2油藏流体的物理性质

1、任课教师：潘晓梅 学 分：6学分 学时：96 课程类型：核心专业课 （考试课） 先修课：油气藏地质分析及应用、油水井生产与维护 后续课：顶岗实习基本信息基本信息 总成绩=过程考核（70%）+结果考核（30%） 过程考核： 结果考核：期末考试（100分）考核方式考核方式考勤考勤课堂课堂表现表现提问提问任务完任务完成质量成质量项目项目考核考核笔记笔记20分20分10分20分20分10分课程主要内容课程主要内容情境一 油气藏基础资料分析；情境二 单井动态分析；情境三 井组动态分析；情境四 区块动态分析；情境五 聚合物驱油动态分析；情境六 油田动态预测。项目一 油藏流体资料分析 学习情境一 油藏基础资

2、料分析（1）高温高压下，石油中溶解有大量的烃类气体；油藏流体石 油天然气地层水油藏流体的特点：储层烃类：c、h（2）随温度、压力的变化，油藏流体会出现原油脱气、析蜡、地层水析盐等相态变化。项目一 油藏流体资料分析项目一 油藏流体资料分析油层水（底水）油边水任务一 天然气物性分析 天然气天然气是从地下采出的、在常温常压下呈是从地下采出的、在常温常压下呈气态的可燃与不可燃气体的统称，其中以烃类气态的可燃与不可燃气体的统称，其中以烃类为主并含有少量非烃气体的混合物。为主并含有少量非烃气体的混合物。任务一 天然气物性分析一、天然气的组成与分类1. 组成ch47098c2h6c3h8c4h10 非烃气体

3、（少量）：h2s惰性气体he、arh2on2coco2c5 烃类气体：石蜡族低分子饱和烷烃（主要）2. 天然气组成的表示方法摩尔组成质量组成体积组成%100iiinny 1iy%100iiimmw 1iw%100iiivvv 1iv标准状况kiiiiiimmy1iivy kiiiiiimymyw1按矿藏分汽油蒸汽含量硫含量凝析气油藏气气藏气贫气100g/m3100g/m3富气酸气1g/m3净气 c5h12）洁气nimym1iig)(二、天然气的物理性质天然气的物理性质1天然气的视相对分子质量天然气的视相对分子质量定义：在标准状况下，1mol天然气具有的质量。计算公式：vmg二、天然气的物理性质

4、天然气的物理性质2天然气的密度和相对密度天然气的密度和相对密度密度：相对密度：97.28gggm空气3. 天然气的压缩因子天然气的压缩因子理想气体的假设条件：1.气体分子无体积，是个质点；2.气体分子间无作用力；理想气体状态方程：nrtpv天然气处于高温、高压状态多组分混合物，不是理想气体压缩压缩因子因子二、天然气的物理性质天然气的物理性质压缩因子：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。体积与在相同条件下理想气体占有的体积之比。理想实际vvzpnrtv实际znrtpv 实际气体的状态方程：压缩

5、因子z可以由图版查得。z1实际气体较理想气体难压缩z1实际气体成为理想气体压缩因子z的物理意义：实际气体与理想气体的差别。三、天然气的体积系数天然气的体积系数地面标准状态下单位体积天然气在地层条件下的体积。地面地下vvbgpptzptztppnrtpznrtvvbscscscscscscrg293273/注：在油藏开发过程中：t基本不变，p不断变化pzcpzptbscg)293273(四、天然气的压缩系数四、天然气的压缩系数定义：在等温条件下，当压力变化1mpa时的天然气的体积变化率。tgpvvc1tgpvvc1或znrtpv 2pzpzpnrtpvpzzpcg11*五、天然气的粘度五、天然气

6、的粘度1. 低压下低压范围内，气体的粘度几乎与压力无关。气体的粘度随温度的增加而增加；气体的粘度随气体分子量的增大而减小；气体的密度较小，分子之间的作用力小，温度是影响天然气粘度的主要因素2. 高压下气体的粘度随压力的增加而增加；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。高压下，气体的粘度具有类似于液态粘度的特点。小结 1. 天然气的组成和分类 2.天然气的密度和相对密度 3.天然气的状态方程 4.天然气的体积系数 5.天然气的粘度 6.天然气的压缩系数任务二 地层原油的物性分析知识目标知识目标1. 了解原油的组

