油藏高压物性简介

1、第四节第四节 地层原油的高压物性地层原油的高压物性PROPERTIES OF NATURAL GASES IN HIGH PROPERTIES OF NATURAL GASES IN HIGH PRESSUREPRESSURE 教学目的：教学目的：掌握地层原油的溶解油气比、掌握地层原油的溶解油气比、体积系数、压缩系数、粘度的定义体积系数、压缩系数、粘度的定义, ,以及以及影响原油高压物性的各种因素影响原油高压物性的各种因素. .教学重点和难点：教学重点和难点：地层原油的溶解油气地层原油的溶解油气比、单相体积系数、两相体积系数、压比、单相体积系数、两相体积系数、压缩系数的计算及与压力的关系缩系数

2、的计算及与压力的关系. .教法说明：教法说明：课堂讲授课堂讲授教学内容教学内容 地层油的密度和相对密度地层油的密度和相对密度 地层油的溶解油气比地层油的溶解油气比 地层油的体积系数地层油的体积系数 地层油的压缩系数地层油的压缩系数 地层油的粘度地层油的粘度 一一. .地层油的密度和相对密度地层油的密度和相对密度1.1.地层油的密度地层油的密度: :单位体积地层油的质量单位体积地层油的质量. .当当PPPPPPb b时时, P , P O OTTO O 2.2.地层油的相对密度地层油的相对密度: :定义定义: :地层条件下油的密度与地层条件下油的密度与4oC水的密度之比。水的密度之比。 4 4o

3、 oC C水的密度为水的密度为1g/cm1g/cm3 3. .按石油行业标准按石油行业标准, ,地面油相对密度定义为地面油相对密度定义为: :2020o oC C时时的地面油密度与的地面油密度与4 4o oC C时的水密度之比时的水密度之比, ,用符号用符号o o表表示示二、地层油的溶解油气比（二、地层油的溶解油气比（solution gas-oil ratio）1.定义：某一压力、温度下的地下含气原油，某一压力、温度下的地下含气原油，在地面进行一次脱气，将分离出的气体标准体积在地面进行一次脱气，将分离出的气体标准体积与地面脱气油体积的比值就称为该压力、温度下与地面脱气油体积的比值就称为该压力

4、、温度下的地层油溶解油气比的地层油溶解油气比。单位，标米。单位，标米3 3/ /米米3 3 R RS S = V= Vgs gs / V/ Vosos例：某油田的油藏压力为例：某油田的油藏压力为234.9at234.9at，温度为，温度为8383。如。如果在此条件下有果在此条件下有1 1米米3 3的原油，在相同温度下、压力下的原油，在相同温度下、压力下降，液体膨胀；在降，液体膨胀；在69.269.2大气压时，液相体积为大气压时，液相体积为1.0191.019米米3 3 （饱和压力点），再继续下降压力，气体产生，（饱和压力点），再继续下降压力，气体产生，液体体积平稳收缩。当降至地面温度和压力为液

5、体体积平稳收缩。当降至地面温度和压力为1at1at，液体体积只有液体体积只有0.8820.882米米3而产生了而产生了3434米米3 3的天然气的天然气, ,求求R Rs s. .33438.55/0.882R3mm2.2.溶解油气比与压力的关系溶解油气比与压力的关系 PbPPiRs典型地层油接触脱气溶解油气比曲线典型地层油接触脱气溶解油气比曲线当压力大于饱和压力以后，溶当压力大于饱和压力以后，溶解油气比与原始溶解油气比相等，解油气比与原始溶解油气比相等，其值与压力无关。其值与压力无关。 当地层压力降至小于饱和压力当地层压力降至小于饱和压力后，地层内原油便有气体逸出，后，地层内原油便有气体逸出

6、，溶解于原油中的气量减少，故溶溶解于原油中的气量减少，故溶解油气比减少。解油气比减少。 Rsi=Rb三、地层油的体积系数三、地层油的体积系数1 1单相体积系数单相体积系数 定义定义:原油在地下的体积（地层油体积）与其在原油在地下的体积（地层油体积）与其在地面脱气后的体积之比地面脱气后的体积之比。B B0 0=V=Vofof/V/Vosos油中溶解气和热膨胀的影响大于弹性压缩的影响，油中溶解气和热膨胀的影响大于弹性压缩的影响，所以所以BoBo都大于都大于1 1。 2)2)单相体积系数与压力的关系单相体积系数与压力的关系PbPB0原油体积系数与压力的关系原油体积系数与压力的关系 当当PPbPPbP

