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1、关于油藏及流体物理性质第1页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质天然气的组成天然气的组成l烷烃(alkane)（主要）CH47098C2H6C3H8C4H10l 非烃气体（少量）H2SH2ON2COCO2C5l惰性气体(inert gas):He、Ar第2页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质 油藏流体油藏流体(reservoir fluid)(reservoir fluid)石油石油(petroleum)(petroleum)天然气天然气(gas)(gas)地层水地层水(stratumtous water)(stratumtous water)油藏流体的特
2、点油藏流体的特点(the characteristic of reservoir fluid)(the characteristic of reservoir fluid)：储层烃类：储层烃类：C C、H Hl高温高压，且石油中溶解有大量的烃类气体；l随温度、压力的变化，油藏流体的物理性质也会发生变化。l烃类流体的密度小，比水轻。油藏(reservoir）储集流体的岩石(rock)储集其中的流体(fluid)第3页，讲稿共23张，创作于星期二石油的组成石油的组成l烷烃(alkane):C5C161.3 油藏流体的物理性质蒸馏蒸馏分馏塔分馏塔 塔顶：炼厂气(C1C4)上部：汽油(C5C9)中部：
3、煤油(C10C15)下部：柴油(C11C20)底部：重油（C16C45）热热裂裂法法第4页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质一、天然气的高压物性一、天然气的高压物性 天然气在高温高压下的物理特性天然气在高温高压下的物理特性 天然气的摩尔质量天然气的摩尔质量 组分组分组分组分i i i i的摩尔质量的摩尔质量的摩尔质量的摩尔质量组分组分组分组分i i i i的摩尔分数的摩尔分数的摩尔分数的摩尔分数第5页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质理想气体状态方程理想气体状态方程 1.1.天然气的状态方程天然气的状态方程 P-P-气体压力，气体压力，Pa;Pa;V-V
4、-在压力在压力P P下的气体体积，下的气体体积，m;m;T-T-绝对温度，绝对温度，K;K;n-n-气体摩尔数气体摩尔数;R-R-通用气体常数，通常为通用气体常数，通常为8.314J/8.314J/（molKmolK）第6页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质实际气体状态方程实际气体状态方程 2.2.天然气的压缩因子天然气的压缩因子 一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有的体积与在相同条一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有的体积与在相同条件下理想气体占有的体积之比。件下理想气体占有的体积之比。Z1Z1实际气体较理想气体难压缩实际气体较理想气体难压缩Z=1Z=1实际气
5、体成为理想气体实际气体成为理想气体Z1Z1实际气体较理想气体易压缩实际气体较理想气体易压缩第7页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质3.3.粘度：粘度：表征气体或液体流动时分子之间摩擦力大小的参数表征气体或液体流动时分子之间摩擦力大小的参数低压下低压下1.1.气体的粘度随温气体的粘度随温度的增加而增加；度的增加而增加；2.2.气体的粘度随气体气体的粘度随气体分子摩尔质量的增大分子摩尔质量的增大而减小；而减小；3.3.低压范围内，气体低压范围内，气体的粘度几乎与压力的粘度几乎与压力无关无关第8页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质在高压下，气体密度变大，气体分