7、成与分类2. 掌握原油的体积系数、压缩系数、粘度等参数技能目标技能目标会整理和分析地层油的物性资料 环烷烃 芳香烃 其它化合物 烷烃c5c16含氧化合物含硫化合物含氮化合物高分子杂环化合物苯酚、脂肪酸硫醇、硫醚、噻吩吡咯、吡啶、喹啉、吲哚胶质、沥青质一、石油的组成二、石油的分类（地面原油 ）1）根据石油中的含硫量 少硫原油：0.5% 含硫原油：0.5%2% 高硫原油：2%以上2）根据石油中的含蜡量 少蜡原油：2%3）根据石油中胶质、沥青质含量 少胶质原油：25%三、天然气在原油中的溶解亨利定律：pr适用条件单组分气体在液体中的溶解。溶解系数，其值反映了气体在液体中溶解能力的大小，标m3/mpa

8、亨利定律的物理意义温度一定，气体在单位体积液体中的溶解量与压力成正比。分子结构差异较大的气液体系。r 溶解度， 压力为p时单位体积液体中溶解的气量,标m3/m3；40时不同气体在相对密度为0.873的石油中的溶解度(卡佳霍夫,1956) 1氮气 2甲烷 3天然气某天然气在不同原油中的溶解度曲线1o=0.7389；2o=0.80173o=0.8498；4o=0.9340天然气在原油中溶解度的典型曲线天然气在原油中溶解的影响因素：天然气的溶解曲线不是线性的天然气的组成石油的组成随着温度的升高，天然气的溶解度下降天然气中重质组分愈多，相对密度愈大，其在原油中的溶解度也愈大相同的温度和压力下，同一种天

9、然气在轻质油中的溶解度大于在重质油中的溶解度温度压力随着压力的升高，天然气的溶解度增大先溶解重烃，曲线较陡；再溶解轻烃，曲线较直，斜率小四、油气分离易溶解于石油的气体组分， 不容易从石油中分离出来难溶解于石油的气体，容易从石油中分离出来分离方式接触分离(闪蒸脱气，一次脱气)微分分离（多级脱气）多级脱气矿场常用气多气少一次脱气示意图接触脱气：在等温条件下，将体系压力逐渐降低到指定分离压力，待体系达相平衡状态后，一次性排出从油中脱出的天然气的分离方式；又称闪蒸分离、一次脱气。多级脱气示意图2. 多级脱气 将井产物脱气过程分为多次进行的脱气方式。3. 接触和多级脱气对比井底油样气油比r，m3m3两种

10、方式脱得气量之差，一次脱气多级脱气罗马什金59.641.430.6次部仁斯克83.071.513.9新季米特175.4144.517.6方式p1mpa气油比r，m3m3油相对密度气相对密度p1处闪蒸 p1-0处闪蒸闪蒸0273-0.78070.9733级次0.422910.30.77110.8559对比r闪r级闪级闪级 比较结果： 结论： 多级脱气比接触脱气得到的气更干，气量更少；油更轻，油量更多。方法方式体系组成气油比脱出气脱气油气量密度油量密度接触脱气一次不变大多大（湿）少大多级脱气多次变化小少小（干）多小五、地层油的高压物性分析地层油特点：高温高压，溶解有大量的天然气(一）地层油的溶解气

11、油比地层油的溶解气油比rs1.定义单位体积地面油在油藏条件下所溶解的标准状况下的气体体积，标m3/m3。溶解气油比是用接触脱气的方法得到的天然气体积为准。gsovrv2. 影响因素 油气性质溶解气油比与压力的关系 压力油气密度差异越小，地层油的溶解气油比越大。 温度t，rsppb时 rs=rsip1。影响因素分析：轻烃组分所占比例，bo 组成 油藏温度t，bo 油藏压力p, bo当ppb时，p, bo 当ppb时，当p=pb时，bo bomax 溶解气油比rs, bo体积系数与压力的关系两相体积系数：油藏压力低于泡点压力时，在给定压力下地层油和其释放出气体的总体积(两相体积)与它在地面脱气后的

