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1、 第二章 储层流体的物理特性 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征第二章 储层流体的物理特性第二章 储层流体的物理特性第二章 储层流体的物理特性第二章 储层流体的物理特性第一节 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征第二节 天然气的高压物性第三节 地层水的高压物性第四节 地层原油的高压物性第五节 地层流体高压物性研究方法第一节 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征第一节 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征第一节 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征第一节 油气藏烃类的相态特征油气藏烃类的相态特征l1.油气藏烃类的化学组成和分类l2.单组分烃类体系的相图l3.双组分烃类体系的
2、相图l4.多组分烃类系统的相图l5.典型油气藏相图1.1.油气藏烃类的化学组成和分类油气藏烃类的化学组成和分类u石石油油和和天天然然气气是是多多种种烃烃类类和和非非烃烃类类所所组组成成的混合物。的混合物。u就就油油气气藏藏烃烃类类而而言言，一一般般是是烷烷烃烃、环环烷烷烃烃和芳香烃。和芳香烃。相态相态化学组成化学组成主要成分主要成分气态气态烷烃烷烃C C1 1C C4 4天然气天然气液态液态烷烃烷烃C C5 5C C1616石油石油固态固态烷烃烷烃C C1616以上以上石腊石腊 各相态的化学组成（常温、常压）各相态的化学组成（常温、常压）u实际上，石油、天然气、石蜡的化学组成，要找出明确实际上
3、，石油、天然气、石蜡的化学组成，要找出明确的界线很困难。的界线很困难。1 1）油气藏烃类体系的相态及化学组成油气藏烃类体系的相态及化学组成2 2）油气藏烃类体系相态的控制因素）油气藏烃类体系相态的控制因素u内因：内因：烃类体系的化学组成烃类体系的化学组成u外因：外因：烃类体系所处的温度、压力环境烃类体系所处的温度、压力环境3 3）相图）相图u相相（phasephase）：某某一一体体系系中中的的均均质质部部分分。一一个个相相中中可可以以含有多种组分。（如：地层油和气为不同的两相）含有多种组分。（如：地层油和气为不同的两相）u相相态态方方程程：对对于于一一个个组组成成固固定定的的体体系系，压压力
4、力、温温度度和和比比容容（）都都是是该该体体系系相相状状态态的的函函数数。特特定定体体系系的的状状态态方程为方程为 F F（）=0=0u相图：相图：将状态方程以图示法表示就是相图。将状态方程以图示法表示就是相图。3 3）相图）相图u立体相图立体相图u平面相图平面相图 P-VP-V图图 P-TP-T图图u石油工业中，常石油工业中，常将将P-TP-T图简称为图简称为相图。相图。2.2.单组分烃类体系的相图单组分烃类体系的相图u泡点压力在温度一定的情况下在温度一定的情况下，开始从液相中分离出第一批气泡的压力；开始从液相中分离出第一批气泡的压力；或或在压力一定的情况下在压力一定的情况下，开始从液相中分
5、离出第一批气泡的温度开始从液相中分离出第一批气泡的温度u露点压力温度一定时温度一定时，开始从气相中凝结出第一批液滴的压力。开始从气相中凝结出第一批液滴的压力。单组分：P泡=P露v乙烷的饱和蒸汽压线乙烷的饱和蒸汽压线曲线上的各点曲线上的各点即为不同温度下乙即为不同温度下乙烷的饱和蒸汽压。它表示烷的饱和蒸汽压。它表示气、液气、液两相共存两相共存的温度和压力条件；的温度和压力条件；l气、液两相能够共存的区域只气、液两相能够共存的区域只是是一条线（饱和蒸汽压线）一条线（饱和蒸汽压线）；l临界点：临界点：饱和蒸汽压线的终点饱和蒸汽压线的终点（C），它所对应的温度为），它所对应的温度为临界临界温度（温度（