7、Pb时时, P Bo, P Bo当当P=PbP=Pb时时, Bo, Bo最大最大2 2两相体积系数两相体积系数1)定义：定义：在饱和压力以下，某一压力时，地层原在饱和压力以下，某一压力时，地层原油和释出气体的总体积（即两相体积）与地面脱气油和释出气体的总体积（即两相体积）与地面脱气油体积之比。油体积之比。B Bt t=(V=(Vofof+V+Vgfgf)/V)/VososBt=Bo+(Rsi-Rs)BgBt=Bo+(Rsi-Rs)Bg原油两相体积系数与溶解油气比的关系原油两相体积系数与溶解油气比的关系: 2) 2) 两相体积系数与压力的关系两相体积系数与压力的关系 oBoiBbPPu当当PPb

8、PPbPPb时时, P Co, P Co四、原油收缩率四、原油收缩率 地层油从地下至地面脱气后，其体积必然变地层油从地下至地面脱气后，其体积必然变小。这种现象称为地层原油的收缩，收缩的程度小。这种现象称为地层原油的收缩，收缩的程度用原油收缩系数（率）来表示。用原油收缩系数（率）来表示。 收缩系数：收缩系数： 001o so fVBV收缩率：收缩率： fosfVVV反映了原油采至地面后体积的收缩量。反映了原油采至地面后体积的收缩量。 五、地层油的粘度五、地层油的粘度影响地层油粘度的几个重要因素影响地层油粘度的几个重要因素:1 1）原油的化学组分对粘度的影响）原油的化学组分对粘度的影响2 2）原油

9、中溶解气量对粘度的影响）原油中溶解气量对粘度的影响3 3）温度对地层油粘度的影响）温度对地层油粘度的影响4 4）压力对粘度的影响）压力对粘度的影响例题例题1： 某实验室内进行储层流体高压物性分析某实验室内进行储层流体高压物性分析, ,在地层在地层温度温度93.393.3o oC C和饱和压力和饱和压力17MPa17MPa下下,PVT,PVT筒内有筒内有320320厘米厘米3 3油样油样, ,当筒内压力降到当筒内压力降到13.6MPa13.6MPa时时, ,样品体积增加到样品体积增加到335.2335.2厘米厘米3 3, ,放出放出4.14.1升气体后升气体后, ,筒内只剩单相原油筒内只剩单相原

10、油303303厘米厘米3 3. .再将压力降到再将压力降到0.1MPa,0.1MPa,温度降到温度降到2020o oC,C,排出排出16.416.4升气体升气体, ,筒内原油体积为筒内原油体积为230230厘米厘米3 3. .计算在压力为计算在压力为13.6MPa13.6MPa时的溶解油气比时的溶解油气比. .原油体积系数原油体积系数. .气体体积系气体体积系数和压缩因子以及油气两相体积系数数和压缩因子以及油气两相体积系数. . 思考题：思考题： 1.1.未饱和油藏开发时，常把地层压力控制在未饱和油藏开发时，常把地层压力控制在稍高于饱和压力的条件下开采，你认为这样稍高于饱和压力的条件下开采，你

11、认为这样做有什么好处？做有什么好处？ 思考题：思考题： 2.2.画出地层油单相体积系数画出地层油单相体积系数, ,两相体积系数两相体积系数, ,溶解油气比溶解油气比, ,粘度与压力的关系曲线粘度与压力的关系曲线, ,并说明并说明在饱和压力点处在饱和压力点处, ,地层油高压物性的特点地层油高压物性的特点. .第六节第六节 地层水的高压物性地层水的高压物性一、地层水的化学组成一、地层水的化学组成 与地面水不同，油层水因与岩石和油接触，或者是由与地面水不同，油层水因与岩石和油接触，或者是由于古沉积条件，经常含有各种金属盐类，如钠、钾、钙、镁于古沉积条件，经常含有各种金属盐类，如钠、钾、钙、镁等无机盐

12、，故常称其为盐水。等无机盐，故常称其为盐水。地层水溶解的阳离子通常是：地层水溶解的阳离子通常是：NaKCa+、 、Mg 等；阴离子则是：阴离子则是： 433ClSOHCOCO-、等 地层水含盐的多少通常用矿化度表示，其单位一般用地层水含盐的多少通常用矿化度表示，其单位一般用毫克毫克/升表示。升表示。 二、地层水类型的判断二、地层水类型的判断常用苏林分类法。即按照水中主要离子的当量比可以常用苏林分类法。即按照水中主要离子的当量比可以将水划分为将水划分为22324CaClMgClNaHCONa SO、和四种类型。四种类型。44SONaNaClClNaCaClSOMgClMg、表表2-12-1苏林对

