與壓力的關(guān)系以飽和壓力為分界限，低于飽和壓力時(shí)，粘度隨壓力增加而降低，高于飽和壓力時(shí)，隨壓力增高而增大。、溶解油氣比隨著原油中溶解氣量的增加，液層的內(nèi)摩擦力減小，粘度隨之降低。五、教學(xué)后記通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，多數(shù)同學(xué)把握了原油的分類；把握了原油高壓物性參數(shù)如溶解油氣比、單相體積系數(shù)、兩相體積系數(shù)、壓縮系數(shù)和粘度的定義、計(jì)算方法以及影響它們變化的各種因素。通過課堂練習(xí)，使大家對(duì)流PVT深刻的理解，從完成的課堂練習(xí)來看，絕大多數(shù)同學(xué)對(duì)本節(jié)的內(nèi)容把握得較好，到達(dá)了較為抱負(fù)的效果。六、教學(xué)參考書何更生