6、Tc），），它所对应的压力为它所对应的压力为临界压力（临界压力（pc）。）。l临界点临界点是两相能够共存的最高是两相能够共存的最高温度点和最高压力点。温度点和最高压力点。2.2.单组分烃类体系的相图单组分烃类体系的相图一点、一线、两区（三区）一点、一线、两区（三区）34/MPa56单组分烃相图特征：单组分烃相图特征：lP Pa a=P=Pb b(某一温度下某一温度下)，在在PV图中，两相共存区为一水平线图中，两相共存区为一水平线段。段。P Pa a、P Pb b是任意温度下的露点、是任意温度下的露点、泡点压力泡点压力l临界点临界点C C为两相共存的最高温为两相共存的最高温度压力点。度压力点。l
7、饱和蒸汽压曲线为一条单调饱和蒸汽压曲线为一条单调的曲线的曲线 段。段。相图应用：相图应用：根据根据，判断单组分烃所处的相态判断单组分烃所处的相态2.2.单组分烃类体系的相图单组分烃类体系的相图.双组分烃类体系的相图P-VP-V相图相图:戊烷正庚烷戊烷正庚烷(占占52%)52%)u某一温度下，较缓段为汽相区，较陡段为液相区，二者之间为两相共同区。u在PV图中，两相共存区为 一条斜线。Pa Pb某一温度下的露点压力不等于泡点压力。3/MPa21双（双（多多）组分）组分烃类体系P PT T相图及测定原理相图及测定原理相图应用：相图应用：根据，判根据，判断双组分烃类所处的相态断双组分烃类所处的相态u临
8、界点：临界点：混合物的临界压力都混合物的临界压力都高于高于各组各组分的临界压力，混合物的临界温度则居于分的临界压力，混合物的临界温度则居于各组分的临界温度之间。各组分的临界温度之间。u两相区：两相区：所有混合物的两相区都位于两所有混合物的两相区都位于两纯组分的蒸汽压线之间。纯组分的蒸汽压线之间。P PT T相图相图:乙烷乙烷正庚正庚烷具不同含量烷具不同含量 组分组分比例比例包络线包络线位置位置包络线形态包络线形态大致大致相同相同正中正中间间两相区最大两相区最大相差相差越大越大与含量高的与含量高的组组分的分的饱饱和蒸汽和蒸汽线线越靠近越靠近形形态态越越细长细长,两相区越小两相区越小组组分性分性质
9、质相差越大相差越大（如分子大小）（如分子大小）两相区越大两相区越大临临界点位置越界点位置越高高.双组分烃类体系的相图.多组分烃类系统的相图多组分烃类系统的相图实际地下油气藏是复杂的多组分烃类体系实际地下油气藏是复杂的多组分烃类体系。拟组分拟组分：为了便于研究，：为了便于研究，常把几种化学成分合并为常把几种化学成分合并为一种拟组分。例如一种拟组分。例如C2-6视为视为轻烃组分（或中间组分），轻烃组分（或中间组分），C7+视为液烃组分。视为液烃组分。泡点线泡点线（饱和压力线）；（饱和压力线）；aCpC，液相区和两相区的，液相区和两相区的分界线。分界线。露点线；露点线；CCTb，气相区和，气相区和两
10、相区的分界线。两相区的分界线。临界点：临界点：C点，泡点线和点，泡点线和露点线的汇合点。露点线的汇合点。等温逆行区（等温反凝析区）等温逆行区（等温反凝析区）逆行就是逆道而行，与正常相反。逆行就是逆道而行，与正常相反。lABD从从B到到D，随压力降低，体，随压力降低，体系中液量含量由系中液量含量由0%增加增加到到40%。反常现象（逆行反常现象（逆行现象）现象）lDEF从从D到到E，随压力降低，体，随压力降低，体系中液量含量由系中液量含量由40%降低降低到到0%。正常现象正常现象CDCCDCT TBCBC即为反凝析区，反凝析现象只发生在靠近临界即为反凝析区，反凝析现象只发生在靠近临界点附近区域的特