6、子间的相互作用力起主要作在高压下，气体密度变大，气体分子间的相互作用力起主要作用，气体层间产生单位速度梯度所需的层面剪切应力很大用，气体层间产生单位速度梯度所需的层面剪切应力很大 高压下高压下 气体的粘度随压力的增加而增加；气体的粘度随压力的增加而增加；气体的粘度随温度的增加而减小；气体的粘度随温度的增加而减小；气体的粘度随气体分子量的增加而增加。气体的粘度随气体分子量的增加而增加。高压下，气体的粘度具有类似于液体粘度的特点。高压下，气体的粘度具有类似于液体粘度的特点。第9页，讲稿共23张，创作于星期二-压力为压力为压力为压力为p p p p时单位体积液体中溶解的气体量时单位体积液体中溶解的气
7、体量时单位体积液体中溶解的气体量时单位体积液体中溶解的气体量1.3 油藏流体的物理性质单组分气体在液体中的溶解服从单组分气体在液体中的溶解服从亨利定律亨利定律：即温度一定时，：即温度一定时，溶解度和压力成正比溶解度和压力成正比 4.4.天然气的溶解天然气的溶解-溶解时的气体压力溶解时的气体压力溶解时的气体压力溶解时的气体压力-溶解系数，即在一定温度下每增加单位压力时，单位溶解系数，即在一定温度下每增加单位压力时，单位溶解系数，即在一定温度下每增加单位压力时，单位溶解系数，即在一定温度下每增加单位压力时，单位体积液体中溶解的气体量体积液体中溶解的气体量体积液体中溶解的气体量体积液体中溶解的气体量
8、外界压力、温度、成分、接触方式、时间等外界压力、温度、成分、接触方式、时间等外界压力、温度、成分、接触方式、时间等外界压力、温度、成分、接触方式、时间等对其都有影响对其都有影响对其都有影响对其都有影响第10页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质当油层压力降至泡点压力下，就会有天然气从原油中分离当油层压力降至泡点压力下，就会有天然气从原油中分离出来出来脱气脱气 5.5.天然气的分离天然气的分离接触分离接触分离接触分离接触分离 微分分离（多次脱气）微分分离（多次脱气）微分分离（多次脱气）微分分离（多次脱气）一次或几次将系统的压力降到指定的脱气压力，但油气分离一次或几次将系统的压力
9、降到指定的脱气压力，但油气分离过程中分离出来的气始终与油保持接触，组成不变过程中分离出来的气始终与油保持接触，组成不变 多次将压力降到指定压力下，每一次降压后，气体都从容器中排出，多次将压力降到指定压力下，每一次降压后，气体都从容器中排出，气液分开气液分开 第11页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质1.1.溶解气油比溶解气油比：每立方米地面原油在地下所溶解的天然气在标准：每立方米地面原油在地下所溶解的天然气在标准状况下的立方米数状况下的立方米数 二、地层油的高压物性二、地层油的高压物性 -地层油在地面脱出的气量（标准状态）地层油在地面脱出的气量（标准状态）mm-地面脱气原油
10、体积，地面脱气原油体积，mm原始溶解气油比原始溶解气油比第12页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质溶解气油比溶解气油比油藏原始压力下的溶解气油藏原始压力下的溶解气油藏原始压力下的溶解气油藏原始压力下的溶解气油比与泡点压力下溶解气油比与泡点压力下溶解气油比与泡点压力下溶解气油比与泡点压力下溶解气油比相等。油比相等。油比相等。油比相等。当压力降低至泡点压力，随着当压力降低至泡点压力，随着当压力降低至泡点压力，随着当压力降低至泡点压力，随着压力的降低，溶解气油比减小压力的降低，溶解气油比减小压力的降低，溶解气油比减小压力的降低，溶解气油比减小油藏条件下，温度升高，溶解气油比降低油
11、藏条件下，温度升高，溶解气油比降低油藏条件下，温度升高，溶解气油比降低油藏条件下，温度升高，溶解气油比降低第13页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质地层油体积系数地层油体积系数原油在地下的体积与在地面脱气后的体积之比原油在地下的体积与在地面脱气后的体积之比原油在地下的体积与在地面脱气后的体积之比原油在地下的体积与在地面脱气后的体积之比-原油在地下的体积原油在地下的体积-原油在标准状况下脱气后的体积原油在标准状况下脱气后的体积一般大于一般大于一般大于一般大于1 1 1 1第14页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质两相体积系数：两相体积系数：油藏压力低于饱和