13、水型的判别苏林对水型的判别 /NaCl4()/NaClSO()/ClNaMg水的类型水的类型 毫克当量表示的浓度比值毫克当量表示的浓度比值硫酸钠硫酸钠11110111100氯化镁氯化镁110011氯化钙氯化钙11011计算步骤：计算步骤：计算各种离子的当量值；计算各种离子的当量值；原子量当量原子价将离子的含量（毫克将离子的含量（毫克/ /升）除以该离子的当量值升）除以该离子的当量值得毫克当量浓度；得毫克当量浓度； 根据分类法对比确定水型根据分类法对比确定水型. . KNa的毫克当量的毫克当量= =阴离子毫克当量数的和阴离子毫克当量数的和- - 除钾、钠除钾、钠以外的阳离子的毫克当量数的和。以外

14、的阳离子的毫克当量数的和。2)溶解度的确定溶解度的确定三、地层水的高压物性三、地层水的高压物性1.天然气在地层水中的溶解度天然气在地层水中的溶解度首先查纯水在一定首先查纯水在一定P P、T T下的下的R Rs s纯纯，然后根据含盐量进行校正。，然后根据含盐量进行校正。1)定义：定义：在地层压力和温度条件下，单位体积地面水所溶解的在地层压力和温度条件下，单位体积地面水所溶解的天然气体积。天然气体积。R Rs s= =校正系数校正系数R Rs s纯纯图图1 - 36地层水中天然气的溶解度地层水中天然气的溶解度 2.2.地层水的压缩系数地层水的压缩系数1)定义：定义：在等温条件下，单位体积地层水体积

15、随在等温条件下，单位体积地层水体积随压力的变化率。压力的变化率。单位单位: 1/MPa2) 压缩系数的确压缩系数的确定定首先确定无溶解气时，地层水的压缩系数首先确定无溶解气时，地层水的压缩系数C纯纯w; 然后再根据地层水的溶解气量在图然后再根据地层水的溶解气量在图137（b）查出）查出校正系数校正系数A; 1()wwTwdVCVdP wwCCA纯例：例：试计算油藏压力为试计算油藏压力为204204大气压，油藏温度为大气压，油藏温度为9393，含，含盐量为盐量为3000030000毫克毫克/ /升的地层水的压缩系数。升的地层水的压缩系数。解：解：根据根据P P和和T T在图中查得天然气在纯水中的

16、溶解度为在图中查得天然气在纯水中的溶解度为2.72.7/3标米 米 再根据含盐量再根据含盐量30000毫克毫克/升，查图得校正系数升，查图得校正系数0.88; 332.7 0.88 2.4/swR （标米 米）根据根据P P和和T T在图中查得该水不溶解气时的压缩系数为在图中查得该水不溶解气时的压缩系数为54.13 10 1/（ 大气压）， 再根据该地层水的溶解气量再根据该地层水的溶解气量2.42.4，查得校正系数为，查得校正系数为1.121.12。 514.13 1.12 4.5 10 (wC大气压）3.3.地层水的体积系数地层水的体积系数定义：定义：在地层压力和温度条件下，地层水的体积与在

17、地层压力和温度条件下，地层水的体积与其在地面条件下的体积之比。其在地面条件下的体积之比。w fww sVBV由于地层水含盐量大，溶解气少，使得地层水在地下由于地层水含盐量大，溶解气少，使得地层水在地下的体积与其在地面的体积相差极少，因而地层水的体的体积与其在地面的体积相差极少，因而地层水的体积系数可近似为积系数可近似为1 1。 4地层水的粘度地层水的粘度P P对几乎没有影响。对几乎没有影响。 wTu 含盐量对水的粘度稍有影响，一般矿化度含盐量对水的粘度稍有影响，一般矿化度越高，粘度增大。越高，粘度增大。 溶解气对水的粘度影响并不大，一般都不需溶解气对水的粘度影响并不大，一般都不需 要对此进行校

18、正。要对此进行校正。 第八节第八节 油藏物质平衡方程简述油藏物质平衡方程简述一、物质平衡的基本原理一、物质平衡的基本原理 油藏物质平衡方法的基本原理是，将油油藏物质平衡方法的基本原理是，将油藏看成体积不变的容器，油藏开发到某一时藏看成体积不变的容器，油藏开发到某一时刻，采出的气量加上地下剩余的气量等于未刻，采出的气量加上地下剩余的气量等于未开发前油藏中原有的气量。开发前油藏中原有的气量。 G:G:原始气顶储气量原始气顶储气量 , , 二、公式的推导二、公式的推导 假设我们所分析的油藏是一个有气顶，并且在假设我们所分析的油藏是一个有气顶，并且在开采过程中有水入侵的饱和油藏。开采过程中有水入侵的饱和油藏。 公式推导引用下列符号：公式推导引用下列符号：N：原始储油量（地面标准条件下的体积：原始储油量（