11、定温度、压力条件下。点附近区域的特定温度、压力条件下。两个逆行区两个逆行区：CBCTDC为等温逆行区，CGCpHC为等压逆行区。？JJ纯油藏，未饱和油藏纯油藏，未饱和油藏纯油藏，未饱和油藏纯油藏，未饱和油藏II饱和油藏，饱和油藏，饱和油藏，饱和油藏，可能有气顶可能有气顶可能有气顶可能有气顶LL含气油藏含气油藏含气油藏含气油藏/带气顶的油带气顶的油带气顶的油带气顶的油藏藏藏藏/过饱和油藏过饱和油藏过饱和油藏过饱和油藏AA凝析气藏，原始地层凝析气藏，原始地层凝析气藏，原始地层凝析气藏，原始地层压力高于临界压力，地层压力高于临界压力，地层压力高于临界压力，地层压力高于临界压力，地层温度介于临界温度与
12、临界温度介于临界温度与临界温度介于临界温度与临界温度介于临界温度与临界凝析温度之间。凝析温度之间。凝析温度之间。凝析温度之间。B B点称为点称为点称为点称为上露点，上露点，上露点，上露点，E E点称为下露点。点称为下露点。点称为下露点。点称为下露点。FF气藏。气藏。气藏。气藏。相图的应用：判断油气藏类型.典型油气藏相图不同油气藏，其相图不同：不同油气藏，其相图不同：u相图的宽窄、大小、区内相图的宽窄、大小、区内等液量线的分布间隔；等液量线的分布间隔；u包络线上临界点的位置。包络线上临界点的位置。1 1）干气气藏相图干气气藏相图uuC C C C点在临界凝析压力点最点在临界凝析压力点最点在临界凝
13、析压力点最点在临界凝析压力点最左下侧。左下侧。左下侧。左下侧。uu两相区环形区面积最窄；两相区环形区面积最窄；两相区环形区面积最窄；两相区环形区面积最窄；等液量线密集地分布于泡、等液量线密集地分布于泡、等液量线密集地分布于泡、等液量线密集地分布于泡、露点线之间且很密集地靠露点线之间且很密集地靠露点线之间且很密集地靠露点线之间且很密集地靠近泡点线。近泡点线。近泡点线。近泡点线。uu露点线右侧的气相区很露点线右侧的气相区很露点线右侧的气相区很露点线右侧的气相区很大，地层温度和油气分离大，地层温度和油气分离大，地层温度和油气分离大，地层温度和油气分离器温度均在露点线外侧。器温度均在露点线外侧。器温度
14、均在露点线外侧。器温度均在露点线外侧。干气气藏：干气气藏：甲烷含量占甲烷含量占70%98%并无液相烃析出的气并无液相烃析出的气藏，重质含量极少。藏，重质含量极少。干气相态图干气相态图干气：干气：干气：干气：井口流出物中，在标准状态下井口流出物中，在标准状态下井口流出物中，在标准状态下井口流出物中，在标准状态下C C C C5 5 5 5以上重烃液体含以上重烃液体含以上重烃液体含以上重烃液体含量低于量低于量低于量低于13.5cm13.5cm13.5cm13.5cm3 3 3 3/m/m/m/m3 3 3 3。uuC C C C点在点在点在点在临界凝析压力临界凝析压力临界凝析压力临界凝析压力点的左
15、下侧点的左下侧点的左下侧点的左下侧(与干气气藏相比，向与干气气藏相比，向与干气气藏相比，向与干气气藏相比，向临界凝析压力临界凝析压力临界凝析压力临界凝析压力点靠近点靠近点靠近点靠近)。uu环形区面积较窄，环形区面积较窄，环形区面积较窄，环形区面积较窄，等液量线较密集地靠近泡点线。等液量线较密集地靠近泡点线。等液量线较密集地靠近泡点线。等液量线较密集地靠近泡点线。uu在分离器条件下，体系处于两相区内。在分离器内，会有液态烃析出。在分离器条件下，体系处于两相区内。在分离器内，会有液态烃析出。在分离器条件下，体系处于两相区内。在分离器内，会有液态烃析出。在分离器条件下，体系处于两相区内。在分离器内，