12、压力时，在给定压力油藏压力低于饱和压力时，在给定压力下地层油和其释放出气体的总体积与原油在地面脱气后下地层油和其释放出气体的总体积与原油在地面脱气后的体积之比的体积之比第15页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质地层油体积系数地层油体积系数0 5 10 15 Pb 20 250 5 10 15 Pb 20 25 1.41.41.31.31.21.21.11.11.01.0压力压力P,MPaP,MPa地地层层油油体体积积系系数数B Bo o当压力大于泡点压力，体积当压力大于泡点压力，体积当压力大于泡点压力，体积当压力大于泡点压力，体积系数随压力增加而减小系数随压力增加而减小系数
13、随压力增加而减小系数随压力增加而减小当压力小于泡点压力，体积当压力小于泡点压力，体积当压力小于泡点压力，体积当压力小于泡点压力，体积系数随压力增加而增加系数随压力增加而增加系数随压力增加而增加系数随压力增加而增加当压力等于泡点压力，体积当压力等于泡点压力，体积当压力等于泡点压力，体积当压力等于泡点压力，体积系数达到最大值系数达到最大值系数达到最大值系数达到最大值第16页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质地层油压缩系数：地层油压缩系数：压力变化单位值时，单位体积地层油的压力变化单位值时，单位体积地层油的体积变化量体积变化量-原油等温压缩系数，原油等温压缩系数，MPa-1MPa
14、-1-原油泡点压力，地层压力，原油泡点压力，地层压力，MPaMPa-泡点压力和地层压力下地层油体积，泡点压力和地层压力下地层油体积，mm第17页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质地层油粘度：地层油粘度：当速度梯度为当速度梯度为1 1时单位面积上流体的内摩擦力，时单位面积上流体的内摩擦力，单位：单位：mPa.smPa.so o o o P P P P、T T T T 关系关系关系关系地层油粘度随温度增加而地层油粘度随温度增加而降低降低当压力高于泡点压力，随当压力高于泡点压力，随压力增加，粘度增加压力增加，粘度增加当压力低于泡点压力，随当压力低于泡点压力，随压力增加，粘度急剧减
15、小压力增加，粘度急剧减小第18页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质三、地层水高压物性三、地层水高压物性地层水包括：油藏边部和底部的边水和底水，此外还包括层间地层水包括：油藏边部和底部的边水和底水，此外还包括层间水及束缚水水及束缚水地层水长期与岩石和地层油接触，地层水中含有大量的无地层水长期与岩石和地层油接触，地层水中含有大量的无机盐，含盐浓度用机盐，含盐浓度用矿化度矿化度表示，表示，mg/Lmg/L，主要为，主要为NaHCO3 NaHCO3 和和CaCl2CaCl2两种水型。两种水型。地层水地层水溶解盐类溶解盐类是影响地层水高压物性的是影响地层水高压物性的根本原因根本原因第
16、19页，讲稿共23张，创作于星期二分类分类：石油工业通常采用石油工业通常采用苏林分类法将苏林分类法将水分为水分为CaClCaCl2 2、MgClMgCl2 2、NaHCONaHCO3 3和和NaNa2 2SOSO4 4四种类型；四种类型；地层水主要为地层水主要为NaHCONaHCO3 3和和CaClCaCl2 2两种类型，而我们的地两种类型，而我们的地面水主要为面水主要为NaNa2 2SOSO4 4型。型。地层水的高压物性对于压力、温度、溶解气等具有地层水的高压物性对于压力、温度、溶解气等具有一定的稳定性。一定的稳定性。1.3 油藏流体的物理性质第20页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏
17、流体的物理性质 体积系数（体积系数（B BW W）指地层水在地层条件下的体积与其在地面条件下体积之比。地指地层水在地层条件下的体积与其在地面条件下体积之比。地层水的体积系数变化比较小，一般在层水的体积系数变化比较小，一般在1.011.011.021.02之间。之间。地层水硬度地层水硬度地层水硬度是指地层水中所含地层水硬度是指地层水中所含CaCa2+2+、MgMg2+2+的量。通常以的量。通常以1L1L地层地层水中含水中含10mg10mg的的CaOCaO或或7.2mg7.2mg的的MgOMgO为一度。为一度。第21页，讲稿共23张，创作于星期二1.3 油藏流体的物理性质 压缩系数（压缩系数（C Cw w）等温条件下单位体积地层水随压力变化率。等温条件下单位体积地层水随压力变化率。粘度（粘度（）地层水粘度：指地层水流动时内摩擦阻力的大小，单位：地层水粘度：指地层水流动时内摩擦阻力的大小，单位：mPa.smPa.s。第22页，讲稿共23张，创作于星期二感谢大家观看第23页，讲稿共23张，创作于星期二