12、体积(地面原油体积)之比。sfgftvvvbgsssifgbvrrv因为：所以：gssiotbrrbb（四）地层油的等温压缩系数（四）地层油的等温压缩系数定义：在温度一定的条件下，单位体积地层油随压力变化的体积变化率。单位：1/mpappvvpvbffbf由于：booboboobobffbfoppbbbppbbbppvvvc111所以：tffopvvc1（五）地层油的粘度（五）地层油的粘度根据牛顿内摩擦定律：yuxxy/影响因素分析：轻烃组分所占比例, o组成温度t，o压力溶解气油比rs, oo o p p、t t 关系关系当ppb时，p 某油藏原始地层压力某油藏原始地层压力 。该油井样品实验

13、室。该油井样品实验室pvt分析结分析结果如下表：果如下表：(实验室压点实验室压点)，,27.2127.211.5171.517167.5167.523.8123.811.5271.527167.5167.523.1323.131.5301.530167.5167.522.4522.451.5321.532167.5167.521.7721.771.5241.524167.5167.521.0921.091.5371.537167.5167.520.77(20.77()1.5381.538167.5167.50.0048580.00485818.3718.371.4841.484145.8145

14、.80.0054640.00546416.3316.331.4411.441130.3130.30.0061150.00611514.2914.291.4011.4011151150.0070230.007023 （1）从表中可以看出，该油藏原始溶解气油比 （2）求时，油藏两相体积系数 （3）当地层压力为21.77mpa时，假设油井日产原油40m3（地面值），问地面日产气多少？ （4）地层压力为16.33mpa时，日产天然气450m3（标准），地面原油2m3，问这些原油、天然气地层中各 占多少体积？ 六、油藏烃类的相态相态：物质在一定条件（温度和压力）下所处的状态。油藏烃类的相态通常用pt图研

15、究。相： 某一体系或系统中具有相同成分，相同物理、 化学性质的均匀物质部分。 油藏烃类一般有气、液、固三种相态相图多组分烃类系统相图 四区 三线 五点 各类油气藏的开发特点四区液相区反常凝析区气液两相区气相区pct线包围的阴影部分三线泡点线ac线，液相区与两相区的分界线露点线bc线，气相区与两相区的分界线等液相线虚线，线上的液量的含量相等ac线以上bc线右下方acb线包围的区域五点泡点ac线上的点，也称饱和压力点露点bc线上的点临界点c点，泡点线与露点线的交点临界凝析压力点p点，两相共存的最高压力点临界凝析温度点t点，两相共存的最高温度点油藏气藏油气藏凝析气藏各类油气藏的开发特点1点油藏液态压

16、力下降泡点线(饱和压力)压力下降气液两相4点凝析气藏气态压力下降气液两相压力下降气态2点饱和油藏液态压力稍微下降气液两相3点气藏气态压力下降气态任务三 地层水物性分析地层水油层水(与油同层)和外部水(与油不同层)的总称油层水底水边水层间水束缚水外部水上层水下层水构造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机盐一、地层水的矿化度1、地层水中的离子2、矿化度水中矿物盐的质量浓度，通常用ppm表示。单位：mg/l地层水的总矿化度表示水中正负离子的总和不同油藏的地层水矿化度差别很大主要阳离子：na+k+ca2+mg2+主要阴离子：cl-co32-so42-hco3-二、地层水的分类苏林分类法

17、具体思路根据水中na+（包括k+）和cl-的当量比，利用水中正负离子的化合顺序，以水中某种化合物出现的趋势而命名水型。氯化镁(mgcl2)水型重碳酸钠(nahco3)水型硫酸钠(na2so4)水型氯化钙(cacl2)水型四种水型离子当量离子浓度（离子毫克当量离子价离子量离子当量)ppm三、地层水的高压物性1. 溶解气很少地层水溶解盐类是影响地层水高压物性的根本原因压力在10mpa下，1m3地层水中溶解天然气不超过2m32. 地层水的体积系数wswfwvvb油藏条件下的体积地面条件下的体积1wb溶解有天然气的地层水纯水地层水体积系数与压力、温度关系地层水bw受温度的影响大于受压力及溶解气的影响。bw随温度的增加而增加