16、会有液态烃析出。2 2）湿气气藏相图湿气气藏相图湿气相态图湿气相态图干气相态图干气相态图湿气：湿气：湿气：湿气：井口流出物中，在标准状态下井口流出物中，在标准状态下井口流出物中，在标准状态下井口流出物中，在标准状态下C C C C5 5 5 5以上重烃液体含量超过以上重烃液体含量超过以上重烃液体含量超过以上重烃液体含量超过13.5cm13.5cm13.5cm13.5cm3 3 3 3/m/m/m/m3 3 3 3。uC C点位于点位于临界凝析压临界凝析压力力点的左下侧，更加靠点的左下侧，更加靠近临界近临界凝析压力凝析压力点。点。u环形区较窄；等液量环形区较窄；等液量线较密集。线较密集。u气藏地
17、层温度（气藏地层温度（A点）点）介于临界温度与临界凝介于临界温度与临界凝析温度之间。从析温度之间。从B点到点到D点随着气藏压力降低，点随着气藏压力降低，液态烃析出达到最大液态烃析出达到最大（反凝析过程）（反凝析过程）（反凝析过程）（反凝析过程）。3 3）凝析气藏相图凝析气藏相图反凝析气的相态图反凝析气的相态图uC C点位于临界凝析压力点点位于临界凝析压力点的右下侧，且比较接近临的右下侧，且比较接近临界凝析压力点。界凝析压力点。u两相环形区更宽；等液两相环形区更宽；等液量线较稀疏且向着露点线量线较稀疏且向着露点线较靠近。较靠近。u油藏条件（油藏条件（A A点）常位于点）常位于泡点线上方，油藏中烃
18、类泡点线上方，油藏中烃类以单相液态存在。以单相液态存在。u随着油气采出，油层压随着油气采出，油层压力逐渐降低至泡点压力以力逐渐降低至泡点压力以下时，分出的气越来越多下时，分出的气越来越多4 4）轻质油藏（高收缩油藏）相图轻质油藏（高收缩油藏）相图高收缩原油的相态图高收缩原油的相态图uC点位于临界凝析压力点点位于临界凝析压力点的右下侧且离临界凝析压的右下侧且离临界凝析压力点较远力点较远。u 环形区最宽环形区最宽；等液量线等液量线等液量线等液量线较密集，且更加靠近露点较密集，且更加靠近露点较密集，且更加靠近露点较密集，且更加靠近露点线。线。线。线。u当油藏压力降低至泡点当油藏压力降低至泡点压力之后
19、，虽有气体分离压力之后，虽有气体分离出来，但气量不大。这类出来，但气量不大。这类油藏的气油比为上述几种油藏的气油比为上述几种油气藏的最低者。油气藏的最低者。5 5）重质油藏（低收缩油藏）相图重质油藏（低收缩油藏）相图低收缩原油的相态图低收缩原油的相态图凝析气田开采n n油油油油气气气气田田田田开开开开采采采采的的的的生生生生产产产产过过过过程程程程，多多多多为为为为等等等等温温温温降降降降压压压压过过过过程程程程。那那么么对对于于凝凝析析气气田田，人人们们希希望望液液体体烃烃的的凝凝析析是是在在地地面面，而而不不是是在在地下或井中。地下或井中。n n国国国国外外外外研研研研究究究究结结结结果果
20、果果认认认认为为为为，由由由由于于于于液液液液态态态态烃烃烃烃凝凝凝凝析析析析损损损损失失失失的的的的气气气气达达达达地地地地下下下下气气气气原原原原始始始始(潜潜潜潜在在在在)含含含含量量量量的的的的3030303060%60%60%60%。故故现现在在油油气气藏藏，特特别别是是凝凝析析气气藏藏在在开开采采中中应应特特别别注注意意压压力力的的控控制制，使使液液态态烃烃在在地地面发生凝析，而不是在地下。面发生凝析，而不是在地下。n n目目目目前前前前开开开开发发发发凝凝凝凝析析析析气气气气藏藏藏藏保保保保持持持持地地地地层层层层压压压压力力力力的的的的方方方方法法法法有有有有以以以以下下下下几几几几种种种种：(1)(1)回注干气；回注干气；(2)(2)注空气；注空气；(3)(3)注水法。注水法。v重点：重点：单组分相图；单组分相图；双组分相图；双组分相图；相图的一般变化趋势；相图的一般变化趋势；多组分相图相图的应用；多组分相图相图的应用；v难点：难点：相图的一般变化趋势和相图的应用。相图的一般变化趋势和相图的应用。小 结